火车刹车片测试系统的研究

论文摘要

制动装置是火车安全减速或停车的重要装置。为保证火车的安全，必须在各种条件下都能保证火车的制动性能。随着列车运行速度的不断提高，对制动装置的制动性能要求也更高，传统的闸瓦制动适应不了高速列车的发展。目前我国的铁路客车基本都已采用了盘形制动，火车刹车片是盘形制动装置的重要组成部件，它对制动性能有着举足轻重的作用。火车刹车片测试系统是建立在刹车片制动试验台的基础上，测试火车刹车片的摩擦性能。论文根据《盘形制动试验大纲》要求，提出对火车刹车片制动试验台的设计方案，主要由电动机、联轴器、制动装置、支座、测试装置等几个部分构成。根据设计方案的总体布置，选取合适的交流电动机，采用变频控制方式控制电机转速。结合试验台的结构特点，进行测试系统的设计。火车刹车片测试系统以总成试验的方式来测试刹车片的承载压力、表面温度、车轮运行速度等多项性能参数，结合实际选用合适的传感器。系统主要由上位机和下位机两部分组成。下位机采用ADuC841作为控制单元，控制压力、温度、速度的采集。上位机(即PC机)通过RS485串口通讯与下位机相连。上位机采用Visual Basic设计一个控制软件，对采集数据进行分析处理，最终生成刹车片的摩擦系数曲线图，可以直观的分析刹车片的摩擦性能。该软件还包括对变频器的控制模块，通过串口给下位机传送指令改变变频器的输出频率，实现对电机转速的控制。最后经过对测量结果的分析，可以看出火车的制动初速度与刹车片的表面温度都是影响火车刹车片的摩擦性能的重要因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 国内外发展与研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 火车刹车片及其摩擦机理分析
• 2.1 火车制动方式及刹车片介绍
• 2.1.1 火车制动方式的介绍
• 2.1.2 火车刹车片的介绍
• 2.2 盘形制动的工作原理
• 2.3 火车刹车片摩擦理论分析
• 2.3.1 火车刹车片材料摩擦特性
• 2.3.2 火车刹车片摩擦理论分析
• 第3章 火车刹车片测试系统的方案设计
• 3.1 火车刹车片测试系统的设计思想
• 3.2 火车刹车片测试系统的结构与工作原理
• 3.3 火车刹车片测试系统概述
• 第4章 火车刹车片测试系统的硬件设计
• 4.1 测试系统硬件系统设计
• 4.2 交流电机的调速控制模块
• 4.2.1 调速控制方案的设计
• 4.2.2 调速控制电路设计
• 4.3 压力测量模块
• 4.3.1 压力测量方案
• 4.3.2 压力传感器的选用
• 4.3.3 压力传感器电路设计
• 4.4 温度测量模块
• 4.4.1 温度测量方案
• 4.4.2 温度传感器电路设计
• 4.5 转速测量模块
• 第5章 火车刹车片测试系统的软件设计
• 5.1 软件设计总体规划
• 5.2 单片机系统软件设计
• 5.2.1 单片机程序功能分析
• 5.2.2 单片机主程序工作流程
• 5.2.3 串口通信中断处理程序
• 5.3 工业计算机软件设计
• 5.3.1 工业计算机程序功能分析
• 5.3.2 用户交互界面设计
• 5.3.3 串行通信模块
• 5.4 测量结果讨论
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者在读硕士期间发表的学术论文
• 致谢