广州地铁九号线车辆

广州地铁九号线车辆（共6篇）

广州地铁九号线车辆 篇1

1 概述

1.1 直线电机运载系统简述

直线电机运载系统是国外于20世纪80年代发展起来的一种城市轨道交通运载系统高新技术。普通轮轨列车采用旋转型电机,依靠钢轮与钢轨之间的黏着力驱动列车前进,最大爬坡能力为40‰;采用常规转向架,车辆最小曲线半径为110m。而直线电机车辆其原理是将感应电机的定子和转子展开为直线,并将转子以感应板型式固定在线路上,通过定子和转子之间的电磁力进行牵引,这种非黏着驱动方式可以完全摆脱车轮与钢轨之间摩擦力大小的制约,最大爬坡能力可达到60‰～80‰。直线电机轨道交通系统非黏着驱动方式见图1。

直线电机运载系统在城市轨道交通领域已得到广泛的应用,直线电机轮轨交通采用扁平的直线感应电机后,使得车厢地板高度降低、车辆断面小、轴重轻、动力性能好,相比旋转电机轨道系统具有很多优势。实践证明,直线电机运载系统具有爬坡能力强、曲线半径小、噪声低、维修工作量小、安全性能好等诸多优势,适合在城市地面复杂、地下建筑物密集、地下资源紧张的大城市中应用,在城市轨道交通中有广泛的发展前景。

1.2 广州地铁五号线鱼珠车辆段概述

目前我国各大城市轨道交通线路普遍采用传统的普通旋转电机车辆,仅广州地铁四号线、五号线和北京机场线采用直线电机运载系统。其中广州地铁五号线鱼珠车辆段是目前国内唯一的直线电机车辆大架修基地,承担着广州市轨道交通线网4、5、6号线直线电机车辆大架修任务,并且设轮对检修基地,承担广州市轨道交通线网车辆轮对大修任务。

地铁车辆段主要有运用库和检修主厂房两大类工业建筑组成,厂房组合设计是工艺设计的核心,对地铁车辆段的设计规模、总平面布置设计有很大的影响。由于直线电机车辆在车辆结构、制度、检修工艺等方面均存在特殊性。所以,直线电机车辆段与普通旋转电机车辆段的厂房组合有着较大区别。广州地铁五号线鱼珠车辆段厂房组合充分吸收了国内外地铁车辆检修的先进经验,采用了较为先进的检修制度及检修工艺,在有限的空间内,充分发挥了直线电机车车辆的优势,为国内直线电机车辆段厂房组合设计提供了重要的设计标准。

2 直线电机车辆段设计规模的确定

2.1 直线电机车辆检修制度

地铁车辆段的检修规模取决于地铁车辆的检修制度。所以,工艺设计的首要问题是确定合理的地铁车辆检修制度。地铁车辆的修制、修程和检修周期的制定一般应根据车辆的技术、线路、地区环境和运行等条件,以及运用、检修人员的素质等多方因素确定,并在实际运用中不断调整和完善。

2.1.1 国内外直线电机车辆检修制度

1)国外直线电机车辆检修制度

目前,国外直线电机车辆应用较多的国家主要是加拿大和日本。采用的检修周期如下。

加拿大温哥华空中列车车辆检修周期和内容见表1。

2)日本大阪7号线车辆检修周期

列检:车辆运营状况、主要部件检查,每10日检查1次;

月检:检查车辆的电器及控制设备,每3月检查1次;

架修:牵引电机、转向架等车辆重要部件的检修,每4年或60×104km;

大修:车辆解体全面检修,每8年。

3)国内地铁车辆检修制度

目前,国内地铁车辆A型车、B型车等普通轮轨车辆的运用检修已相对成熟,对于地铁车辆的检修制度也有明确的规定。《地铁设计规范》(GB50157—2003)第22.2.3条对于车辆检修修程的规定见表2。

2.1.2 广州地铁五号线直线电机车辆检修修程

综合分析国内外地铁车辆检修修程,确定直线电机车辆修程按大修、架修、定修、检查2、检查1共5级修程实行,检修周期比普通旋转电机轮轨车辆有所延长,直线电机车辆与普通旋转电机车辆检修周期对照表见表3。

2.2 广州地铁五号线车辆段设计规模

根据直线电机车辆检修修程,计算后确定鱼珠车辆段设计规模为大架修4.5列位、定修1列位、临修1列位、检查3列位、停车56列位。与同等运量的普通旋转电机车辆段相比,检修规模约减少25%,有效控制了地铁车辆段的设计规模。

3 运用库厂房组合型式

运用库主要负责地铁车辆停放、清洁、保养、各级检查作业,是地铁车辆段内主要厂房,考虑到直线电机车辆结构简单,检修工作量小,与普通旋转电机车辆段运用库设计相比,鱼珠车辆段运用库厂房组合设计主要进行了下列研究。

3.1 根据直线电机车辆特点优化检查坑数量

国内传统设计的普通旋转电机地铁车辆段停车列检库内股道多按整体道床设计,并在列检列位设置检查坑用于地铁车辆列检作业,土建投资较大。在新造车辆段工艺设计中,根据直线电机车辆结构相对简单、故障自诊断系统完善的特点,学习国外先进的车辆检修理念,弱化传统列检作业内容,强化检查1、检查2两级检查作业内容,将车辆走行部检查作业全部集中在检查库,列检作业仅考虑列车的日常功能性检查,无需设置检查坑,库内股道全部采用碎石道床(见图2)。此项设计减少检查坑16座,节省土建工程投资约1.6亿元。

3.2 检查库内设置感应板,解决车辆库内走行问题

直线电机车辆依靠车上的直线电机和轨道上的感应板相互作用产生的电磁力运行,感应板的设计是车辆段设计的重要内容。检查库内设置检查坑,对感应板设置构成了限制,解决库内车辆走行是直线电机车辆段遇到的新问题。

