校核关系

校核关系（精选7篇）

校核关系 篇1

UM71无绝缘轨道电路、三显示自动闭塞设备在朔黄线开通使用前, 为确保自动闭塞设备联锁关系正确并符合符合故障——安全原则及设计规范, 应按如下方法进行联锁关系的检查校核。 (注:在朔黄线上一个闭塞分区内, 包含有两区段或三区段轨道电路;地面通过信号机为单方向设置。)

1 信号机联锁关系核对

信号机共性的联锁关系核对有:灯光灯位核对、灯丝转换及主副灯丝断丝报警核对、室内断保险的灭灯核对;信号机个性的联锁关系核对如下所述:

1.1 股道出发信号机联锁关系核对

(1) 一离去占用, 信号不能开放核对;

(2) 二离去占用, 信号开放U灯核对;

(3) 二离去出清, 信号开放L灯核对;

(4) 向逆口 (正向接车口) 发车, 开放B (右) 、L灯信号显示核对。 (B为发车进路表示器白灯, 下同。)

1.2 区间通过信号机联锁关系核对 (显示序列核对)

(1) 本闭塞分区占用, 其通过信号机点H灯;

(2) 本闭塞分区出清:

(1) 前第一闭塞分区 (列车运行前方, 下同) 占用且其防护信号机的点灯灯丝完好, 点U灯;

(2) 前第一闭塞分区占用且其防护信号机的点灯灯丝断丝, 点H灯;

(3) 前第一闭塞分区出清且其防护信号机的点灯灯丝完好, 点L灯;

(4) 前第一闭塞分区出清且其防护信号机的点灯灯丝断丝, 点U灯;

(5) 前方第一、第二两个闭塞分区空闲, 点L灯。

(3) 进站信号机前的第一架通过信号机, 应对进站分别显示H、U、U/U、L灯信号时, 相应显示U、L、U、L灯信号的核对;

(4) 改方反向运行时, 区间通过信号机均灭灯。

2 方向电路联锁关系核对

(1) 正常办理改变运行方向核对:

(1) 办理正常改方前、后, 都要核对方向电路中各继电器的工作状态和控制台表示灯的显示 (接车站、发车站分别核对) ;

(2) 区间有车占用, 不能改方的核对;

(3) 原发车站建立有本站发车的敌对进路, 不能改方的核对;

(4) 办理发车进路, 自动改方的核对;

(5) 改方后出发信号开放、进路解锁正常的核对。

(2) 辅助办理改变运行方向核对:

(1) 办理辅助改方前、后, 都要核对方向电路中各继电器工作状态和控制台表示灯的显示 (接车站、发车站分别核对) ;

(2) 双接状态时的辅助改方核对;

(3) 区间红光带时的辅助改方核对;

(4) 区间红光带辅助改方后, FZD熄灭9S后, 两站JQD仍亮红灯, 第一次排列发车进路, 出发信号不能开放。办理调车进路并经使用后, 第二次排列发车进路, 出发信号正常开放的核对。

3 KXJ回路联锁关系核对

对KXJ励磁回路中的各个GDJ↑条件, 相对应的每一轨道电路区段都要逐一进行现场的分路, 同时在控制台查看JQD点H灯、继电器室查看KXJ↓状态的检查核对。

4 站间联系电路联锁关系核对

在列车正向运行方向:

(1) 进入前方站的第一闭塞分区, 轨道电路区段空闲时:若防护该区段的通过信号机点灯灯丝完好时 (1DJ↑) , 检查本站条件2G1DJ↑、2GJF2↑;若防护该区段的通过信号机点灯灯丝断丝时 (1DJ↓) , 检查本站条件2G1DJ↑、2GJF2↓;

(2) 进入前方站的第一闭塞分区, 轨道电路区段占用时:若防护该区段的通过信号机点灯灯丝完好时 (1DJ↑) , 检查本站条件2G1DJ↑、2GJF2↓;若防护该区段的通过信号机点灯灯丝断丝时 (1DJ↓) , 检查本站条件2G1DJ↓、2GJF2↓;

(3) 进入前方站的第二闭塞分区, 轨道电路区段空闲时:检查本站条件1GJF3↑;

(4) 进入前方站的第二闭塞分区, 轨道电路区段占用时:检查本站条件1GJF3↓。

5 轨道电路区段联锁关系核对

(1) 区段一致性核对:第一步, 在继电器室分别断开各轨道电路区段发送器、接收器的熔断器;第二步, 在现场用0.15短路线, 在各轨道电路中距离电气绝缘节大于1米的地方, 发送、接收端分别对其进行封连 (正向运行、改方反向运行) ;均在室内移频柜复核相应轨道区段的G1J、G2J或G3J落下 (并检查大号切小号联锁关系) , 区段占用红灯点亮;在控制台JQD点H灯, 接近、离去区段相应表示灯点亮, 接近电铃鸣响。

(2) 区段载频一致性核对:检测本轨道电路区段室、内外设备的工作频率及本区段的载频频率名称一致的核对。

(3) 码型核对 (区间信号点电码化) :

(1) 轨道电路区段GJ↓, 本轨道电路区段不发码 (分路轨道区段或列车机车在区段上运行时, 发送器‘供出’测试端有低频信息, 接收器‘限入’测试端无低频信息) ;

(2) 前方第一闭塞分区 (列车运行前方, 下同) 占用、前方第一闭塞分区空闲时其防护信号机的点灯灯丝断丝, 这两种情况本区段均发频率为26.8Hz的HU信息码;前方第一闭塞分区占用且其防护信号机的点灯灯丝同时断丝, 本区段不发信息码;

(3) 前方第二闭塞分区占用, 本区段发频率16.9Hz的U1信息码;前方第二闭塞分区空闲, 本区段发频率11.4Hz的L信息码。 (注:闭塞分区内无列车运行时, 本闭塞分区内的各轨道电路区段的发码信息相同。)

