湖南铁道城轨专业毕业设计说明书

12017 届毕业设计说明书课题名称： 北京地铁受电弓的维护与故障检修所在学院 # 班 级 # 姓 名 # 学 号 # 指导老师 # 完成日期 2017 年 3 月 1摘要现有地铁车辆一般依靠电力系统牵引运行，而其中最关键的部位就是地铁车辆与电网连接的受电弓处。地铁车辆高速运行过程中不仅要保证接触电流质量，也要保证受电弓有足够的强度和耐磨性。地铁车辆受电弓在列车运行过程中要保持与接触线之间稳定的压力才能保证列车受流的稳定性。本文以北京地铁 6 号线对受电弓的结构组成和工作原理进行了详细介绍，并对其正常运行过程中易发生的故障进行了分析，制定了受电弓的日常维护，整理了受电弓常见一般故障及解决措施。关键词：地铁车辆;受电弓;故障分析2AbstractExisting metro vehicle generally rely on the traction power system operation, and is one of the most critical parts of metro vehicle pantograph connected to the grid. Not only in the process of subway vehicle speed to ensure the quality of current contact, also to ensure the pantograph has enough strength and abrasion resistance. Metro vehicle pantograph in the course of the train operation to maintain and contact line between stable pressure to guarantee the stability of the train by the flow. In this paper, the types of Beijing metro pantograph and working principle are introduced in detail, and the normal operation of the process of failure are analyzed, and finally puts forward some Suggestions of pantograph maintenance, hope can through the daily maintenance for decreasing the occurrence of pantograph fault probability.key words ： the subway vehicles; Pantograph. Failure analysis1目录第 1 章 绪论 .11.1 受电弓类型 .11.2 国外受电弓发展现状 .1第 2 章 北京地铁受电弓的结构与参数 .32.1 北京地铁受电弓组成部分 .32.2 北京地铁受电弓结构特征 .62.3 北京地铁受电弓控制方式 .62.4 北京地铁受电弓技术参数 .6第 3 章 北京地铁受电弓系统工作原理 .93.1 北京地铁受电弓工作原理 .93.2 升降弓特性 .103.3 保护装置 .11第 4 章 北京地铁受电弓日常维护项目 .124.1 北京地铁受电弓基本要求 .124.2 北京地铁受电弓登顶检查注意事项 .124.3 北京地铁受电弓日常维护 .124.4 北京地铁受电弓维护项目 .134.4.1 弓头和滑板 .134.4.2 轴承 .134.4.3 定位螺钉和导电螺钉 .13第 5 章 北京地铁受电弓功能检查及调整 .145.1.北京地铁受电弓最大升弓高度 .145.2 北京地铁受电弓降弓位保持力 .145.3 北京地铁受电弓静态接触压力 .145.4 北京地铁受电弓弹簧盒杆的功能 .145.5 北京地铁受电弓弓头的自由度及水平度 .155.6 北京地铁受电弓升、降弓时间 .155.7 北京地铁受电弓传动风缸 .155.8 北京地铁受电弓升、降弓装置 .16第 6 章 北京地铁受电弓常见故障一般检测与处置办法 .176.1 北京地铁受电弓常见故障原因分析 .176.2 一般故障处置办法 .1926.3 受电弓的检修流程及检修标准 .20结论 .24参考文献 .25致谢 .261第 1 章 绪论在我国地铁车辆高速发展的过程中，受电弓系统的开发和研究工作也得到了较好的发展。我国地铁车辆受电弓型号系有国产 TSG3630 型受电弓，也有从德国引进的 DSA 系列受电弓。另外，其他国家轨道车辆中采用的受电弓类型还有法国的 TGV 型受电弓、日本的 PS 系列受电弓等。