结合广州地铁现场作业情况,借鉴日本的经验,采用了在检查库高架检查坑内设局部感应板的方案。设置原则是车辆在库内任何位置均可启动,并综合考虑列车在任意位置的牵引力值以及车辆下部检查作业空间大小等因素,对局部感应板的设置位置、长度进行多方案研究。通过系统的计算,最终确定了库内局部感应板的安装位置、设置长度。库内平均每股道设5块感应板,感应板长度18m～25m,利用钢支座将感应板安装在高架检查坑内,以调整好的钢轨为基准进行感应板安装,严格保证感应板的安装精度。

检查坑内安装局部感应板,列车可直接入库进行检查作业,检查作业后可在库内任何位置启动出库,作业非常方便安全,效率大大提高。新造车辆段库内局部感应板布置见图3。

3.3 运用库厂房组合方案

鱼珠车辆段运用库长252m,宽66m,由停车棚、六日检库、月检库组成。停车棚设10股道,每股道可停放2列车,库内股道全部为碎石道床,不设检查坑;六日检库设6股道,每股道可停放2列车,库内全部设整体道床及柱式检查坑;月检库设4股道,其中3股道为检查列位,1股道为定修列位,库内全部设整体道床及柱式检查坑。厂房采用大跨度钢网架屋面结构,运用库厂房组合图见图4。

4 检修主厂房组合形式

4.1 检修主厂房主要型式

目前,地铁车辆大架修工艺多采用固定式架车机定位修、车体、转向架在库内解体的作业方式,大架修库多为三线尽端式车库,跨度一般为27m。根据直线电机车辆检修方式,在大架修库的检修工艺中采用了定位修与流水作业相结合的方式。大架修库形式仍采用三线库,其中2股道作为架车台位,各设置1组地下固定式架车机,可同时进行2列车(4辆编组)解体组装作业,另外1股道预留地下固定式架车机,车体和转向架则分别送到车体间和转向架间进行检修。

4.2 检修主厂房组合方案

检修主厂房组合是地铁车辆段总平面布置的核心问题之一。它不仅影响地铁车辆段的布置形式,而且对占地面积、投资规模,特别是对交付运营后的使用效果有着深远的影响。目前,地铁车辆段检修厂房组合均以检修主库为中心,各辅助车间根据生产性质按专业系统布置,与生产关系密切的辅助车间,一般布置在主车库侧跨内或紧邻设置。广州地铁五号线鱼珠车辆段检修主厂房的特点是检修规模较大,并且包含了轮对检修基地,如何在有限的空间内合理布局,保证各分间作业密切配合,零部件输送顺畅,是厂房组合设计的重要问题。

鱼珠车辆段检修主厂房由大架修库、静调库、吹扫库、喷漆库及辅助检修车间组成6连跨厂房,长度267.7m,宽度99m,建筑面积28 218m2,检修主厂房组合图见图5。

4.2.1 大架修库等主库车间组成

1)大架修库分为2个跨布置,主跨长102m,跨度27 m,设2个4辆编组列车架车列位,并预留1个4辆编组列车检修列位,解体后车体及转向架通过移车台和转向架转盘分别移入车体间和转向架间进行检修。大架修库辅跨长102m,宽18m,库内设1个大架修列位,设1组地下固定式架车机,设1个临修列位,配备壁式检查坑和移动式架车机。

大架修库后端均接移车台和转向架转盘,可把车体及转向架方便快捷的转送到车体间及转向架轮轴间。

2)大架修库南侧设置静调库,静调库长132.7m,宽15m,库内设2股道静调线,可满足2列车同时静调作业需要。

3)静调库南侧设吹扫库和喷漆库,长度均为132.7m,宽15m,库内各设1股道,满足列车检修前底架吹扫及大修喷漆作业需要。

4.2.2 转向架及轮对轴承间车间组成

转向架及轮对轴承间既负责本线车辆转向架检修作业,又同时设置轮对大修基地,承担广州市轨道交通线网A、B、L型车轮对大修任务,是国内第一条融合A、B、L型车辆轮对检修作业线。轮对检修作业线工艺流程见图6。

转向架及轮对轴承间位于检修主厂房后端,长129m,由2个18m跨和1个15m跨组成,分别设置转向架检修作业线和轮对检修作业线。由于场地有限,轮对种类较多,设计中对轮对检修作业线采用了柔性作业线的方式,轮对作业线上配备的设备均具备加工不同类型轮对的能力。

4.2.3 其他辅助检修车间组成

1)大架修库北侧为21m跨辅助检修车间,设置空调检修间、车钩缓冲器间,电器检修间等辅助生产车间。

2)车体间设置于大架修库后端,由1个24m跨和1个18m跨组成,可同时停放12个车体,车体间后端设置门窗间、金工间、制动空压机间等辅助检修车间。

4.3 检修主厂房组合设计特点

鱼珠车辆段检修主厂房组合的设计特点是针对直线电机车辆的结构及特性进行工艺布置,各主要检修车间均邻近大架修库,部件运输距离短,工艺流程顺畅;对电机间等构造简单的部件检修区尽量压缩面积;轮对检修作业线采用柔性作业线,力求一机多能。整个检修主厂房工艺布置非常紧凑,充分利用了有限的空间,为今后国内直线电机车辆大架修段检修主厂房工艺设计提供了重要的参考标准。

摘要：厂房组合设计是地铁车辆段工艺设计的核心问题,广州地铁五号线鱼珠车辆段是我国第一座直线电机大架修车辆段,厂房组合设计与普通旋转电机车辆段有很大不同,针对直线电机车辆的特点,厂房组合设计对直线电机车辆检修模式、检修制度、轮对作业线柔性化设计进行了研究,厂房组合设计进行了多项创新,工艺布局合理紧凑,轮对检修作业线采用柔性作业线,为今后国内直线电机大架修车辆段厂房组合设计提供了重要的参考标准。

关键词：广州地铁五号线,车辆段,厂房组合

参考文献

[1]庞绍煌,高伟.广州地铁4号线直线电机车辆[J].都市快轨交通,2006,19(1):77-79.