(4) 改方逆向运行时, 区间各轨道区段均发频率27.9Hz的B信息码。

6 股道电码化联锁关系核对

6.1 股道正线电码化

(1) 正向正线接车进路:

(1) 出发信号关闭时, 接车进路上的各区段均发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 出发信号开放、发车进路弯出时, 接车进路上的各区段均发频率为18Hz的UU信息码;

(3) 出发信号开放、发车进路直出、二离去区段占用时, 接车进路上的各区段均发频率为16.9Hz的U信息码;

(4) 出发信号开放、发车进路直出、二离去区段空闲时, 接车进路上的各区段均发频率为11.4Hz的L信息码。

(2) 正向正线发车进路:

(1) 二离去区段占用时, 发车进路上的各区段均发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 二离去区段空闲、三离去 (二离去的下一区段, 下同) 占用时, 发车进路上的各区段均发频率为16.9Hz的U信息码;

(3) 二离去区段空闲、三离去空闲时, 发车进路上的各区段均发频率为11.4Hz的L信息码。

(3) 逆向正线接车进路:

(1) 出发信号关闭时, 接车进路上的各区段均发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 出发信号开放、发车进路弯出时, 接车进路上的各区段均发频率为18Hz的UU信息码;

(3) 出发信号开放、发车进路直出时, 接车进路上的各区段均发频率为11.4Hz的L信息码。

(4) 逆向正线发车进路上的各区段不发信息码。

6.2 股道站线电码化

股道站线采用微电子交流计数站内电码化设备。

(1) 向股道站线接车、出发信号未开放, 股道发码端发送HU信息码;

(2) 出发信号开放, 股道发码端发送UU信息码。

7 一离去区段电码化联锁关系核对

(1) 发车 (正方向) :

(1) 二离去空闲、且其通过信号机的点灯灯丝断丝, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 二离去占用, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(3) 二离去占用、且其通过信号机的点灯灯丝断丝, 不发信息码;

(4) 二离去空闲、三离去占用, 发频率为16.9Hz的U1信息码;

(5) 二离去空闲、三离去空闲, 发频率为11.4Hz的L信息码;

(6) 轨道区段间的联锁关系:大号切小号。

(2) 接车 (逆方向) :

(1) 逆向进站信号关闭, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 逆向进站信号机显示引导信号, 发频率为24.6Hz的HUS信息码;

(3) 逆向进站信号机显示侧线接车信号, 发频率为18Hz的UU信息码;

(4) 逆向进站信号机显示正线停车信号, 发频率为16.9Hz的U1信息码;

(5) 逆向进站信号机显示正线接车信号、出发信号开放且发车进路为弯出, 发频率为14.7Hz的U2信息码;

(6) 逆向进站信号机显示正线通过信号, 发频率为11.4Hz的L信息码;

(7) 轨道区段间的联锁关系:小号切大号。

8 一接近区段电码化联锁关系核对

(1) 接车 (正方向) :

(1) 二接近区段空闲、其通过信号机点灯灯丝断丝时, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(2) 二接近区段占用、其通过信号机点灯灯丝完好时, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(3) 二接近区段占用、其通过信号机点灯灯丝断丝时, 不发信息码;

(4) 二接近区段空闲、其通过信号机点灯灯丝完好、进站信号关闭时, 发频率为16.9Hz的U1信息码;

(5) 二接近区段空闲、其通过信号机点灯灯丝完好、进站信号显示侧线接车时, 发频率为14.7Hz的U2信息码;

(6) 二接近区段空闲、其通过信号机点灯灯丝完好、进站信号显示正线接车时, 发频率为11.4Hz的L信息码;

(7) 轨道区段间的联锁关系:大号切小号。

(2) 发车 (逆方向) :各轨道区段均发频率27.9Hz的B信息码。

9 二接近区段电码化联锁关系核对

(1) 接车 (正方向) :

(1) 进站信号机点灯灯丝断丝时, 不发信息码;

(2) 进站信号关闭时, 发频率为26.8Hz的HU信息码;

(3) 进站信号机开放引导信号时, 发频率为24.6Hz的HUS信息码;

(4) 进站信号机开放侧线接车信号时, 发频率为18Hz的UU信息码;

(5) 进站信号机开放正线停车信号时, 发频率为16.9Hz的U1信息码;

(6) 进站信号机开放正线接车信号、出发信号开放、发车进路弯出时, 发频率为14.7Hz的U2信息码;

(7) 进站信号机开放通过信号时, 发频率为11.4Hz的L信息码;

(8) 轨道区段间的联锁关系:大号切小号。

(2) 发车 (逆方向) :各轨道区段均发频率27.9Hz的B信息码。

校核关系 篇2

现阶段, 继电保护装置的各项定值及其各种性能, 是根据电力系统的最大运行方式和最小运行方式, 在离线状态下整定的, 在系统运行中基本不变。而实际的电力系统是不断变化的, 当出现一些特殊的运行方式时, 保护装置中的定值就有可能不满足选择性和灵敏度的要求, 从而导致误动或拒动事故发生, 造成停电或设备损坏的情况。在线校核即针对上述情况, 提出利用电力系统的实时数据, 构建当前运行方式, 再校核该运行方式下护定值的合理性, 同时具备在线整定功能, 提高系统安全运行水平。

1 基于保护范围的在线校核方法

基于保护范围校核的基本思路是:从EMS得到电网运行参数, 从故障系统得到继电保护整定值, 然后通过计算此整定值所能保护的范围, 从而校核现有的继电保护整定值是否满足运行要求。其前提和核心是确定保护定值在当前方式下对应的保护范围。

定值在线整定校核系统主要包括三个部分:数据获取、定值校核、结果输出, 其构成见图1.1所示。定值校核部分是根据系统实时运行参数得到当前运行方式, 再校验在该运行方式下保护定值是否满足要求。其中网络分析模块通过分析系统实时数据来获取系统拓扑和运行方式;在线校核模块通过相关变准校核保护装置中的定值是否满足当前运行方式下的各项要求[1]。

