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受电弓的结构与特性.ppt

受电弓的结构与特性.ppt

上传者: 人力资源法规 2018-03-03 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《受电弓的结构与特性ppt》,可适用于求职/职场领域,主题内容包含受电弓的发展年受电弓简繁简双臂菱形对称结构单臂Z型非对称结构受电弓定义安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备由弓头、框架、底架符等。

受电弓的发展年受电弓简繁简双臂菱形对称结构单臂Z型非对称结构受电弓定义安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成其几何形状可以改变。接触网是受电弓的ldquo路rdquo。研究受电弓的目的受电弓与接触网接触是电动列车获得电能的一种方式。良好的弓网关系是保证电气化列车安全、可靠运行的关键技术之一。接触网是受电弓的ldquo路rdquo。研究受电弓的目的受电弓的标准UICUIC干线车辆受电弓特性与测试地铁和轻轨车辆受电弓特性与测试国际通用受电弓欧洲高速铁路网受电弓与接触网相互作用ENENGBT轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第部分:干线机车车辆受电弓GBT轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第部分:地铁与轻轨车辆受电弓国内外受电弓介绍PSA国内外受电弓介绍AMDE型GPU型CX型东南线最高速度kmhZ型子母弓大西洋线最高速度kmh单层Z型弓东部线最高速度kmh国内外受电弓介绍GPU型受电弓可用于DCV及ACkV、Hz两种供电制式最大受流可达A最高运行速度kmh整套装置的重量比AMDE轻kg。空气动力特性良好kmh时最大接触力只有N弓头装有故障检测机构可自动检测并降弓保护具有防强风保护接触线装置。GPU型受电弓弓头动态质量降低到kg中央弹簧滑筒的抬升行程为mm圆形外形具有良好的空气动力学性能。受电弓对接触网的各种振动模式及周围空气流的变化均有良好的适应性。GPU型受电弓在法国TGVA型(大西洋线)、意大利ETR型、西班牙AVE型高速动车组上均得到良好的应用。国内外受电弓介绍CX型受电弓可在一定速度范围内对接触力进行多级控制技术高速时抬升力很小根据选择的位置可任意调节弓头接触力采用电子控制和空气伺服阀的前馈控制技术新型合成材料使受电弓减轻重量~具有非常优良的空气动力学性能在DCkV供电制式下最大受流能力为A。LXkmhCXkmhFaiveley国内外受电弓介绍国内外受电弓介绍DSAmdashmdashkmhDSAmdashmdashkmhDSAmdashmdashkmhDSASEKmdashmdashkmhDSAGmdashmdashkmhDSADmdashmdashkmhDSAFmdashmdashkmh单臂气囊升弓宽弓头分体滑板斜弹簧悬挂STEMMANNTECHNIKSeimens型号WL速度kmhsiemensschunk优化了框架动力学性能、良好的动力学性能、降低收弓高度、双向运行。型号SSS速度kmhASP型mdash单臂设计mdash闭环控制mdash实时反馈控制SBSRe、Re国内外受电弓介绍中国受电弓的发展ДЖ(苏)(Y)QTSG()AMUF(K)TSG()DSA系列(、、)(StemmannTechnik)WL系列(YH、SSS)(SiemensSchunk)LV(K)M(Y)AMBU(G)TSG受电弓CXNG(Faiveley)国内外受电弓介绍H机车Y机车TSG型TSG型TSG型TSG型国内外受电弓介绍DSADSACEDWBLLVDSACXNGTSG受电弓的类型与参数单臂弓非对称结构质量轻双臂弓对称结构质量重T型弓空气动力学特性好二次弓弓网接触性能受电弓受电弓的类型与参数DSASEKDSADSADSATSGSSS设计速度额定电压kVkVkVkVkVkV额定电流AAAAAA整弓质量kgkgkgkgkgkg最大升弓高度mmmmmmmmmmmm落弓位高度mmmmmmmmmmmm弓头长度mmmmmmmmmmmm升弓时间ssssss降弓时间ssssss受电弓的结构单臂受电弓的基本组成()框架()底架()弓头()滑板()弓角()弓头长度()弓头宽度()弓头高度()滑板长度()下部工作位置()上部工作位置()工作范围()落弓高度受电弓的结构单臂受电弓的基本结构受电弓的结构弓头框架传动机构底架受电弓的结构单臂受电弓的基本结构充气弹簧下臂杆平衡杆平衡臂弓头上框架拉杆阻尼器受电弓实物模型受电弓分析模型四连杆机构两自由度模型受电弓的组成弓头结构滑板形式整体双滑板分体双滑板单滑板悬挂形式圆弹簧板簧橡胶直线作用斜线作用直线作用扭转作用单滑板+直线弹簧整体双滑板+橡胶扭簧分体双弓头+板簧弓头由滑板、滑板托架、弓角、悬架等几部分组成安装在受电弓框架顶端随上下移动并能绕自身的固定转轴作少量的转动。滑板是集电元件与接触线滑动接触完成牵引电能的传输。分体双弓头+斜弹簧受电弓的组成弓头结构三元与二元的区别?受电弓的组成弓头轮廓受电弓的组成受电弓的滑板受电弓的组成碳类滑板及其托架断面受电弓的组成受电弓的滑板材料受电弓的组成受电弓的滑板材料电阻率国家滑板种类电阻率(muOmegamiddotm)欧美浸金属碳滑板(MYD)纯碳滑板(CYTA)中国浸金属碳滑板纯碳滑板日本浸金属碳滑板(MC)纯碳滑板(SW)受电弓的组成弓网受流对滑板的技术要求()为防止接触线与滑板间的接触电阻过大引起发热烧损接触线和滑板滑板的材料必须具有良好的导电性能()接触线和滑板间必须具有良好的磨擦性和互润性以减少维修量、延长设备寿命()滑板对接触线或接触线对滑板二者间不能造成损伤()滑板应具有良好的韧性、耐冲击性好不会因冲击而发生缺损或破裂也不会因工作原因而产生大量粉性物质()为减小受电弓的归算质量提高受电弓的跟随特性降低受电弓引起的冲击和离线率滑板的质量要轻()滑板为易耗品为节约经费其价格应低。受电弓的组成德国对受电弓滑板的要求()接触电阻要小()熔点高()导热性良好()质量小()机械强度高()弹性好()与铜或铜合金接触线之间的摩擦系数小()便于实现轻量化和标准化受电弓的组成框架升弓力矩加在下面的杆升弓力矩加在上面的杆双杆型单杆型框架型受电弓的组成框架方形管圆形管叉形结构受电弓的组成传动机构U型连杆传动气缸进气口转臂绝缘子缓冲阀升弓弹簧扇形板气囊桁架扇形板ADD扇形板形状设计mdashmdash保证升弓过程中弓头具备稳定的静态抬升力。降弓缓冲阻尼器阻尼器气囊充气升弓放气降弓弹簧升弓气缸降弓受电弓的组成传动机构受电弓的组成传动机构、TPTPB车的侧墙、阀板、空气滤清器、升弓节流阀、减压阀、压力表、降弓节流阀、安全阀传动机构受电弓的组成受电弓的组成电磁阀()的入口处始终通有压缩空气。通过操作司机台上的受电弓提升杆升弓。电磁阀()得电允许空气经空气滤清器()进入节流阀(升弓)()。节流阀()允许空气压力缓慢进入调压阀()的入口。节流阀可用于调整升弓时间。调压阀()的输出压力可调整至预设值bar。减压阀()可调整受电弓与接触网之间的静态接触力其精度为plusmnbar。由于气压每变化bar会使接触压力变化N因此减压阀要有相当高的精确度。空气流入节流阀()用来调整降弓时间。若减压阀故障位于气路上的安全阀()可限制空气压力。安全阀的设定值是bar。压缩空气经一系列调整后流至气囊驱动装置()然后气囊驱动装置使受电弓升起。供电线路上还装有压力表()以显示减压阀的出口空气压力。传动机构受电弓的组成升弓力矩保证弓头静态抬力N气囊或弹簧mdashmdash推力或拉力扇形板mdashmdash力矩变化受电弓的组成ADD装置当发生弓网事故引起碳滑板内部毛细气管泄露或者中间气路传输通道的毛细气管发生破裂时如果该部分气体的泄露量大于ADD阀体内部的补给量会导致该部分迅速减压引起ADD内部两腔体的气压不平衡其结果是ADD阀体迅速打开通向气囊的腔体将气囊内部的空气迅速的直接排向大气引起受电弓快速降弓。