[2]劳建江.广州地铁4号线直线电机车辆柔性转向架[J].电力机车与城轨车辆,2008,31(4):44-46.

[3]范瑜,李文球,杨中平,梁青槐.国外直线电机轮轨交通[M].北京:中国科学技术出版社,2010.

[4]魏庆朝,蔡昌俊,龙许友.直线电机轨道交通概论[M].北京:中国科学技术出版社,2010.

[5]王薪.国内首条LIM车辆轮对检修作业线设计探讨[J].铁道工程学报,2008,115(4):91-93.

广州地铁九号线车辆 篇2

摘 要：结合上海地铁九号线周边环境的特点，通过对风亭、车站公共区、站台等噪声源的分析，提出了消声、吸声、隔声、减振等综合技术措施，并对消声器的安装要求及噪声治理目标进行了说明，以满足地铁周边环境的降噪环保要求。

关键词：环控系统，消声方案，噪声源，消声器

上海市轨道交通申松线(一期工程R462B)共设有6个地下车站，一个地上中间风亭，松江新城站、九亭站、西岔道井、七宝站、中春路站、外环路站、合川路站及各站沿线车站的排热风亭、机械/活塞和新风亭的通风系统噪声计算，按设计院所提供的设计要求，需采取降噪措施，沿线各站的风亭排放噪声，需满足设计要求的噪声标准。

1 周边环境特点

按设计要求，地铁属于4类噪声功能区，经风亭传至地面的噪声按国标GB3096―93城市区域环境噪声标准中交通干线、道路两侧区域标准执行，其等效计权噪声级Leq应分别满足昼间70dB(A)夜间55dB(A)。经过周边环境的踏勘，所执行的噪声标准是合理的。

2 风亭噪声分析

地铁所使用的通风降温设备是保证地铁(地下段)系统正常运行的重要设备之一，地铁通风系统分为车站通风系统(属于大系统)、车站局部通风系统和隧道(区间)通风系统(属于小系统)，车站通风系统一般采用大型轴流风机，车站局部通风系统一般采用离心式或小型轴流风机，隧道通风系统采用大功率的轴流风机，具有通风排烟的功能。这些噪声源包括：隧道风机、排热风机、射流风机、送风机、回排风机/排烟风机、玻璃钢轴流通风机、组合式空调机组、吊(卧)柜式空调器、风机盘管、风幕机(空气幕)、多联室内机、室外机、分体挂壁式、柜式空调器、冷水机组、水泵、列车进站时的噪声、水管的振动声、风管的振动及气体在各管道流通产生的气流噪声等。由于它们各自的使用功能和安装位置的不同，因此，对它们的噪声污染治理必须采取各自相应的措施，以求满足设计标准的要求。大系统风机运行所产生的空气动力性噪声，通过风道和风亭向地面传播，它是地面风亭进风口、出风口处的主要噪声源。这些风机设备本身的噪声辐射很高，据1号和2号线实测，在距风机1倍当量直径处的A计权声级达100dB~110dB。虽然风机与风亭之间有一定距离的风道衰减，同时有风机前、后及风道内也设置消声器;但根据建设要求，在不考虑其他噪声叠加的情况下，必需符合所处地区的区域噪声标准。

3 车站公共区、站台噪声分析

主要是车站通风系统的大型轴流风机，车站局部通风系统的离心式或小型轴流风机，隧道通风系统大功率的轴流风机运行所产生的空气动力性噪声，该区域要满足噪声小于70dB(A)。大型轴流风机的前后或在风道内有消声器，从风道内也有一定的衰减，但有部分可能超标;局部通风系统的小风机一般在管道内均要设置小型管式消声器，此方案中以大系统消声降噪为主，根据已建地铁经验，小系统消声降噪相对容易处理，故不作系统讨论和分析。

4 系统消声工艺主要措施

4。1 消声

在系统内加设消声设备，如片式、壳式消声器、消声静压箱、管式消声器等，同时消声器与管道连接处采取密封措施，以防局部噪声泄漏。当大系统消声器未能达到噪声允许标准时，需在风亭加装消声百叶窗，以求进一步降低噪声。

4。2 吸声

必要时，在与车站管理用房相连的冷水机房、空调机房、泵房等可在室内采用局部吸声处理，如侧墙面贴吸声材料。

在冷却塔的集水底盘可加设消音垫，以降低淋水噪声。

4。3 隔声措施

对于直接与车站管理用房相连的`房间采取性能较好的隔声门，如冷水机房、环控机房用接近墙体消声量的隔声门，以使管理用房噪声值控制在60dB(A);经计算其余房间可用一般隔声量的隔声门，可满足设计要求。必要时，可在冷却塔一定距离处设置吸隔声屏障，并需确保其通风要求，使居民区有较好的降噪效果。

4。4 减振措施

对所有产生振动的设备均采取减振措施，且隔振效率不低于90%，避免产生固体传声，例如，对风机采用弹簧阻尼复合减振器，风机进出风口采用软接。

在风管安装的重要部位采用可调隔振支、吊架，在安装过程中及时进行支吊架的固定和调整，保证其位置正确，受力均匀。

4。5 防止侧向传声

要防止消声降效，比如结构式消声器与风道间密封不严的话，将会造成噪声从间隙处穿过，造成消声效果的下降。

在风机与风机扩压管的外面要包扎阻尼隔声层，原因如下：以一风机前配3m长金属壳体消声器为例，消声器的消声量大于35dB(A)，而在风机侧边的噪声因风机机壳及扩压管的隔声量小为风机的噪声级减小25dB(A)，因此，在机房内的噪声不是经消声器消声后的声压级，消声器不能充分发挥其消声量。所以为了消除“侧壁传声”现象，就必须对机壳和变径管外壁作阻尼隔声包扎。