基于保护范围的校核方法可以确切计算出继电保护定值所能保护的范围, 能直观的了解当前继电保护整定值在当前运行方式下对电网的影响。然而, 基于保护范围的校核方法也存在以下不足之处:

1) 难以精确求取保护范围, 计算量大, 影响校核的计算速度。特别是面对T形接线等复杂不规则线路, 或者多条线路需要相互配合等问题时, 精确求取保护范围难度更大。

2) 用稳态方式下的短路计算方法确定保护范围, 忽略了其他的一些因素, 比如短路计算误差 (包括故障暂态初始过程非周期分量的影响等) 、互感器测量误差和必要的裕度等。这些因素将影响保护范围的比较与判断。

2 基于定值比较方式的在线校核方法

为了克服基于保护范围校核方法中存在的计算量大的缺点, 提出了基于定值比较方式的在线校核方法。

首先分析了整定与校核的比较关系, 得到了校核过程与整定过程具有高度的对称性和互逆性;保护校核本质上是保护整定的逆过程。基于此, 提出了定值比较方式的在线校核方法, 即:逆着保护整定计算过程, 融入当前方式和实际保护定值信息, 由校核公式计算得到计算定值, 将其与实际保护定值进行逻辑判断, 得出校核结论[2]。其流程图如图2.1所示。

相较于现有文献采用基于保护范围的校核方法, 基于整定逆过程的校核思想具有一下优点:1、不用求取保护范围, 节省计算时间;2、风格上与保护系统整定计算保持一致, 校核计算原则的制定更容易满足用户需求;3、在线/离线校核计算都能适用。

将在线系统给出的预想故障控制量与系统特征量作为样本数据, 实现与接线方式的归类与定值的整定, 论文中提出的在线校核策略, 不仅可以应用于在线系统的控制决策数据信息挖掘, 而且可以通用于各类系统稳控策略的制定工作, 因此有很强的实用性和应用前景[1]。

3 基于仿真技术的在线校核方法

基于仿真技术的在线校核研究的基本原则是:建立电力系统一次和二次元件的仿真模型, 获取网络拓扑和现场定值, 通过设置步长和故障类型进行仿真计算, 得到故障计算结果后分析保护的动作行为, 校验当前定值是否满足要求。

目前而言, 电力系统的仿真已经经历了一段发展历程, 其优点是:可方便地构造系统结构, 设置参数, 模仿电力系统在各种运行工况及故障情况下的动态行为。仿真的校核结果直观, 但是存在以下缺陷:

1) 需要确定保护装置的仿真模型;

2) 计算速度慢。为了防止存在校核死角, 计算步长较小, 因此计算量很大;

电力系统仿真是一个宽泛的领域, 电力系统继电保护的在线校核研究的仿真是其中的一个方面, 其技术还不成熟, 是一个等待研究的课题。

4 提高在线校核系统的计算速度

在线校核系统与传统的离线校核方式相比, 其关键因素就是其实时性, 而要保证实时性。在线校核需要利用电力系统实时数据, 对当前运行方式下保护性能进行校核。继电保护方案的确定和整定计算是一项非常复杂的技术工作, 需要以电网故障分析为基础, 按照严格而复杂的整定计算原则, 进行大量的定值计算和筛选, 其计算量是非常庞大的。庞大的计算量将花费计算时间, 使在线校核系统不能满足实时性的要求, 因此, 提高在线校核系统的计算速度也是一个重要的研究课题。

在提高在线校核系统速度方面, 主要有两个研究方向:

其中一种是优化计算方法。在仿真技术方面, 文献[8]在基于数字保护实时仿真系统RTDS的基础上, 运用了多线程技术, 通过在各线程间合理分配计算任务, 可以实现资源的最优配置, 从而有效缩短时间步长, 以满足对复杂系统仿真的实时性要求。

在校核原则上, 提出对故障计算优化排序的方法, 对校核总过程进行了计算优化, 提高了计算速度。提出并开发了基于EMS/DTS的在线保护智能预警系统, 该系统已经在某省级电网调度中心投人在线应用。

另一种方法是基于计算机在电网中的应运。采用分布式计算技术, 研究并实现了基于集群计算机的保护定值在线校核并行计算方法。利用代理的智能化特点, 实现了对实时采集的电网信息的智能化分析, 准确形成实时运行方式;利用多代理系统体系结构对分布式并行计算的良好支持, 实现了校核计算的并行处理, 提高了实时计算速度[3]。

6 问题与展望

继电保护在线校核技术的校核方法已经逐步优化, 并已运用在继电保护在线校核系统中。就继电保护在线校技术面临的问题, 归纳起来, 大致有一下几个方面:

1、电网实时运行参数获取问题。不同的电力系统, 运用的建模语言可能不同, 如何实现不同语言间数据获取的兼容性、快速性、准确性, 值得进一步深入研究。

2、提高校核运算速度问题。新的校核方法在不断被提出, 但其亟需解决的问题还有很多, 如何优化算法、结合计算机技术有待进一步研究。

3、主站与保护装置之间通信问题。继电保护在线校核的另一项重要功能是实时修改保护定值, 保证通信的有效性、准确性有待进一步改进。

摘要：继电保护在线校核技术根据系统的实时运行方式对继电保护装置中的定值进行校核, 看其保护性能是否满足当前要求, 同时能够在线整定, 从而提高系统安全运行水平。概述了继电保护在线校核技术的校核方法, 分别从基于保护范围校核、基于定值比较校核、基于仿真技术校核以及提高计算速度等四个方面进行了详细的阐述, 分析了各个算法本身的特点以及亟需解决的问题。最后指出了在线校核技术值得进一步研究的问题, 并结合研究现状对其发展进行了初步展望。

