地铁车辆轴重转移分析

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工 业 技 术
在对地铁车辆轴重转移分析的过程中,需要对地铁转向架的组成及其作用了解,并且对地铁车辆的运行供电方式进行研究,才能够对地铁车辆轴重转移研究的具体和细致,下面进行具体的探讨。

1 地铁转向架的组成及其作用
1.1地铁转向架的组成
地铁在我国很多城市用以投入使用,为人们的生活、工作带来更方便的交通,而且交通速度之快为人们节省更多的路途时间。

地铁转向架是地铁的重要组成部分,转向架主要由集中结构组成:构架(如图1中序号1所示)、系悬挂装置(2)、二系悬挂装置(3)、牵引装置(4)、基础制动装置(5)、齿轮减速箱(6)、联轴节(7)、牵引电动机(8)等。

1.2地铁转向架的作用
转向架对车辆行驶中不平顺的线路有着缓和对车辆冲击的作用,为车辆运行提供更好的安全性以及平稳性;利用车辆下面的轮轨之间的黏贴作用,对车辆牵引力和制动力起到传递的作用;将车体与轮轨之间的载荷进行传递,实现将车辆轴重的载荷平均分配,主要起到支撑车体的作用[1]。

总体来说,是实现车辆轴重转移的效果,对车辆在直线上有着较好的稳定性以及在曲线有着较好的通过能力,对车辆运行的安全、稳定有着重大的作用。

2 地铁车辆运行供电方式以及牵引电动机的作用力
2.1地铁车辆运行的供电方式
牵引电动机是地铁车辆的主要组成结构,也是牵动地铁车辆运行的主要部件,通过通电工作来带动地铁车辆的运行,在地铁车辆运行中的供电方式主要分为两种
[2]。

三轨供电方式,顾名思义是采用第三条轨道对车辆进行供电,正常地铁车辆运行只需两条轨道线路的支撑,而第三条轨道线路可以应用在两辆轨道线路之外或之间的位置,通过车辆的受电靴来传输电能实现为车辆供电的作用;触网供电方式,有很多城市的公交车采用的是受电弓受电的方式来实现为车辆供电,地铁触网供电方式也类似
地铁车辆轴重转移分析
陈仁才
(深圳地铁运营总部 广东深圳 51
8
000)
摘 要:伴随着我国社会经济的不断发展,也相应的促进了我国地铁行业的发展,本文主要针对于地铁车辆轴重转移进行了具体的分析和研究,希望通过本文的探讨,能够为相关方面的研究提供理论性的参考。

关键词:地铁 车辆 轴重转移中图分类号:U 264.+47文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0108-02
图
1 地铁转向架的组成结构
图2 轮对前置时牵引电动机作用力的
情况
图3 地铁车辆运行中车体的受力简图
图4 地铁车辆运行中车体的受力简图
这种供电方式,同样也是通过受电弓接触布置的输电网来完成地铁车辆的供电,不同的是地铁车辆供电的电压要小很多。

2.2地铁车辆运行牵引电动机的作用力
根据对地铁车辆运行的情况,大致可将牵引电动机的作用力分为两种形式。

轮对前置时,N1作用在轮对,并且,在N1的作用力下轮对产生一个与N1相等的反向力矩N1’作用在牵引机的齿轮箱上,同时,作用在小轮上的力矩为N2,且N2与N1’作用力的方向是相同的,如设齿轮箱的减速比为r 的话,那么N2=N 1/r=N1’/r ,可得作用在齿轮箱上的总力矩N 为:
N=N1’+N2=(1+r)N2(如图2所示)地铁车辆运行中,轮对需要两个支撑点也就是图1中的Y 1和Y2,轮对前置时产生的Y1是架上的作用力,是通过悬吊杆时施加给架构的架上作用力,而Y2是轮轴上的作用力,是为轮轴减轻荷载的作用力。

另外一种是轮对后置时的形式,作用在齿轮箱上的作用力与轮对前置形式的作
用力相同,计算方式为:
N =N 1’+N 2=(1+r )N 2
而且作用力的方向与大小都相同,唯独不同的是两个支撑点的作用力与轮对前置时两个支撑点的作用力相反,Y 1是通过悬吊杆时施加在架构的一个上顶的作用力,而Y2则是增加车轴荷载的作用力[3]。

3 地铁车辆轴重转移的计算方式
根据地铁运行情况的不同,轴重转移的计算主要分为牵引机直接作用在列车的车轴上而产生的轴重变化、两转向架间轴重转移、转向架内部轴重转移等三种轴重转移的形式。

前者的运转方式以及作用力在本文第二部分大致阐明,总的来说就是Y1使得车轴实现荷载的减轻和增加[4]。

3.1两转向架间的轴重转移
在地铁车辆运行的过程中,如果牵引力和阻力的高度不同,就会采用这种方式实现轴重转移。

该轴重转移的基本原理是实现前面的转向架荷载减轻,而后面的转向架荷载增加,以此来实现轴重转移的效果。

地铁车辆运行过程中,车体的受力情况主要由二系弹簧来对车体的作用力产生的变化量,图3为车体具体受力原理图(如图3所示),根据轮对产生的力矩情况可算出二系弹簧对车体的变化量为:
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M =
T
Z U 2)z (4 =T Z U )
z (2 (M 为二系弹
簧对车体的变化量)
在变化量M 对车辆每个车轴产生的荷载变化如上述所说前面的转向架轴1和轴2属荷载减轻,其轴重转移的变量值为M 1,向后的转向架轴3和轴4属荷载增加,其轴重转移的变量值为M 2,且M 1与M 2变量值相等,其计算方式为:
M 1=M 2=
2M =T
Z U )
z ( 3.2转向架内部的轴重转移
与两转向架间的轴重转移运行的环境一样,都是在车辆的牵引力和阻力不同的环境下计算的形式,但不同的是该模式是将减轻荷载和增加荷载作用在一个转向架上,有转向架内部的前轮和后轮实现减载和增载的效果[5]。