4。6 弯角消声工艺

在风道内墙加导流声弯，能减小风阻并降低噪声，因此，在全部风道直角拐弯处设导流消声措施。

5 安装要求

5。1 安装注意事项

因地铁消声器体积较大，故采用模块化、模数化到现场用紧固件进行组装;组装时，按从下到上，从外到内，外壳、顶板最后组装;金属壳体式消声器与风机前后渐缩、渐扩管法兰连接，法兰现场钻孔，并加密封条，防止漏声现象;组装过程中注意消声片及外壳，切勿让其受损伤，导致消声器使用寿命缩短或影响消声效果;组装时，消声器与组合式风阀连接，两者间距应大于800mm，且消声片立卧方向应与多叶风阀叶片立卧方向一致，以减少阻力损失;片式消声器设置在砖砌支承台阶上，并预埋泄水管，安装后应做封堵工作，以防噪声从旁路通道泄漏。

5。2 消声器的拼装

1)消声片间的连接：为了保证消声片模块之间在地下工地安装方便，在消声片前缘底板上配钻连接孔，上下消声片经连接件相叠后，然后用抱箍及螺栓连接固定，既牢固又美观。

2)壳体间的连接：对于大型风机通过法兰连接的片式消声器，其壳体通过模块化组合，用M10×25螺栓连成整体，在连接处中间加设4mm厚橡胶条密封，防止漏风、漏声现象。

3)消声片与壳体的连接：将消声片定位于顶底板上，且消声片与消声片之间嵌有顶底消声片，整个安装定位准确，紧凑。

5。3 设备使用与维护

片式消声器采用了模块化结构，每一模块消声片或壳体均通过固定件连接而成，因此，拆卸非常方便。若某一消声片或壳体损坏，只要松开固定卡，即可将其推出维修或调换而无需将消声器整体打开。在地下铁道中，特别是地铁风道中，常需工作人员通过消声器进行维修、保养。为了保证人员进出的方便，将两块相邻消声片设置为活动式，两块活动消声片下设滚轮，并用铰链分别与两侧固定消声片连接，将采用专利技术“折叠门式消声器检修通道”，只要通过固定在消声片端的拉手一推，消声片即可向侧面移动，使其中间通道增大，从而可使工作人员从通道中进出。检修完毕，只要拉动消声片，使其回到初始位置即可。消声器如有灰尘，可直接用高速气流进行喷扫干净。

6 噪声治理目标

空调通风系统设备按设计工况的转速和流量正常运转时的任一时刻(排除非空调系统产生的其他噪声干扰)：1)传至站厅、站台公共区的最大噪声级不大于70dB(A);2)传至设备与管理用房的工作和休息室的最大噪声级不大于60dB(A);3)各空调通风设备机房内的噪声级不大于90dB(A);传至风亭外的最大噪声级，1类地区执行昼间不大于55dB(A)，夜间不大于45dB(A)标准，2类地区执行昼间不大于60dB(A)，夜间不大于50dB(A)标准，4类地区昼间不大于70dB(A)，夜间不大于55dB(A)标准。

参考文献：

[1]GB/T4760―1995，声学消声器测量方法[S]。

[2]GB3096―93，城市区域环境噪声标准[S]。

[3]GB/T3222―94，声学环境噪声测量方法[S]。

[4]GBJ87―85，工业企业噪声控制设计规范[S]。

[5]GBJ122―88，工业企业噪声测量规范[S]。

[6]GB/T14623―93，城市区域环境噪声测量方法[S]。

[7]GB/T14228―93，地下铁道车站站台噪声测量方法[S]。

广州地铁九号线车辆 篇3

在实际的称重调簧作业中, 由于无法准确计算出实际加垫量, 使反复加垫、再次称重的情况时常发生。为了避免额外的工作量, 根据GB/T14894-2005关于车辆的轮重偏差不超过该轴平均轮重的4%的规定, 建立以轮重为目标的调簧计算模型, 进行加垫量的公式推导。

1 车辆称重调簧模型计算分析

车辆设置一系弹簧和二系弹簧 (空气弹簧) 悬挂, 从载荷传递和分布结构上看, 车体重量通过空气弹簧直接作用在转向架上, 受力情况如图1所示[1]。

1.1 导致轮重分配不均的原因

随着车辆运行速度的提高, 轮重对轮轨作用力、车辆的动力学性能的影响越来越大。导致轮重分配不均的原因主要有[2]:

(1) 各轮对滚动圆半径存在较大误差;

(2) 转向架上的车体重心存在着偏差, 从而导致前后转向架上重量的分配偏差;

(3) 转向架本身的重心偏差致使轮重分配不均。

1.2 调簧计算

为了解决问题, 结合车辆的实际使用情况, 特作出以下假设[3]:

(1) 与静止状态的车辆车轮接触的轨面是处于水平状态的平面;静止状态下的车辆, 只受铅垂力的作用;

(2) 车辆因轨面对车轮作用力变化, 导致车辆变形, 引起车辆中心发生改变而造成的重力重新分布, 忽略不计;

(3) 假设车辆及其上设备的总重力为一集中力, 作用于车体底架的车体平面重心位置处;

(4) 假设车辆结构对称, 其形心处在纵向和横向对称面的交线上;车辆车轮相对于底架几何中心对称分布, 且各车轮与轨之间接触点共面, 同侧车轮与轨的接触点共线;

(5) 假设2个转向架均匀承载, 且只考虑一系弹簧受力, 通过计算一系弹簧加垫量推导空气弹簧的加垫量;

(6) 加垫物被视为刚体, 且加垫高度为压缩量;

(7) 位于轴箱两侧的一系弹簧的作用力简化为轴箱中心一点作用。

1.2.1 模型建立

经过简化处理后的构架受力图如图2 所示。

1.2.2 模型计算

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F1、F2、F3、F4是4个轮对承载力;P1、P2 是车体弹簧传递到构架的力;y3、y4分别为F3、F4对x轴的垂直力臂;x1、x2、x3、x4分别为F1、F2、F3、F4关于y轴的垂直力臂;Δ1、Δ2、Δ3、Δ4分别为各一系簧的虚拟加垫量;X1、X2、X3、X4分别为各一系簧的变形量;|Δ1+Δ4-Δ2-Δ3|为空气弹簧加垫厚度;L0为弹簧自由高。由于方程组第4式在左右两边绝对值符号异号的情况下与实际情况 (1、4为同侧, 故同时增高或降低) 不符, 故不作解。