关键词：电力系统,继电保护,在线校核

参考文献

[1]曾耿晖, 李银红, 段献忠.电力系统继电保护定值的在线校核[J].继电器, 2002, 30 (1) :22-55

[2]黄超, 李银红, 陶佳燕, 石东源.基于整定逆过程的保护定值在线校核原则[J].电力系统自动化, 2011, 35 (12) 59-63

浅析强度校核有关条款修订变化 篇3

在用压力容器定期检验中, 除了必要的专业技术检验外, 强度校核也是常用的手段之一。旧版TSG-R7001-2004《压力容器定期检验规则》 (以下简称旧《定检规》) 第二十五条第 (十) 款第1条和新版TSG-R7001-2013《压力容器定期检验规则》 (以下简称新《定检规》) 第三十一条都规定, 凡有以下情况之一的, 应进行强度校核: (1) 腐蚀 (及磨损) 深度超过腐蚀裕量; (2) 名义厚度不明; (3) 结构不合理 (并且已经发现严重缺陷) ; (4) 检验人员对强度有怀疑。

旧《定检规》还要求“设计参数与实际情况不符”的也应进行强度校核, 新版中删除该项。

在强度校核有关原则方面, 新《定检规》作了一定修订:

1) “材质不明者”修订为“材料牌号不明者”;强度校核时采用同类材料的最低强度值校核, 修改了旧《定检规》中统一采用Q235钢进行强度校核的要求。

2) 强度校核压力, 修改为容器允许使用压力, 不再考虑安全阀的开启压力。

3) 校核时的温度, 修改为设计温度或者操作温度[1,2]。

这些修订一定程度上影响强度校核的结果, 下面以某容器筒体强度校核为例着重就“材质不明”问题的修订做浅析。

2 被检容器概况

该空气储罐于2005年投入使用, 由于使用单位的设备管理员更换频繁, 出厂资料丢失, 从破损的铭牌上仅得参数如下:设计压力4.2MPa, 设计温度70℃, 制造单位为上海某石化设备厂。

2013年定期检验情况:宏观检测合格, 实测内径1 202mm, 实测最小壁厚δmin=21.5mm, 双面焊对接焊缝, 外表面对接焊缝30%磁粉、超声检测合格, 安全附件合格。经查实际使用参数为:最高工作压力3.8MPa, 使用温度40℃, 介质为空气。

3 按照旧《定检规》校核

由于出厂资料的丢失, 导致该设备的材质、名义厚度不明, 符合旧《定检规》关于需要进行强度校核的条件。

另外, 旧《定检规》第二十五条第 (七) 款第1条规定:材质不明者, 对于无特殊要求的容器, 按Q235钢进行强度校核, 该设备为空气储罐, 无特殊要求, 故符合该规定, 按Q235钢进行强度校核。

校核参数:Pc=3.8MPa, 实测内径Di=1 202mm, [б]t=113MPa (Q235在40℃的许用应力为113MPa) [3], 焊接接头系数准=0.85, 腐蚀裕量C2′未知 (由于名义厚度不明, 故其腐蚀裕量未知, 但根据腐蚀裕量定义, 可得C2′≥0) 。

强度校核:

C2′≥0, 故校核厚度:δ2≥24.3>δmin。

所以, 强度校核不合格。

然而, 旧《定检规》中的Q235实质是Q235-B钢, GB 150-98《钢制压力容器》材料部分对该钢做了明确的适用范围规定: (1) 容器设计压力≤1.6MPa; (2) 钢板使用温度为0~350℃; (3) 用于壳体时, 钢板厚度不大于20mm; (4) 不得用于毒性程度为高危或极度危害介质的压力容器。

本文中的空气储罐设计压力为4.2MPa, 远高于Q235适用的最高值1.6MPa;另外, 检验实测得δ实测min为21.5mm, 也超过上述适用范围的不大于20mm的规定。郭云宝[4]等人也从设计环节、制造和监督检验环节、安装监督检验环节等方面论述了只要是经过产品质量监督检验合格出厂 (有铭牌、CS钢印) 的压力容器, 就不可能将Q235-B钢用做设计压力大于1.6 MPa的压力容器壳体。

显然, 该储气罐在明知不可能是由Q235钢制造, 仍然要求按照Q235-B钢来校核, 其结果就是壁厚不满足使用要求, 强度校核不合格。本文认为旧《定检规》中的这一条有欠妥之处。

4 按照新《定检规》校核

旧《定检规》颁布以来, 在实际实施中验证了一些不合理条款, 新《定检规》对其作了相应的调整, 关于强度校核的条款也对上述的欠合理条款作了相应的修订。新《定检规》第三十一条第 (四) 款规定:材料牌号不明并且无特殊要求的压力容器, 按照同类材料的最低强度值进行强度校核。

同类材料, GB 150-98《钢制压力容器》表4-1将压力容器用钢板分为碳素钢钢板、低合金钢钢板、高合金钢钢板, 根据空气储罐的设计压力和其他已知参数可确定:一般的碳素钢板材料难以满足其要求, 高合金钢钢板又显浪费, 实际中也很少使用, 故选用低合金钢板材料较为合适 (必要时, 可借助合金光谱或其他检测方法, 尽管不能精确其材料具体牌号, 至少可得出该材料的种类) 。按前款要求, 强度校核时“按照同类材料的最低强度值进行强度校核”。根据该储罐已测厚度、实际使用温度等参数查GB150-98《钢制压力容器》表4-1钢板许用应力, 可得出低合金钢板许用应力表 (表1) 。

由表1可看出, 该类材料压力许用应力最低值为16Mn R合金钢在该条件下的许用应力163MPa。

故按照新《定检规》[б]t=163MPa, 其他取值不变。

强度校核:

尽管C2′≥0, 但该储气罐介质为空气, 基本无腐蚀作用, 腐蚀减薄值极小, C2′值在一个检验周期中不会大于2mm, 故δ2<δmin。

所以, 强度校核合格。

5 讨论与建议

上述例子说明, 由于采用新、旧不同版本的校核规则 (采用新、旧《定检规》进行强度校核仅为了本文的需要, 起对比、参照作用, 容器的具体强度校核应根据校核当时施行的《定检规》版本为准) , 对同一容器可得出不同或者完全相反的校核结果。按旧规则, 该设备只能报废或者必须降压使用;按新规则, 该设备则可正常使用。

旧《定检规》于2004年颁布, 该规则可理解为:在强度校核时, 如果级别较低的Q235-B碳素钢强度校核都合格, 那么级别较高的合金钢如16Mn R、15Mn VR等材质制造的压力容器更能满足使用要求。在特种设备, 安全第一的大环境下, 结合当时诸如钢材质量、压力容器制造、使用、管理、检验的水平等因素, 规则采用较保守的校核条件, 尽管在当前看来稍有欠妥之处, 但在当时合情合理。

新《定检规》于2013年颁布、实施, 经历了近10年的经验积累和技术进步, 再加之当前提倡节能降耗, 更多的考虑压力容器的安全性和经济性的和谐统一。新规则中取消了强度校核中强制采用Q235进行校核, 代之为“按照同类材料的最低强度值进行强度校核”, 较之前有所放开, 适应了当前的需要。

对该条款的修订, 笔者认为:一方面, 尽管新规则中取消了强制采用Q235进行强度校核, 但检验人员在实际检验中由于自身水平的限制不能分清设备所使用材料的种类或者说为了责任的划分及保险起见, 完全可以把“材质不明者”和“材料牌号不明者”理解为同一意思, 仍然采用保守的校核参数, 笼统地采用Q235进行强度校核。

另一方面, 新规则提出了“材料牌号不明者, 强度校核时采用同类材料最低强度值校核”, 要求检验人员在强度校核前, 要根据设备的制造、使用等参数或者其他检测分析手段确定材料的种类, 再根据该类材料的最低强度值进行校核。这就极大提高了对检验人员的要求, 要求检验人员要有压力容器设计、制造、使用等多方面的知识综合能力, 这也是压力容器乃至整个特种设备领域检验工作发展的趋势。

新《定检规》将“材质不明”代之为“材料牌号不明”, 较之前有所放开, 但这种选取往往还是会大大低于该材料的实际许用应力值。笔者认为在当前容器的强度校核中, 尤其是在强度不足情况下, 可借助先进的仪器设备 (诸如合金光谱设备或在条件允许下进行材料化验等) 尽可能精确其材质, 以免造成不必要的浪费。另外, 设备制造厂家可能在同一时间生产多台同类产品, 本台设备资料遗失, 尽管不能完全参照其他容器材质进行校核, 但至少能起很好的参考作用[5]。

6 结束语

在用压力容器的强度校核是定期检验中常用的一项手段, 更是检验人员的一项基本功, 特别是新《定检规》要求检验人员有综合压力容器各方面知识的能力, 并能在实践中运用总结, 以确保在用压力容器既不被错误地降压运行甚至判废, 又不放过强度校核已不合格的危险设备, 只有这样才能从根本上做好检验检测工作。

参考文献

[1]TSG-R7001-2004压力容器定期检验规则[S].

[2]TSG-R7001-2013压力容器定期检验规则[S].

[3]GB 150-1998钢制压力容器[S].

[4]郭云宝.由一台空气储罐强度校核说起[J].化工装备技术, 2011, 32 (5) :26-27.

轿车人体坐姿校核分析研究 篇4

在整车布置设计的过程中,为了能尽量降低驾驶员的疲劳程度,通过对人体的生理结构进行研究而得到人体的舒适驾驶姿势,这是在总布置设计中必须遵守的依据,同时本着提高车内空间利用率、满足外造型和整车尺寸原则,进行人性化的最优化设计。该车型通过可调角度方向盘及座椅调节来保证驾驶员具有舒适的坐姿、良好的视野和便捷的操作。下面结合相关标准、规定及设计经验等要求,对某车的前排驾驶员和后排乘员人体坐姿进行舒适性校核。

1、人体坐姿舒适性条件概述

在设计过程中,选择的人体关节角度及人体坐姿,与驾驶和乘坐的舒适和疲劳程度直接相关。由于人体坐姿随车型的不同而变化较大,所以各自选择的舒适姿势下的关节角度也有较大差别。具体来说对于轿车人体坐姿,国内文献一般规定如表1a、表1b所示。

具体设计过程中,一般在尺寸范围内设计,才能保证驾驶员操作过程中的坐姿的舒适性。

在人机工程学布置设计时,分别采用了国标95%男性人体和国标5%女性人体模型尺寸。

2、人体坐姿舒适性校核

2.1某车驾驶员坐姿舒适性角度

设计时前排座椅调整至座椅设计行程最后位置,即座椅的R点和人体H点重合。结合95%人体模型,按照R点坐标(1390,-345,330)确定的人体模型位置,根据操纵件和驾驶室布置情况调整人体坐姿,使其尽量在人体工程学的舒适性范围内。最后可以得到驾驶员布置坐姿的各个关节角度,如图2所示。第95百分位驾驶员头部包络面距车顶内饰(加装天窗)距离68mm。而在无天窗情况下,95百分位驾驶员头部包络距车顶51mm。

表2列出了某车驾驶员人体坐姿角度,同时与推荐值进行比较,可以看出,某车的驾驶员坐姿基本符合人体布置最佳坐姿的参考范围。

2.2某车后排乘员坐姿舒适性校核

根据总体设计结果,某车后排座椅为非独立座椅,不可调节。图3为某车后排人体坐姿布置情况,从图上可以很直观的反映乘客乘坐姿势的舒适性。后排人体坐姿的各个尺寸及角度见表4,后排乘员的躯干与大腿夹角以及膝角不在参考范围之内,可能是由于SUV车不同于普通轿车,后排乘坐空间较小的缘故,而后排乘员是完全按照样车逆向布置的,所以后排乘坐舒适性跟样车一致。第95百分位乘客头部包络距车顶内饰距离42mm。

3、总结

通过以上的分析,可以发现某车的人体坐姿完全按样车逆向得到,基本符合人体舒适性坐姿要求。设计使用的是国标95%男性和5%女性人体尺寸,某车驾驶员座椅的前后调节量行程为240mm,在这个可调尺寸范围内,完全可以满足不同百分位身材的需要。而实际座椅可调行程还需与座椅厂家共同确定。

参考文献

[1]张洪欣.汽车设计(第二版).北京:机械工业出版社,1989.

