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单轨转向架换轮平台控制系统设计研究 摘要：单轨换轮装置的分离是单轨车辆维护中的重要环节，通过将转向架与车体分离，从而完成轮胎的定期充气、检查及更换主要介绍换轮转向架换轮工作原理、工艺流程及控制系统设计 关键词：单轨；转向架；换轮；控制系统 0引言 在城市轨道交通系统中，跨座式单轨交通是一种典型制式，具有线路占地少、线路构造简单、转弯半径小、舒适性高、景观性好等特点，尤其适合山地城市、地形复杂城市和建筑集中度高的城区和城郊随着重庆轨道交通的大力发展，单轨车次及车辆数逐步增加在单轨车辆的维护中，因列车采用橡胶轮胎，磨损较大，需要定期对轮胎进行充气、检查，查看轮胎是否需要更换，换轮任务繁重国内外均有类似设备，但国外设备价格昂贵，存在设备供货周期长、设备维护不便等诸多问题因此，开发可靠性高、简便、高效且易于维护的转向架换轮平台势在必行 1换轮平台组成及工作原理 换轮平台由沉降梁、沉降梁旋转机构、沉降梁定位插销机构、升降机构、升降平台、水平保持机构、平台定位插销机构以及车体支撑装置组成，包含驱动装置、防护系统、控制系统及辅助系统四个子系统系统采用液压油缸进行驱动，由于油缸的作用，铰链机构作圆周运动，并带动沉降梁作以滑动轴承为中心的圆周运动，把油缸的直线推动运动转化为沉降梁的圆周运动。

换轮前，启动液压工作站，电控系统根据传感器反馈信号判断沉降梁、支撑装置和各插销位置是否准确，对不正确位置进行复位后，发出车辆准许进入信号换轮时，单轨车辆首先进入沉降梁位置，由架车装置支撑单轨车辆，驱动升降平台将转向架及沉降梁本体下降至指定位置，进而控制液压系统输出转矩及转速驱动沉降梁旋转45工位，与维修工位轨梁对接，从而使换轮得以实现水平保持机构、锁紧机构、限位缓冲机构用于旋转梁旋转到位后的定位、锁紧及缓冲，用于保证系统的精度及安全 2换轮工艺流程 在充分了解并掌握转向架结构特点和组成的基础上，拟订了转向架与车体相分离及换轮工艺流程 3控制系统设计 采用静液压的方式传动具有结构紧凑、操作简单、传动平稳等优点，能很好地满足转向架分离装置的工作要求换轮装置中比较重要的是平台升降机构，主要承受来至沉降梁、平台以及转向架等的载荷，采用两个单级同步液压油缸驱动，升降距离约为2200mm升降时，整个机构要求冲击小、并确保定位准确为保证平台的水平位置，机构同时采用了水平保持机构来进行刚性同步，从而保证平台在做上下运动时保持水平同步当液压站启动以后，油箱里的液压油由液压泵经过高压过滤器打入液压系统回路，为转向架分离装置的各个运动提供动力。

系统压力由电磁溢流阀的设定值决定各个液压回路通过电磁换向阀的运作，来实现各自要求的功能 3.1换轮装置的升降运动 转向架分离装置的升降运动主要是操作两个单级同步油缸来完成的上升运动，如图3所示，当两个比例电磁阀开启左位，油液经过液压锁进入液压缸油路，液压缸位移传感器反馈信号，经过比例阀放大器，控制两个比例阀的开口，从而使得两只缸完成同步上升动作系统上升油路2位2通电磁换向阀为油缸上升辅助调速功能，常位为常开，控制其为右位时，上升油液经过节流阀节流压力补偿器保证比例阀进出口的压力差，使得其不受油缸负载变化的影响序号13为液压锁，比例阀不运作时油缸能自锁在某个位置下降运动：比例阀切换到右位，油缸开始下降，序号24为节流阀，辅助调节下降速度，同时提供回油路背压在断电等紧急情况下，本系统设置了紧急油口，保证该装置的正常升降 3.2换轮装置的旋转运动 转向架分离装置的旋转运动主要由一个数字油缸来完成驱动，如图4所示液压系统主要有比例阀、压力补偿器等组成比例阀主要控制数字缸的转速，在各时间段通过比例控制器对数字油缸伸缩速度进行控制，就可以实现满足要求的沉降梁匀速转动。

配置的压力补偿器主要对比例阀进出口（P—A，P—B）进行保压，使得数字缸的负载对比例阀无影响，确保比例阀控制的准确性 3.3换轮装置的插销运动 为确保转向架分离装置的升降定位和旋转运动定位，本套液压系统采用了插销机械精确定位而各个插销的运作则均由插销液压缸来完成，液压系统设置了旋转定位插销和平台插销当旋转油缸完成旋转运动后，油液经过电磁换向阀的换位进入两个旋转定位插销缸，完成旋转插销定位旋转插销缸的运作速度由进油和回油路上的单向节流阀无级可调同理，水平插销的运作是在转向架完成上升后进行的，四个插销经过电磁阀的换位同时推动水平插销完成水平机械定位，确保了转向架的安全四个水平插销速度也是无级可调的 3.4电气控制系统设计 根据换轮装置的作用、功能及要求，进行了相应的电气控制系统的开发与设计电气控制系统主要有控制柜与操作台，以控制液压泵站的工作、阀的动作、油缸行程控制、运动机构的位置检测及控制、相关的信号指示等操作台设置在八字形中央，立式按钮结构，由簿钢板、钢管焊接而成控制系统控制系统采用可编程控制器（PLC），配合各位置检测开关和执行元件，保证系统的可靠性、稳定性、安全性及调试的方便性。

本文所用算法分别与最小二乘法，线性化算法文献[7]，二分法逼近搜索文献[8]进行比对，精度分别提高14.5%，11.5%，13.0% 4结论 本文提出自适应区域搜索算法评定圆度误差该算法对测量点的分布没有要求，测量原理简单，编程容易实现，便于掌握，误差评定精度也较高，为实际圆度误差评定提供一种有效参考 参考文献： [1]机械科学研究所,中国计量科学研究院.GB/T7235-2004产品几何量技术规范(GPS)评定圆度误差的方法半径变化量测量[S].北京:中国标准出版社,2004:3-20. [3]徐志玲,刘宇,程琦.4种圆度误差评定方法分析[J].计量学报,2009,30(Z1):38-41. [4]王灿,许本胜,黄美发.区域搜索下圆度误差快速精确评定[J].制造业自动化,2015,37(6):94-96. [5]孟凡良,余晓芬,黄开辉,彭鹏.多采样点下圆度误差最小区域评价方法研究[J].机床与液压,2015,43(3):153-157. [7]黄富贵,董兆鹏.圆度误差评定的线性化处理方法[J].华侨大学学报(自然科学版),2011,32(5):492-494. [8]李飞,雷贤卿,崔静伟,王海洋.圆度误差的二分法逼近搜索评定[J].北京:河南科技大学学报,2014,35(2):20-23. 作者：张腾；夏青 单位：重庆机电装备技术研究院有限公司第 5 页 共 5 页。