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因此, 求解得:

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根据GB/T14894-2005中的规定:每个车轮的实际轮重与该轴两轮平均轮重之差不应超过该轴两轮平均轮重的4%, 即:

undefined, 简化得undefined, 从而计算出最终的加垫高度。

2 实际数据调簧验证

为了验证公式的实用性, 特选取架修车辆实际称重中一组单节车轮重数据进行分析。从表1可以看出, 该节车3、4号轮对所组成的转向架左边受力小于右边, 说明轮对受转向架压力偏载, 应该调整空气弹簧垫片厚度。按照受力分布进行分析, 轮重值大的一侧摇枕高度偏低, 需要抬高重量较大侧的车体, 将车体的重心向重量较小的一侧偏移, 从而降低轮重偏差, 即应该在该侧空气弹簧处加垫。

2.1 实际加垫量计算

从表1可以看出, 该节车3、4号轮对所组成的转向架受力分别为F1=33.48 kN, F2=39.96 kN, F3=35.82 kN, F4=38.32 kN。

1位一系弹簧的压缩量分别为:10 mm、10 mm, 得出平均压缩量为10 mm。

2位一系弹簧的压缩量分别为:13 mm、13 mm, 得出平均压缩量为13 mm。

3位一系弹簧的压缩量分别为:11 mm、12 mm, 得出平均压缩量为11.5 mm。

4位一系弹簧的压缩量分别为:10 mm、11 mm, 得出平均压缩量为10.5 mm。

由F=kS, 得k1=3.348 kN/mm, k2=3.074 kN/mm, k3=3.115 kN/mm, k4=3.650 kN/mm。

带入公式, undefined。

通过计算, 可以预估在2、3位侧的空气弹簧上加大于2.60 mm的垫片即可满足要求, 因此选取现有3 mm的空气弹簧垫片进行加垫。

2.2 实际调簧复测

根据计算结果进行加垫。松开连接车体和转向架的起吊螺栓后, 利用千斤顶将空气弹簧的两侧顶起, 以留给垫片插入的空间, 将垫片插入合适的位置, 并用螺丝锁紧。加垫后, 再次进行称重测量, 结果见表2所示。可以看出, 轮重称重结果已在范围内, 符合GB/T14894-2005中的规定。

3 结论

针对实际称重加垫的情况进行分析, 求解前对模型的受力进行了简化处理, 未考虑空气弹簧的刚度, 因实际情况比模型复杂, 会出现一定的误差。对于将整车的轮重偏差控制在技术规定范围内的加垫调簧计算, 可以作为实际运用的一个参考, 从而避免反复加垫称重的工作。

摘要：针对在广州地铁四号线车辆整车称重时出现的称重结果超标, 无法准确确定加垫厚度的现场作业问题, 建立以轮重为目标的调簧计算模型, 根据GB/T14894-2005关于轮重偏差的技术规定推导得出加垫量公式, 并进行验证, 为之后的整车称重调簧提供较为精确的算法和依据, 避免了实际作业中反复加垫称重的工作。

关键词：地铁车辆,称重,调簧,计算模型

参考文献

[1]杨振祥.机车调簧研究与车体调簧试验台设计[M].湖南:中南大学, 2006.

[2]罗宏波, 胡和平.转向架称重调簧装置及其应用[J].电力机车技术.2001, 24 (4) :39-41.

广州地铁九号线车辆 篇4

1-轮对组件;2-一系悬挂组件;3-转向架构架;4-转向架连接组件;5-横向悬挂装置;6-二系悬挂装置;7-高度调整阀联杆装置;8-抗侧滚扭力杆装置;9-二系悬挂垂向减振器装置;10-转向架制动设备;11-转向架配管装置;12-驱动单元安装装置;13-转向架配线装置;14-二系悬挂上升止挡装置;15-轮缘润滑装置。

1 转向架的基本结构

如图1所示, 该转向架采用无摇枕结构, 悬挂系统由一系悬挂系统和二系悬挂系统组成, 其中一系悬挂由垂向减振器、螺旋钢弹簧、导向套组成;二系悬挂由空气弹簧、横向减振器、垂向减振器、横向止挡、抗侧滚扭力杆等组成;构架采用H形全钢焊接构架, 由横梁和两侧梁组焊而成。

该转向架的最高运行速度为120 km/h, 转向架轴距为2 300 mm, 车轮直径 (新轮) 840 mm, 最大轴重14 t, 转向架中心距为12 600 mm。

2 动应力测试基本内容以及方法

此次测试分别在正常运营载客情况下和 AW3 工况下进行, 以便对转向架进行更全面的评估。动应力测试采用单向应变片和三向应变片, 共采集75个通道的数据。应变片布置在转向架的应力集中部位以及关键部位如电机悬挂座、齿轮箱吊杆座、牵引拉杆座和抗侧滚扭力杆座等位置。

动应力测试参照《动力转向架构架强度试验方法》 (TB/T2368-2005) 进行, 试验过程设定数据采集系统采样频率为1kHz, 滤波只考虑去除50Hz的工频。通过雨流计数方法对试验数据进行整理和计算, 取得各测点的一对最大主应力和最小主应力值, 由此算出其应力的幅值和应力均值 (见表1) 。对三向应变片的测试, 不仅计算出每个单向的最大主应力和最小主应力值, 而且计算出合成以后的最大主应力和最小主应力值。