[2]中国汽车技术研究中心标准化研究室.汽车标准汇编(第六卷)2000.

[3]《汽车技术》2002年第10期,轿车人体工程设计一般方法研究

校核井架部件,合理降低生产成本 篇5

我厂是一个以设计、生产、销售钻塔及钻具为主导产业的企业, 对于钢材原料的依赖性非常大。持续上涨的钢材价格带来了企业加工成本的大幅增加, 加之物价上涨, 工资上调, 使传统的生产加工企业面临巨大的成本压力。从产品自身性能着手, 在充分满足用户使用需求的同时, 缩减钻塔用料, 减少加工成本。

前言

日益上涨的原材料价格带来行业内加工成本上的竞争。K形井架是我公司生产的核心产品之一, 其横截面为矩形, 前面敞开, 由若干段焊接结构用螺栓或销轴连接组成。其开口型的井架结构组成包括天车、二层台、3-5段的主体结构、立管平台、工作梯、起升人字架等。

1 模型建立

以某41米K形井架为例, 其井架主支撑单元采用Q345材质的H钢, 其余材质为Q235钢。井架在起升过程中受外力载荷最大, 起升后垂直于底座面放置, 由大腿销轴固定于下基座上。全部重量加在两个直径100mm的大销轴上。

分析起塔大绳缠绕方向可以看出, 简支轮组件受绳载荷最大。简支轮组件是由一根简支轮轴, 一个滑轮, 和一个简支轮座组成的, 其中简支轮座是由4块厚板竖直放置, 其上加封板, 侧面加侧板组成的类似箱体似的组焊件。起塔前井架水平放置, 人字架垂直坐落于底座上, 起塔过程是由绞车将锁在塔上的固定长度的大绳向井架顶端拉起, 由于大绳同时还绕过固定于底座上的起塔人字架, 则大绳在向井架顶端拉起过程中, 井架与人字架间的距离越来越近, 直到井架与人字架平行为止, 起塔过程完成。

简化来看, 井架就是在绕轴旋转, 水平放置时, 简支轮组件受力为零, 井架悬空拉起过程中, 简支轮受力逐渐增大, 将简支轮座受力向其水平面与垂直面分解开来, 可以看出, 当起塔一瞬间, 简支轮座水平方向弯矩最大。

2 计算方法

首先, 校核其在弯矩最大情况下, 简支轮座所需钢板的最小厚度。井架的质量为31, 000kg, 由弯矩平衡公式可得单绳受力:

M-井架质量, g-重力加速度, F1-绕过滑车的单绳载荷, L、L1为力臂;

向简支轮方向分解得:

F2-简支轮座垂直方向最大载荷, θ1-简支轮座垂直方向与绕过滑车单绳夹角;

由于简支轮座是由两个小矩形箱体组成, 则单边受力情况:

单边简支轮座的4块厚板长期以来都是采用厚度为20mm的Q235板, 其组焊后的截面形状为矩形。

则此截面所受最大弯矩:

m-简支轮座左端面到受力轴中心距离

n-简支轮座右端面到受力轴中心距离

l-简支轮座总长

在设计过程中, 上述参数值是一定的。其中m=360mm, n=1145mm, l=1505mm, 代入公式 (4) 得Mmax=157 kN·m。

由机械设计手册第一篇截面的力学特性, 查表得此截面抗弯截面模数:

其中B=90mm, H=850mm。

根据材料力学弯曲强度公式

[σmax]-所用材料的许用弯曲应力, 已知Q235材料的许用弯曲应力为150MPa当刚好满足材料的许用弯曲应力, 即材料即将要发生变形时的板厚为最小厚度。

将 (1) 到 (6) 式联立可得板的最小厚度

由钻塔的使用工况、长期以来同行业所积累的经验值及产品的可靠性分析, 在已经考虑了风载及钻具等外部因素的情况下, 安全系数设置为3.81已经可以满足使用要求, 故选用的板厚确定为12mm。仅厚度上的差异, 单套钻塔就能节省0.2吨, 按照年产50套钻塔计算, 每年就能节省Q235材料10吨。

结束语

优胜劣汰的自然法则在日益强烈的社会竞争中体现的淋漓尽致, 面对日益新兴的金融业, 电子业, IT业, 传统的制造行业更是举步维艰, 如何在竞争中求生存, 求发展, 企业在做好制度创新, 技术创新的同时, 对原有产品重新定位, 重新核算, 也不失为一个可以给企业减负增效的好办法。

摘要：日益上涨的原材料价格带来行业内加工成本上的幕后竞争, 以某41米K形钻塔为例, 结合材料力学相关特性, 加以数学建模, 通过校核钻塔重要部件的承载力, 在满足使用要求的情况下, 缩减钻塔用料, 减少加工成本, 从产品根源上为企业成本控制提供了合理依据。

关键词：K形钻塔,校核部件,数学建模,节约成本

参考文献

[1]王利成, 郭登明.K型井架和双升式底座的结构静力分析[J].石油地质与工程, 2007 (4) :71-73.