受电弓的组成DSASEKDSADSADSATSGSSS底架不锈钢钢钢钢钢钢上臂杆铝型材铝型材铝合金铝合金钢铝合金下臂杆铸铝钢钢铝型材钢铝合金平衡杆碳纤维铝合金铝合金铝合金钢铝合金拉杆不锈钢不锈钢不锈钢钢不锈钢弓头钛合金铝合金铝合金铝合金钢铝合金受电弓的性能要求对受电弓的总体要求()在各种速度下及多机重联牵引时能可靠受流()在所有使用条件下、遵守各接触网规定的允许抬高()在高速时噪声辐射要小()在两个运行方向上有中性的空气动力学性能()运行超过万km时滑板和接触线的磨损要小()有较高的可使用性()维修简单且费用低受电弓的性能要求受电弓的基本要求弓头框架升降弓装置基本要求:上下走直线弓头不偏摆静态接触恒定单臂受电弓弓头跟随性好动态响应快阻尼合理受空气影响小噪音小质量轻动力学性能基本要求不可能为了特定接触网单纯设计受电弓受电弓的基本特性应适合于规定的应用范围受电弓的性能要求受电弓的基本要求弓头纵向偏移量受电弓的特性受电弓的电气性能小接触面传输大电流静态接触电阻弓网系统电弧受流质量电气磨损温升电气参数:额定电流(静止时、运行时)设计工作电压绝缘强度受电弓的特性受电弓的力学特性静态接触力静态接触力偏差某架SSS受电弓静态接触力曲线受电弓的特性受电弓的力学特性空气动力气流作用导致受电弓产生向上的力弓头上安装翼片均衡两个方向的空气动力受电弓的设计使FAER=kv受电弓的特性受电弓的力学特性动态接触力分力FDYN=Mtat=Mt(pil)vet受电弓的特性受电弓的力学特性接触力F=FplusmnFRFAERplusmnFDYN受电弓设计接触网、轨道等弓网接触力Fmdashmdash受电弓垂直作用到接触网上的力静态接触力Fmdashmdash停车时传动机构使受电弓垂直作用到接触网上的力磨擦力FRmdashmdash关节间磨擦产生的力与弓头运行方向相反空气动力FAERmdashmdash气流对受电弓的作用力动态分力FDYNmdashmdash由垂直振动引起的惯性力受电弓的特性受电弓的力学特性平均抬升力平均抬升力目标值(AC系统)平均抬升力目标值(DC系统)Fm=FFAER=Fkv受电弓的特性受电弓的静态特性受电弓的特性受电弓的静态特性额定静态接触压力同高度压力差同向压力差静态压力曲线工作高度最高升弓高度升降弓时间静态接触压力受电弓的特性受电弓的动态特性不同工作高度受电弓频响mdashmdash两自由度弓头悬挂控制频率框架悬挂控制频率受电弓的特性受电弓的动态特性框架(升弓)阻尼对频响的影响弓头阻尼对频响的影响受电弓的特性受电弓的性能优化优化目标:  ()确保高速运行条件下的可靠性和安全性  ()受流质量良好离线率和电火花在容许范围之内  ()平均接触压力不超过N标准偏差不超过N  ()应有尽量长的使用寿命不低于~万架次。优化内容:  ()弓头垂直运动轨迹  ()主轴转矩  ()维持动态平衡及升弓弹簧刚度  ()归算质量  ()静态接触压力。受电弓的特性受电弓的归算质量受电弓的归算质量是指将整个受电弓的活动部分(如滑板、托架、框架等)的实际质量归算到弓线接触点使整个受电弓具有与受电弓滑板相同加速度的质量该质量所产生的动能与整个受电弓所产生的实际动能相等。受电弓的归算质量不是一个常数它随受电弓的升弓高度变化而变化。其算法有多种但均是根据动能相等的原理进行的。实践和研究表明:受电弓的归算质量应控制在~千克之间。受电弓的归算质量越小它的跟随特性就越好适应接触网的能力也就越强能有效降低受电弓的动态振幅。  对受电弓而言归算质量的作用与接触网的波动速度对接触网的作用相当!受电弓的特性双弓运行时的问题受电弓的主要试验受电弓试验种类型式试验例行试验研究性试验综合试验用于验证产品的特性时候与型式试验中的测量结果相一致供货商应对每一产品进行例行试验。应该在指定设计的单个产品上进行。为了获得补充信息而在某个单项上进行的特定补充性试验仅当订货合同明确指定时才进行该试验。只有在运行环境下才能进行的特定和补充的试验该试验应在订货合同规定使用的轨道和接触网系统下进行。受电弓的主要试验受电弓的静态接触力测量(例行试验)在一个连续的升降周期内在弓头保持ms运行速度的情况下在弓头悬架下直接测量静态接触力静态压力曲线受电弓的主要试验受电弓的升降操作耐久性试验(型式试验)装有最大设计质量弓头的受电弓应能承受次从落弓位到上部工作高度的连续升降操作。