3 转向架关键部位以及应力较大部位的动应力分析

三号线车辆转向架构架主要材质为16MnDR, 其屈服极限为345 MPa;转向架齿轮箱吊杆的材料为16MnDR 锻材, 屈服极限也是345 MPa;齿轮箱为铸钢GS20Mn5V, 该材料的屈服极限为295 MPa。 各材料在最大可能载荷或超常载荷下, 采用屈服极限的运用载荷下的安全系数为:无焊缝区1.5, 焊缝区1.65。

因此, 在运用工况下测得的动应力 (为安全起见, 构架板材及牵引拉杆应力统一按焊缝区进行考虑) , 最大值不应该超过许用应力 209 MPa 的标准要求, 但GOODMAN图对不同的切口效应采用不同的评判曲线, 齿轮箱吊杆应力按无焊缝区考虑, 最大值不应该超过许用应力230 MPa的标准要求;齿轮箱应力按无焊缝区考虑, 最大值不应该超过许用应力197 MPa的标准要求, 图2所示为抗侧滚扭杆座内侧圆弧中心的GOODMAN图。

对AW3载荷和正线运营时的动应力测试结果分析表明, 在构架主结构上, 最大主应力为199.8 MPa, 出现在抗侧滚扭杆座内侧圆弧中心处, 未超过许用应力209 MPa的标准。在齿轮箱吊杆部位, 最大主应力为92.789 MPa, 出现在齿轮箱吊挂座内侧底部圆弧处, 未超过许用应力230 MPa的标准。从运用工况下测得的动应力结果来看, 转向架各部件的最大主应力均未超过相应材料的运用工况下的许用应力标准。

根据各测点最大主应力和最小主应力的测试结果, 利用相应材料的GOODMAN 图可以评价该测点的疲劳强度, 疲劳强度评定方法是:根据最大主应力和最小主应力确定相应的均值和幅值, 根据每一测点的应力均值, 并根据GOODMAN图的曲线, 推算出相应的许用应力幅值, 由此确定每一测点的应力幅值是否超出许用应力幅值。根据构架各材料的GOODMAN图来判断, 构架上所有测点的应力幅值均在GOODMAN图内, 且有比较大的裕量, 因此可以认定, 所有测点部位的疲劳寿命仍然是无限长。

4 结论

综上分析可知, 广州地铁三号线03034车转向架经过将近25万km的运行, 列车的运行平稳性基本为优秀。转向架关键部位以及应力较大部位的动应力均未超过相应材料的许用应力, GOODMAN图的评判结果表明, 所有测点的疲劳强度均满足要求, 所有测点的疲劳寿命均为无限寿命。

摘要：通过列车的在线试验, 测量列车运行过程中的振动加速度和转向架关键部位以及应力较大部位的动应力, 对列车运行的平稳性和可靠性进行了评估。

广州地铁九号线车辆 篇5

哈丁连接器普遍应用于地铁车辆电气连接, 目前广州地铁的多条线路列车都有应用。从应用的整体情况来看, 哈丁连接器连接可靠性很高, 故障率相对而言很低。但是近几年广州地铁多条线路均出现了故障, 且造成较严重的影响。本文主要对3号线车辆哈丁连接器结构、烧损现象进行介绍, 重点分析了烧损引起的原因, 并提出了相应改进措施。

2 哈丁连接器烧损现象

2.1 各线路哈丁连接器烧损概况

哈丁连接器烧损现象在多条线路的车辆上都曾出现, 例如2号线的牵引电机哈丁连接器烧损, 3号线的哈丁连接器 (用于牵引电机、空调系统AC400 V线路连接) 烧损, 4号线的哈丁连接器 (用于连接DC1 500 V) 烧损。

2.2 3号线哈丁连接器烧损

本文以3号线车辆用于空调系统AC400 V连接的哈丁连接器烧损为例进行分析。图1是一个烧损的连接器, 整个连接器被熏黑, 部分被完全烧融。

3 哈丁连接器烧损原因初步分析

对于这次哈丁连接器烧损事件, 首先从电气方面分析。如果故障时出现过电压过电流现象, 也有可能引起插头烧损。根据对列车相关数据分析, 当时并没有出现过电压过电流现象, 对该输电线路进行检查, 没有发现其他哈丁连接器以及部件有烧损现象, 初步分析可以排除这个原因, 以下将重点从哈丁连接器的结构、安装及维护方面逐一分析。

3.1 哈丁连接器的结构

哈丁连接器由两部分组成:外罩和连接器本体。外罩的作用是防水防尘, 保护连接器本体, 连接器本体由2部分组成, 如图2所示。

这2部分连接器一半是带插针的 (公插头) , 另一半是带插孔的 (母插头) , 通过相应的插针和插孔进行连接, 从而形成一个整体, 起到连接的作用。这种连接方式便于安装、拆卸以及对电路进行检测。哈丁连接器的2部分插头 (公插头和母插头) 与线缆连接方式是一样的, 如图3所示。

安装时, 首先将轴向锥体向右退到底, 使线缆完全插入连接腔内, 然后使用专用工具旋转轴向锥体使其向左移动, 通过轴向锥体挤压多股线缆, 使线缆张开并与连接腔接触。由图3可以看出, 连接腔的中间部分的内径比两端都要小, 从而形成一个卡口, 当轴向锥体上施加的扭力矩达到规定值时, 线缆与连接腔紧密接触, 线缆不能从连接腔里退出, 从而保证连接的可靠性。

3.2 哈丁连接器安装缺陷

由以上对哈丁连接器结构分析可知, 烧损的部位是在线缆与轴向锥体的连接位置。虽然哈丁连接器结构设计没有缺陷, 但是如果没有按照工艺进行安装, 则会出现很多问题。由上述的哈丁连接器连接原理可知, 如果在安装时线缆没有完全插入连接腔、多股线分叉导致部分金属丝没有进入连接腔或者轴向锥体的扭力矩没有满足要求, 那么线缆与哈丁连接器的连接就不够牢固, 两者之间存在相对运动的可能性。在列车长期的运行过程中, 连接器长期带有高电压且流经大电流, 加上列车震动等因素, 线缆与插头接触不良的部位就会因为接触电阻过大而发热严重, 最终导致连接器烧损。