[2]赵学田.机械设计自学入门[M].北京:冶金工业出版社.1982 (11) .

新型垂直升降防坠落装置校核 篇6

新型防坠落装置如图1所示, 主要由感应装置、制动部件、缓冲装置 (能量转换) 等组成。在坠落状态下, 感应装置触发灵敏可靠, 缓冲装置满足设备坠落时将动能及势能转换为液压热能消耗掉或转成弹性能的形式储存起来, 不产生局部高温和有害物质, 具有节能、环保等特点。总之, 该装置可有效防止坠落, 制动距离短, 结构牢固, 事故后恢复运行容易。

1-齿形导轨;2-制动臂;3-制停装置副梁;4-轿厢立柱;5-缓冲装置;6-感应装置;7-轿厢上梁

1 感应装置中感应弹簧计算

如图2所示, 已知轿厢空载重量为1 300kg, 设感应装置弹簧最大工作载荷P3 (钢丝绳张力低于最大工作载荷时, 弹簧弹起向下推压压板) 为空载轿厢质量的70%, 即P3=1300×70%=910kg。

如图3所示, 制动臂宽100mm, 厚34mm, 制动臂以固定轴旋转, 短的部分长度150mm, 长的部分长度716mm, 钢的比重7.85×10-3kg/cm3。则短臂重量:34×100×150×7.85×10-3=4kg;长臂重量:716×34×100×7.85×10-3=19kg。

1-齿形导轨;2-制动臂轴;3-副梁;4-制动臂

制动臂平时不工作时, 为了防止制动臂轿厢运动时发生震颤, 在缓冲器底部设置小弹簧, 压紧制动臂起稳定作用, 该弹簧最大工作载荷10kg, 弹簧中心距离制动臂转轴中心距580mm。

感应装置弹簧最小工作压力为P2 (应能保证将制动臂压起来, 保证可靠制停, 安全系数选5) , 以P2的力向下压制动臂短臂, 接近水平位置制动臂转动平衡, 根据左右力矩相等计算得P2=82kg, 乘以5倍安全系数后P2′=410kg。

1.1 弹簧选用

根据上述计算得感应装置最小工作载荷F1=4 100N, 最大工作载荷F2=9 100N。

选取感应弹簧参数如下:工作行程f=35mm, 弹簧最大芯轴直径DXmax=140mm, 弹簧套筒外径DTmin=200mm, 弹簧自由高度H0=210mm, 弹簧材料65Mn。

通过计算可得弹簧刚度F′= (F2-F1) /f= (9100-4100) /35=143N/mm, 最大工作载荷下变形量f2=F2/F′=9100/143=64mm。

从GB/T 2089-2009中查表2, 选YA20×170×210, 其中最大工作负荷Fn=10 935N, 最大工作变量fn=85mm。

1.2 验证合理性

最大工作负荷F2=9 100NDXmax=140mm, 符合要求;弹簧外径170+20=190mm

2 制动装置中制动臂强度校核

梁的整体稳定性条件为

式中Mmax——梁的最大弯矩;

Wx——抗弯截面系数;

——梁的弯曲许用应力;

——梁的整体稳定系数。

已知轿厢空载质量为1 300kg, 额定载重量为1 000kg, 则轿厢最大质量为2 300kg。要求制动减速度不超过重力加速度, 那么最大制停力应不超过最大质量的2倍, 单侧制停力为总制停力的一半, 单侧最大制停力P即为最大质量。

如图4, 作用在单侧制动臂上最大制停力P=2×2 300/2=2 300kg。缓冲器中心线到导轨顶面水平距离c=110mm, 制动臂旋转中心至轨道顶面水平距离L=690mm;单侧制动臂最大弯矩Mmax=ac P/L=212 667kg·mm。

制动臂选用Q235厚钢板, 如图3, 已知b1=34mm, h=100mm, 求得Wx=b1h2/6=57cm3, 钢材强度设计值 =205MPa (16

3 制动装置副梁强度校核

图4中, 制动臂转轴中心A点支撑力RA=c P/L=367kg。

制动装置副梁由两根槽钢组成, 每根槽钢P′=RA/2=184kg。

如图6所示, 制动装置副梁最大弯矩Mmax=P′x=184×650=119 600kg·mm。

梁的整体稳定条件

式中 —梁的整体稳定性系数;

h、b、t—槽钢截面积的高度、翼缘宽度和厚度;

l—跨长。

依据GB 50017-2003《钢结构设计规范》, 当梁的截面积厚度不超过16mm时, 对于Q235钢材强度设计值 =215MPa。

, 符合梁的整体稳定性条件, 制动装置副梁安全系数 倍, 满足要求。

4 液压缓冲器复位弹簧计算

4.1 弹簧选取

复位弹簧最小工作载荷取F1=200N, 最大工作载荷F2=3 000N, 工作行程f=Se=115mm, 弹簧套筒外径DTmin=134mm, 弹簧自由高度H0=300mm, 弹簧材料为65Mn。

通过计算可得弹簧刚度F′= (F2-F1) /f= (3000-200) /115=24N/mm;最大工作载荷下变形量f2=F2/F′=3000/24=125mm。

从GB/T 2089-2009查表2, 选YA12×110×300, 最大工作负荷Fn=3 132N, 最大工作变量fn=131mm。

4.2 验证合理性

最大工作负荷F2=3 000N

5 液压缓冲器计算

防坠落装置用液压缓冲器结构原理图如图7所示。我们假设油液是不可压缩的, 节流系数Cd是恒定的, 流动状态是紊流, 缓冲过程中进口压力不变, 密封件摩擦阻力相对于惯性力很小, 可略去不计。