在车辆运行的过程中,牵引电动机会对构架形成作用力,分为牵引力和阻力。

牵引力是作用在轴箱上,而阻力是作用在牵引梢上,设该过程的牵引力为N 、阻力为N1,一系弹簧在支撑过程出现的反作用力为F,牵引电动机的反作用力力矩为P,车辆齿轮箱悬吊杆轴重转移时产生的作用力为Y。

(如图4所示)那么,根据力矩的平衡原
理,可以推出构架的作用力为: P =0 导出 P=
1
NZ
—Y 通过图4可以看出,该种轴重转移计算的形式下,虽然前后转向架的轴重转移都分开计算,但是,前后转向架的荷载转移情况却相同,前面的转向架的1轮是对减轻荷载P,2轮是对增加荷载P;同样,后面的转向架的3轮是对减轻荷载P,4轮是增加荷载P。

通过上述对地铁车辆轴重转移分析可得,地铁车辆的轴重转移与车辆运行中的牵动力和制动力有着直接的联系,并且,根据牵动力和制动力作用在轴箱上的变量值可以推算出轴重转移的荷载值。

轴重转移与牵引力和制动力的变量值成正比,作用力大时转移的荷载值也大,相反作用力小时转移的荷载值也随之变小,如果没有发生作用力时则不会发生荷载值的转移[6]。

另外,从上述轴重转移荷载值的计算公式可以得出,地铁车辆的轴重转移与车辆齿轮箱的减速比、轴距、力矩等有着直接的联系。

4 结语
本文主要针对于地铁车辆轴重转移进行了具体的分析和研究,通过本文的探讨,我们了解到,在进行地铁车辆轴重转移的
研究中,需要根据实际情况,运用有效的分析方法,进而才能够不断的促进地铁车辆的正常运行。

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的通用方程及程序实现[J].大连铁道学院学报,2011(2).
免发生意外事故。

每月定期检查机器否异常。

保持试验机工作环境整洁。

坚持周期检定,保持试验机优良技术状态,检定周期一般为一年。

不定期的对试验机运动部位进行间断性的加润滑油。

1.2检定
1.2.1300kN液压式压力机主要技术参数
(1)最大荷载:300kN。

(2)测力范围及度盘分度值:0～60kN 100N/格0～200kN 500N/格0～300kN 500N/格(3)试验空间:250×230mm。

(4)工作油缸直径×行程:∮140×80mm。

(5)示值相对误差:≤±1.0%。

(6)示值相对变动:≤1.0%。

(7)示值进回程相对误差:≤1.5%。

(8)噪音:≤75dB。

(9)负载保持30s指针变动情况:不超过各级最大试验负荷的0.5%。

(10)电机功率:1.1kW。

1.2.2主要技术参数检定标准与方法压力试验机是根据国家标准的技术要
求和负荷精度检查进行。

(1)压力试验机负荷精确度等级应符合表1要求。

(2)试样破裂后或卸除负荷后,负荷指针应回零位,回零位误差应符合表2要求。

(3)测定方法。

①应在室温20±10℃的条件下进行。

②在负荷精度检定前,应将测力计放置压力试验机的压板中央,开动机器徐徐加油,调整负压表指针对零。

如果是摆锤或弹簧测力计,跟换摆锤或弹簧后,指针变动不应大于2个分度。

③检定工具:三等标准测力计,测力计的温度应与试验的温度相一致。

用水银箱式测力计检定时,在检定过程中室温变动不应超过1℃。

测力计在试验机上加荷过程中不应卸载,卸载过程中不应加荷。

鉴定时,每次卸载后,测力计示值均应回零,如不回零,对于弹性环测力计,偏差不应大于0.2个分度,对于水银箱式测力计,不应大于2个分度。

④压力试验机通常是从每级最大负荷的20%开始,按顺序检验不应少于五点(五点应与最大负荷的20%、40%、60%、80%和
100%相适应)。

⑤检验时,应改变工作活塞的位置,约在其工作行程10%和60%两个位置上进行。

⑥示值相对误差和相对变动值是带从动针按进程连续检验三次,而示值进回程相对误差是不带从动针连续进行一次进行程及回程检验。

2 水泥抗压试验机设备常见故障分析和
维修方法如表3所示参考文献
[1]丁志华.水泥物理性能检验仪器及设备
[M].北京:中国建材工业出版社,1992.[2]GB/T17671-2007,水泥胶砂强度检验
方法[S].
[3]JC/T724—1996,电动抗折试验机[S].[4]山东建筑材料工业学院.水泥工艺原理
[M].北京:中国建筑出版社,2008.[5]闻邦椿,刘风翘.振动机械的理论及应
用[M].北京:机械工业出版社,2008.
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