3.3 哈丁连接器的防尘防水处理

此外, 哈丁连接器内部若有灰尘和水汽进入, 长期积累的污垢和潮湿的环境将导致其绝缘性能下降, 最后出现短路引起烧损。检查该烧损的连接器内部暂未发现这种情况。由于哈丁连接器本身以及与电缆连接部位都采取了密封处理, 正常情况下灰尘和水汽不可能进入。但随意抽查另一个连接器时, 发现连接器的表面附有一层灰尘。同时打开车钩接线盒 (连接器位于该接线盒内部) 的盖板, 发现盖板周边的密封胶条已有不同程度的老化现象, 里面的哈丁连接器表面也有比较厚的灰尘, 如图4所示。

由于用于大电流线路连接的哈丁连接器只是型号规格不一样, 结构原理都是一样的, 根据对以往出现过的电机哈丁连接器烧损的分析以及其他线路出现过的类似情况, 初步判断此次哈丁连接器烧损是由于安装工艺问题造成的。

3.4 检查及预防措施

通过上述分析可知, 目前对哈丁连接器进行合理有效的检查并采取预防措施是有必要的。

首先, 由于存在安装质量问题的可能性, 因此在检查哈丁连接器时, 需要仔细检查线缆是否完全插入连接腔 (是否有金属部分裸露在外面) 、是否有多股线分叉导致部分金属丝没有进入连接腔, 以及接线是否松动, 必要时可以检查轴向锥体的扭力矩是否满足要求。另外还需要检查插头的紧固支架是否松动, 公插头与母插头是否连接紧固, 确保两者之间没有相对运动, 外罩安装紧固。由于哈丁连接器在寿命周期内是免维护的, 频繁的插拔打开插头会人为造成插头接触不良, 因此需要制定合适的检查周期, 建议在列车架修期间统一进行一次检查。

其次, 可以检查哈丁连接器的插针和孔没有拉弧现象, 插头内部没有熏黑、烧焦现象。

另外, 还需对哈丁连接器的密封性进行检查, 确保密封胶条及密封圈性能良好, 车底接线盒的盖板安装紧固, 达到防尘防水的功能。

最后, 由于连接器安装工作已在列车生产制造时完成, 因此在以后的新线车辆生产中应当引起重视, 严格按照工艺要求操作并保证安装质量。

4 结语

近年来随着城市轨道交通的快速发展, 哈丁连接器越来越多地应用到地铁车辆, 由于多数都是用于大电流和高电压线路连接, 如果出现故障, 将会引起严重的后果。

综合以上的分析和实验, 为了确保哈丁连接器性能可靠稳定, 需从以下几点进行改进: (1) 严格按照哈丁连接器安装工艺文件执行, 保证安装质量; (2) 制定合理检查周期, 加强对哈丁连接器的连接状况和密封性检查。

摘要：针对广州地铁3号线车辆在实际运行中出现哈丁连接器烧损的问题, 在介绍连接器结构的基础上, 分析了引起烧损的原因, 提出相应的改进措施, 并对如何避免烧损提出了建议。

关键词：3号线车辆,哈丁连接器,烧损,安装,建议

参考文献

[1]Siemens维修手册

广州地铁九号线车辆 篇6

关键词：欠压保护,欠压继电器,过放电

0 引言

地铁车辆蓄电池是车辆辅助供电系统设备的一部分, 主要用于在列车启动前激活列车[1], 在辅助逆变器工作后对110 V控制电源起滤波作用, 以降低控制电源的纹波系数, 提高控制电源的品质。在列车因故障而失去高压或辅助逆变器故障的紧急情况下, 蓄电池将为应急照明、紧急通风以及所有与安全有关的控制系统的紧急负载提供供电[2]。由于蓄电池在列车控制中是不可或缺的重要的供电设备, 因此在车辆辅助系统设计中, 设计者对蓄电池控制电路增加欠压保护措施以保障蓄电池的性能, 保障蓄电池的供电可靠性。城轨车辆目前主要采用镉镍蓄电池[3], 在紧急状况下, 蓄电池的供电时间的长短以及供电过程中的可靠性直接关系到列车正线运营的安全[4,5,6], 因此需定期测试。广州地铁五号线地铁车辆在进行蓄电池供电时长进行试验时, 发现欠压保护失效。本文主要针对蓄电池欠压保护失效现象进行分析并给出改进方案。

1 列车蓄电池及供电时长试验

广州地铁五号线列车为六节编组, 编组形式为-A+B+B1+B2=B3+A-。根据此形式分为三个单元, 每个单元含一个蓄电池组给全列车供电, 分别安装在B车、B1车和B3车。

根据列车的设计需求, 列车在无网压输入时, 全列车蓄电池的容量能够供给列车全部紧急照明、外部车灯、通信设备 (包括列车广播、车辆无线电等) 、开关门一次、紧急通风等负载工作45分钟。当网压恢复时, 蓄电池输出能保证辅助逆变器的起动。为避免蓄电池在运用中出现过放电而损坏, 在蓄电池控制中加入施密特的欠压继电器, 在电压降到83 V以下后切断负载。

蓄电池供电时长试验, 用于验证蓄电池在无充电情况下, 蓄电池是否能满足应急负载工作45分钟以上欠压继电器才失电。此项试验在列车检修中进行, 首先利用SIV辅助逆变器将蓄电池电量充满, 然后将高压断开使SIV停止工作, 让蓄电池作为应急电源单独工作。

2 蓄电池欠压保护失效情况

在对广州地铁五号线023024车进行蓄电池应急供电时长试验中, 检修人员发现在蓄电池电压持续消耗48分34秒后, 其B车在工作电压到达83 V欠压继电器失电, 随后其他两个继电器没有出现跳断, B1车和B3车的蓄电池电压快速下降, 两蓄电池组承担原来三个蓄电池组的输出电流, 并且无停止放电迹象。为避免出现蓄电池亏电现象, 重新将受电弓升起, 利用SIV对蓄电池进行充电。