1-防尘帽;2-法兰;3-复位弹簧;4-活塞;5-柱塞;6-调节杆;7-缸体;8-缓冲弹簧;9-弹簧座;10-外筒;11-液位器

该设备属于变节流型缓冲装置中恒减速缓冲装置。理想的缓冲装置在缓冲过程中, 保持缓冲压力不变, 缸体的减速度为常数。

已知电梯导轨齿距100mm, 制动臂动作抬起后, 最多到下一个齿面被挡住, 所以自由落体最大行程S1=100mm。由公式2g S1=V02, 得坠落最大速度V0=1.41m/s。

此台电梯轿厢空载质量1 300kg, 额定载重量1 000kg, 最大冲击质量2 300kg, 制停装置液压缓冲器制停的最大初速度设计值取V0=1.5m/s, 缓冲的最大行程设计为Se=0.115m。理论计算平均减速度最大值a=V02/ (2Se) =9.8m/s2。

柱塞的外径为0.07m, 柱塞环形开口直径0.018m, 那么工作腔活塞的有效作用面积A= (0.07/2) 2- (0.018/2) 2=0.003 6m2;该装置进口与空气连接, 进口压力P1=0。得瞬时节流面积Aj即液体通道的开口度与瞬时缓冲器行程S的函数关系

在防止缓冲器喷油或漏油方面, 我们在柱塞内腔油面上设计一个密封活塞, 这样解决漏油及隔绝油与空气接触效果很好。

6 液压缓冲器压力缸强度校核

径向安全系数 , 切向安全系数 , 均大于最小安全系数n=3.5, 符合要求。

摘要：针对施工升降机等垂直升降设备研发了一种新型防坠落装置。垂直升降设备发生断绳坠落时, 新型防坠落装置立即动作制停升降设备, 并将坠落的能量转换成液压热能消耗掉或转成弹性能储存起来, 不产生局部高温和有害物质, 具有节能、环保等特点。本文主要对制动臂、副梁和缓冲器的强度进行校核, 以及对感应弹簧缓冲器复位弹簧及缓冲器节流孔进行计算。

关键词：防坠落装置,感应装置,制动臂,缓冲器,节流孔

参考文献

[1]GB/T 2089-2009, 普通圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数 (两端圈并紧磨平或制扁) [S].

[2]成大先.机械设计手册 (第五版第一卷) [M].北京:化工工业出版社, 2007.

[3]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[4]GB/T 706-2008, 热轧型钢[S].

[5]雷天觉.新编压力工程手册[M].北京:北京理工大学出版社, 1999.

柴油机连杆螺栓强度校核分析 篇7

1 连杆螺栓模型

1.1 连杆螺栓模型的建立

本文采取了在ANSYS中进行直接建模,避免模型转换过程中出现的问题。图1是连杆螺栓的规格图,为了对问题进行简化,省略了螺栓的螺纹,建立连杆螺栓的模型如图2所示。

1.2 连杆螺栓材料的确定

柴油机连杆螺栓,其工况比较恶劣,受到比较大的拉压拉伸应力。从而将螺栓的材料定为各向同性的线弹性材料42Cr,2.11×105MPa的弹性模量,0.277的泊松比,785MPa的屈服强度,980MPa的强度极限,密度为7870kg/m3。并假设材料的弹性模量和泊松比不随温度的变化而发生变化。

1.3 网格划分

在定义完连杆螺栓的基本条件过后,就要进行对所建立的实体模型的网格划分,这样做就能够生成在有限元分析的时候所必需的网格。本文中将网格的尺寸设置为0.0012,划分网格后的模型如图3所示。网格情况结果如表1。

2 连杆螺栓的强度校核

在螺栓的应力分析中选择Von Mises等效应力作为分析对象,把70650N设计预紧力平均加载到短销凸台8319个节点上时,工况应力云图和应变云图如图4、5所示。

由螺栓的应力云图可知,在对螺栓加载了预紧力载荷时候,其最大的应力基本集中在了螺栓的头部和杆部的转接部位,大小为935Mpa,主体的应力约为314MPa。

由螺栓的应变云图可知,最大的应变处于应力集中的位置,也就是基本处于螺头和螺柱连接的转角处,约为0.004。

连杆螺栓材料选择为40cr合金钢,其拉伸极限应力为980Mpa,因此在外力作用下,螺栓的静强度满足要求,但整体的受力不均匀,局部的应力很高,特别是在螺柱和螺头连接处的转角处。出现这种情况的主要原因是在设置边界条件的时候,将螺头的面设置为全约束而在螺柱上加载预紧力。这样的情况和现实中的实际情况类似,所以在实际工程当中,应该多注意连杆螺栓在应力最集中的地方,在维护检查的时候,也要对这些地方加大检查的力度。

通过有限元的计算,也可以得到连杆螺栓各个点的位移情况,将这些所有的点集合起来,就可以了解到螺栓整体在预紧力作用下的变形情况。在给定的载荷和约束的条件下,最大位移发生螺柱的一端,最大的位移大概为0.33×10-4mm。

3 结论

3.1 连杆螺栓的材料选择了40Cr合金钢。

该合金钢的表面硬度较高,并且耐磨,,结合本文对其的校核计算,该材料完全能够满足柴油机连杆螺栓强度和刚度的需要。

3.2 在螺头和螺柱的连接过渡部分出现了应力集中的现象,一旦所选螺栓材料刚度不足,断裂位置一定会出现在螺头和螺柱连接的过渡部分。

3.3 本文在有限元静力学分析当中,采用了直接加载法进行预紧力的加载,大大的减少了计算的难度和计算量,有助于减少时间并节约了计算的资源,同时也使得结果变得更加的准确。

3.4 本文只通过静力分析对柴油机连杆螺栓的强度进行分析,可以在本文校核的基础上继续对之后的工作载荷进行模拟,同时可以继续进行相应的疲劳强度分析。

参考文献

[1]张航.船用四冲程柴油发电机连杆螺栓的损坏与控制[J].天津航海,2007.

[2]李竞.注塑机模板的有限元分析及改进设计[J].广州大学学报,2001.