1.1 受电弓类型受电弓系统作为城轨车辆的重要系统，是城轨车辆的受流装置，从高压接触网上获得电流，为车辆牵引逆变器和高压设备提供动力来源。受电弓主要分为四大类：双臂式、单臂式、垂直式和石津式。1.1.1 双臂式双臂式受电弓最传统的受电弓，亦可称“菱“形受电弓，因此形状为菱形。但现因保养成本较高，加上故障时有扯断电车线的风险，部分新出厂的铁路车辆，已改用单臂式受电弓，亦有部分铁路车辆（例如新干线 300 系列车）从原有的双臂式受电弓，改造为单臂式受电弓。1.1.2 单臂式除了双臂式，其后亦有单臂式的受电弓，亦可称为“之“（Z）（）字形的受电弓。此款受电弓的好处是比双臂式集电弓噪音为低，故障时也较不易扯断电车线，为较普遍的受电弓类型。而依据各铁路车辆制药厂的设计方式不同。在受电弓的设计上会有些许差异。1.1.3 垂直式除了上述两款受电弓，还有某些受电弓是垂直式设计，亦可称成“T”字形(又叫作翼形)受电弓，其低风阻的特性特别适合高速行驶，以减少行车时的噪音。所以此款受电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高，垂直式受电弓已经没有使用(日本新干线 500 系统改造时由垂直式受电弓改为单臂式受电弓)1.1.4 石津式日本冈山电气轨道的第六代社长，石津龙辅 1951 年发明，又称为“冈电式”、冈轨式。1.2 国外受电弓发展现状我国地铁车辆发展较晚，因此对于受电弓的研究起步也较晚。起初多采用进口受电弓和引进后在本国进行生产、改进。德国、日本和法国在受电弓的研究方面有较多的经验，下面就对其采用的受电弓类型进行简要介绍。1.2.1 法国受电弓类型法国国铁上所采用的高速受电弓类型主要有 ADME、GPU 型、CX 型受电弓。 其中 ADME型受电弓采用了碳滑板，在 1981 年创造了 380km/h 的记录；GPU 型受电弓是为了适应400km/h 以上速度的受流需要研制的，并于 1990 年 5 月 18 日，创造了 515.3km/h 的世界记2录；CX 型受电弓是 Faiveley 公司研制的 X 系列受电弓的一种，采用碳纤维弓头，重量大大减轻，并可以随车速的变化而自动调整。1.2.2 德国受电弓类型德国 ICE 高速列车用 DSA-350 型受电弓，整体质量 140kg，接触压力为 50-13ON，驱动方式是气体升弓，有一阻尼的降弓 1。滑板用铁制的弓头上焊着碳滑板，形成一个整体，更换时一体更换，寿命很长，更换周期通常 15104km，在条件恶劣的情况下也可达6510km，不涂石蜡或黄油 2。另外，还有 DSA -350 受电弓的改进型 DAS-350S，DSA-350SEK。1.2.3 日本 PS 系列受电弓为了满足降低噪声的要求，日本进行了单臂受电弓的研制，进一步降低了噪声，研制出了 TPS3OI 型号受电弓，用于 700 系批量车生产。经风洞试验及现车运行试验证明，其集电性能和空气动力学性能良好不仅降低了噪声，还具有成本低、轻量化、免维修等优点。3第 2 章 北京地铁受电弓的结构与参数北京地铁 6 号线项目电动客车使用的受电弓的型号为:QG-120（B-BJL6）QG:代表轻型受电弓120:代表该型受电弓可满足最大 120km/h 的轨道交通电动客车安装使用；B-BJL6:其中 B 代表 B 系列受电弓，BJL6 为北京地铁 6 号线项目的识别代码，如图 2-1所示是北京地铁受电弓图。图 2-1 北京地铁受电弓图2.1 北京地铁受电弓组成部分北京地铁 6 号线 QG-120(B)型受电弓的组成结构如图 2-2 所示，北京地铁 6 号线 QG-120(B)型受电弓主要由底架组装、气囊组装、下臂杆组装、拉杆组装、平衡杆组装、弓头组装、控制箱、横托架、阻尼器及绝缘子。空气弹簧等部件组成。4图 2-2 受电弓结构2.1.1 底架组装QG-120（B-BJL6）型受电弓的底架在设计时考虑到强度，并参考了已可靠运用的结构，采用无缝矩形管材料焊接而成，该型号受电弓的底架具有强度高重量轻等特点，同时受电弓底架上预留有两个高压接线板，高压接线板上预留有 4-13mm 电接口，根据需要连接上述电接口。2.1.2 下臂杆组装图 2-3 下臂杆QG-120（B-BJL6）型受电弓的下臂杆采用了无缝钢管经机械加工后焊接而成，同时在下臂杆上采用转动轴承技术，使受电弓的转动更加灵活。2.1.3 上臂杆组装QG-120（B-BJL6）型受电弓在设计时考虑到受电弓的受流性能和重量等，所以受电弓的上臂杆没有采用碳钢材料是，而采用了高强度的铝合金材料，使上臂杆的受流性能明显增强，且重量减轻，同时不会影响上臂杆的强度。52.1.4 弓头组装图 2-4 弓头图QG-120（B-BJL6）型受电弓的弓头结构如图 2-4 所示，QG-120（B-BJL6）型受电弓的弓头采用悬挂式的设计，同时结构采用缓冲效果良好的缓冲装置，使受电弓弓头的随网性大大提高。2.1