为分析蓄电池欠压保护出现此异常现象的原因, 下面给出SIV停止工作45至50分钟的蓄电池组输出数据如表1, 以及三组蓄电池的输出特性曲线如图1。

3 电路工作原理及失效原因分析

3.1 蓄电池欠压保护原理

广州地铁五号线使用排气式镍镉碱性蓄电池, 每组蓄电池由13个蓄电池单体构成, 每个蓄电池单体由6节构成公称电压是7.2 V。根据镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系, 蓄电池单体理论上的放电终止电压为1 V[8]。为了防止蓄电池过放电, 设计人员将蓄电池组的保护电压设置为83 V。蓄电池欠压保护电路结构图如图2所示, 三组蓄电池A、B、C向蓄电池控制回路送电, KC1为欠压继电器, 通过蓄电池投入控制线的母线电压大小来实现继电器的控制, 欠压继电器触点控制蓄电池接触器控制开关的得电与失电, 来接通和切断蓄电池和负载的联系。

3.2 失效原因分析

欠压继电器的工作原理为当线圈电压低于截止值Uoff后, 触点断开, 直到线圈两端电压再次达到导通值Uon后, 触点吸合。在广州地铁五号线蓄电池采用施密特的UMD-81-KC欠压继电器, 其截止值Uoff=83V, 导通值Uon=91V。

从上述的表1中可以看出, 023024车B车的蓄电池是在83 V以后切断负载的。在蓄电池控制回路中的三个欠压继电器采集的同一电压值, 原则上是三个设置相同欠压值的继电器应同时切断所属蓄电池负载, 但实际上列车上的继电器没有同时断开。检查欠压继电器发现其状态良好, 但是每个欠压继电器失电临界点存在差值, 这是导致三个欠压继电器不能同步失电断开的原因。根据蓄电池的输出特性, 在切断负载后蓄电池的电压回升, B车蓄电池电压回升至88 V给电池投入控制的母线供电。此时其余两个没有跳开的继电器检测到的电压值始终大于83 V, 因此无法切断所属蓄电池的负责导致蓄电池出现过放电的情况。

因此列车三个欠压继电器监控同一母线, 但继电器断开临界点不一致是导致列车欠压保护回路失效的原因, 最终造成蓄电池过放电, 为避免此情况需制定切实有效的保护措施。

4 改进方案

列车蓄电池系统在欠压保护失效后无法断开负载, 导致蓄电池持续供电而造成过放电。蓄电池过放电是导致蓄电池提前损坏或报废的直接原因, 同时也直接影响仪器使用寿命[7]。要解决这个问题, 就必须使蓄电池端电压达到放电终止电压时, 停止放电[8]。

广州地铁五号线列车蓄电池欠压保护失效的原因有两点:一是欠压继电器的截止电压不一致;二是欠压继电器监控的为控制回路, 而非所属单元蓄电池电压。本章将主要针对这两种原因, 提出改进方案, 以杜绝因人为操作失误造成的蓄电池欠压亏电。

4.1 继电器换型

目前广州地铁五号线使用的继电器为免维护的欠压继电器, 检修人员无法对其欠压值进行调整。由于欠压继电器的设计误差, 导致其不同批次的继电器的欠压值存在差异。如果将欠压值存在差异的继电器安装到同一列车上, 就会造成三个继电器对同一电压值进行检测却不能同时断开的故障。

针对现车的电路设计, 为避免继电器的设计误差给欠压保护造成的影响, 需更换为可调节的欠压继电器。在日常检修过程中, 检修人员可通过对欠压保护值进行校准, 保证同一列车的欠压继电器欠压值为同一值。

4.2 电路设计改进

现有的电路设计中蓄电池欠压继电器电压采集存在设计缺陷, 需进行电路改造, 以达到欠压继电器监控各单元蓄电池电压。改进后的控制电路如图3所示, 在原有的基础上增加一个常规继电器。在进行改造后, 通过蓄电池激活开关SC5投入, 新增继电器的触点将各单元蓄电池输出端与所属的欠压继电器相连接, 欠压继电器开始进行蓄电池电压的监控。若蓄电池电压满足欠压继电器的要求时, 欠压继电器触点将闭合使QC1接触器的线圈得电, 从而控制负载输出。

5 结论

蓄电池在列车上起着至关重要的作用, 是地铁车辆的安全关键点。本文主要对广州地铁五号线车辆蓄电池的欠压保护工作原理及失效原因进行分析, 并给出防止因继电器内部欠压保护值的偏差而导致的失效的改进方案。两种方案在广州地铁五号线现有列车上进行验证, 均能有效的实现列车蓄电池在低于欠压设计值83 V后断开负载。改进后的电路能有效的避免蓄电池过放电导致蓄电池性能降低、寿命缩短甚至损坏。

参考文献

[1]查小菲, 唐朝辉.地铁车辆供电蓄电池合理选型分析[J].中国新技术新产品, 2000 (3) :148-149.

[2]黄志华, 刘东广.城轨车辆110V回路蓄电池欠压保护设计[J].科协论坛, 2012, (5) :47-48.

[3]朱士友.城车辆检修工[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2009.

[4]王鑫, 赵清良, 曾明高, 等.北京地铁国产列车辅助电源系统及其改进[J].机车车辆工艺, 2007 (2) :26-29.

[5]李云, 赵清良.上海中低速磁浮列车辅助电源系统[J].电力机车与城轨车辆, 2008, 31 (6) :15-18.

[6]邓嘉.国产地铁辅助供电系统及蓄电池的选择[J].铁道车辆, 2000 (21) :89-90.

[7]杨维国, 刘恩臣, 孙树旺, 等.预防蓄电池过放电保护电路[J].郑州工业大学学报, 2000, 21 (2) :58-60.