对于最初的次和最后的次操作传动系统提供符合规定的最小能量值时受电弓应能升到最大伸展位置安装弓头的受电弓在上述同样条件下在工作范围内以ms的速度承受次连续的升降操作(如果装有阻尼器应事先被断开)试验后受电弓的所有参数均应能调整到标称设计值且无异常磨损、变形或断裂并应能满足使用要求受电弓的主要试验受电弓的横向固有频率试验(型式试验)受电弓伸展到上部工作位置的处在弓头支承轴处施加N的横向力使之偏离原来所处的位置在此位置释放弓头受电弓应自然摆动摆动的频率即为受电弓的横向固有频率装有最大设计弓头质量的受电弓及其绝缘子安装在受电弓振动试验台上试验台产生正弦振动其振动频率和振幅均可横向调整。当试验完成时振动台的振动频率应比横向固有振荡频率低。当受电弓伸展到上部工作位置的时振动台的振幅应调整到使弓头支承轴的振动加速度(Gamma)为ms。经过次循环受电弓的静态接触力和传动系统仍应符合技术要求受电弓的横向振动试验(型式试验)受电弓的主要试验受电弓的横向刚度试验(型式试验)受电弓升起到上部工作位置高度当N的力接连施加在支撑弓头的框架两侧时每侧的位移不应超过mm。每次试验后受电弓不应产生永久变形。受电弓的主要试验受电弓的平均抬升力试验(综合试验)落弓保持力试验(型式试验)一般要求受电弓落弓保持力在N左右!受电弓的主要试验受电弓的其他试验ADD动作时间测试ADD动作时间测试应在两个工作高度进行受电弓最高工作高度落弓位置以上工作范围的处。启动ADD试验阀用电秒表记录降弓时间每个工作高度应进行三次试验每个工作高度的ADD动作时间都应低于S的标准值。采用电秒表分别记录三次升弓和降弓时间受电弓应满足从落弓高度升至最高工作高度的上升时间不超过S的要求。升降弓时间测试各类加热试验受电弓的主要试验受电弓的垂直振动试验(研究性试验)将配有正常传动系统和与服役接触网相适应的受电弓安装在垂直方向能产生正弦振动的受电弓振动试验台上振动台的刚度至少比弓头悬架的刚度高倍。对受电弓施加振动从Hz到Hz时振动频率的最大增加幅度为Hzs从Hz到Hz时振动频率的最大增加幅度为Hzs。受电弓的静态接触力以及振动台输出的正弦波振幅应根据受电弓的具体情况事先确定。试验开始后首先应使试验台产生的振动作用于滑板的中间然后使振动作用于滑板的最大拉出值处。分别记录接触力的变化并作出振动频率与振幅的函数关系。振动试验台受电弓的主要试验受电弓的摩擦磨损试验(研究性试验)摩擦磨损试验台材料相同时研究弓网接触力、电流、速度与磨耗之间的关系弓网接触力、电流、速度相同研究不同材料与磨耗之间的关系受电弓的仿真模型建模方法研究总体框架弓网系统建模接触网建模受电弓建模弓网耦合模型单元类型结构维数计算方法结构弹性响应频率结构维数耦合行为受电弓的仿真模型受电弓建模多刚体模型归算质量模型传统模型存在问题:传统模型主要采用多刚体和归算质量模型未能考虑中、高频结构弹性变形的影响。受电弓的仿真模型受电弓建模弹性体模型:考虑结构弹性变形而且频响范围宽。框架弹性变形滑板弹性变形仅有~Hz频响包括~Hz频响弓头弹性模型结构弹性全弹性模型受电弓的仿真模型弓网系统模型优势:建立空间接触网和受电弓模型考虑垂向和纵向的耦合作用考虑弓线间的滑动摩擦效应受电弓的仿真模型柔性接触网仿真结果受电弓系统mdashmdash弓头悬挂参数(质量、刚度和阻尼)减小弓头悬挂刚度适当增加弓头悬挂阻尼并尽可能减小弓头质量对受流是有利的。弓头弹簧刚度对接触力影响弓头弹簧阻尼对接触力影响受电弓的仿真模型柔性接触网仿真结果框架刚度对接触力影响框架阻尼对接触力影响对于框架参数与弓头参数类似通过合理选择其刚度和阻尼值对提高弓网受流质量是可行的。受电弓系统mdashmdash框架参数受电弓运行中的问题滑板的磨损受电弓运行中的问题滑板的破裂、碳结块、大裂缝、小裂缝受电弓运行中的问题平衡杆转轴脱出受电弓运行中的问题弓头转轴的断裂受电弓运行中的问题不正常降弓原因有二:、接触网结构改变或零部件松断脱、受电弓部件损坏。受电弓运行中的问题不正常升弓落弓保持力

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