京津城際CRH3C動車組法維萊受電弓維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)研究

張長青 段陽春

(1.北京鐵路局北京動車段， 北京 102600；2.中車唐山機車車輛有限公司， 唐山 063035)

京津城際CRH3C動車組法維萊受電弓維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)研究

張長青1段陽春2

(1.北京鐵路局北京動車段， 北京 102600；2.中車唐山機車車輛有限公司， 唐山 063035)

受電弓是利用車頂接觸網(wǎng)獲取和傳遞電流的機械組成，是動車組重要組成部件，其狀態(tài)直接影響動車組的運行安全。文章簡要介紹了CRH3C型動車組法維萊受電弓設(shè)計特點，并對CRH3C型動車組受電弓升弓操作與降弓操作控制基本原理進(jìn)行了說明?；诂F(xiàn)場實際日常維護(hù)方法與經(jīng)驗，對CRH3C動車組法維萊受電弓碳滑板、氣囊、部件潤滑、風(fēng)管氣密性、升降弓時間以及其他部件提出了檢修標(biāo)準(zhǔn)。對日常檢修工藝的研究，有助于檢修人員維護(hù)管理，提高動車組運行可靠性，保證運行安全，對CRH3C型動車組首輪五級修受電弓的檢修具有重要參考價值。

京津城際CRH3C動車組； 法維萊受電弓； 結(jié)構(gòu)與原理； 維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

1 前言

高速動車組電力是通過受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線緊密接觸而實現(xiàn)的，因而動車組電力供應(yīng)是否正常直接取決于接觸網(wǎng)與受電弓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。接觸網(wǎng)與受電弓系統(tǒng)工作可靠是確保高速動車組良好取流的根本條件。受電弓是動車組從接觸網(wǎng)受流的唯一部件，是利用車頂接觸網(wǎng)獲取和傳遞電流的唯一組成，它的狀態(tài)直接影響動車組的運行安全。

CRH3C型動車組的原型車是西門子公司制造,設(shè)計時速350 km/h。我國CRH3C型動車組是由原北車唐山軌道客車有限責(zé)任公司生產(chǎn)。該動車組的車體采用大型中空鋁合金型材組焊而成，因此，重量輕，強度大，安全系數(shù)高。目前，CRH3C型動車組主要應(yīng)用于京津城際、武廣高速鐵路線路運行[1]。

2013年9月開始，將原20列京津城際CRH3C動車組受電弓更改為法維萊CX018型受電弓產(chǎn)品。因此，CRH3C動車組受電弓為單臂、單滑板受電弓，靜態(tài)接觸力為定值，在不同運行速度條件下，通過受電弓控制單元接收的速度信息，實時調(diào)整受電弓與接觸網(wǎng)的動態(tài)特性。安裝位置不發(fā)生變化，2車與7車各安裝一架受電弓。在實際運行中，根據(jù)實際要求選擇相應(yīng)的受電弓。該產(chǎn)品適于用北方-25～40℃的運行環(huán)境。經(jīng)過運行驗證，該產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，故障率低。

2 法維萊受電弓設(shè)計特點

2.1 受電弓特性

由于京津城際動車組運行速度為300 km/h，運行速度高，因此在高速運行條件下，法維萊受電弓在設(shè)計上滿足了以下要求：

(1)受電弓的碳滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間要保持比較穩(wěn)定的接觸壓力。碳滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間的接觸壓力不能過大或過小。接觸壓力過大容易造成將接觸網(wǎng)頂斷；接觸壓力過小容易造成碳滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間接觸不實或者虛接。因此，受電弓的升弓后壓力應(yīng)保證在規(guī)定的范圍內(nèi)大小合適的接觸壓力。與接觸網(wǎng)靜態(tài)接觸壓力標(biāo)準(zhǔn)值為：(70±10) N[1-2]。

(2)與普速機車受電弓相比，高速動車組要盡可能減輕受電弓運動部分的重量。在高速運行條件下，受電弓上下縱向運動的頻率更高，因此，受電弓的工作狀態(tài)直接影響碳滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間接觸壓力的穩(wěn)定性。與接觸網(wǎng)的壓力除與接觸網(wǎng)的平順性有關(guān)外，還與運行狀態(tài)下受電弓弓頭上下縱向運動的慣性力有關(guān)。因此對于高速運行下的受電弓，盡量降低弓頭的重量，降低慣性力。這樣才能使受電弓碳滑板能夠及時跟隨接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度的變化而上下運動，保證良好的電接觸。維萊受電弓重量為136 kg(不包括絕緣子)[1-2]。

(3)由于高速運行時空氣阻力很大，因此高速運行下受電弓在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要簡單，減少受電弓在高速運行下的阻力。目前受電弓在空氣中的阻力是高速動車組提高運行速度等級的一大制約瓶頸。法維萊受電弓上臂、下臂采取單臂方式，碳滑板是單個。

(4)碳滑板的材料、形狀應(yīng)適應(yīng)高速運行的要求，以保證良好的接觸狀態(tài)。碳滑板應(yīng)該具有更優(yōu)的耐磨性能和電流傳導(dǎo)性。碳滑板采用了高密度高強度的滲銅碳條，滿足實際應(yīng)用。

(5)任何材料都會受環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生性能上的變化。受電弓處于動車組車頂位置，裸露在自然環(huán)境中，工作環(huán)境惡劣，易受溫度影響。在設(shè)計上應(yīng)該保證在溫度急劇變化下，各部件性能參數(shù)不發(fā)生變化。不易發(fā)生脆性或者塑性變形。維萊受電弓適應(yīng)-25～40℃的運行環(huán)境。

2.2 京津城際CRH3C動車組法維萊受電弓控制基本原理

受電弓是獲取并傳遞電流的機械裝置，受電弓由氣囊組成的氣動升弓系統(tǒng)提供驅(qū)動力。氣囊內(nèi)的壓縮空氣由控制系統(tǒng)控制，氣囊在壓縮空氣作用下進(jìn)行充風(fēng)，扭矩通過凸輪及下拉桿傳遞到下臂的鉸鏈處。使受電弓上臂和下臂抬起，從而實現(xiàn)受電弓升起。通過一個壓力調(diào)節(jié)器調(diào)整壓縮空氣壓力使處于工作位置的弓頭和接觸線之間保持一定的接觸壓力，避免壓力過大或者過小。如果空氣供應(yīng)中斷或者滑板磨損，自動降弓系統(tǒng)起作用并排出氣囊內(nèi)的壓縮空氣，實現(xiàn)動車組自動降弓[3-5]。

CRH3C動車組受電弓及控制系統(tǒng)由受電弓、自動降弓裝置、控制閥板、中央控制單元、司機室顯示屏、升弓電磁閥、供風(fēng)管路、司機升降弓操作開關(guān)等組成。

受電弓升起與降落依靠控制閥板。受電弓控制閥板由氣路控制單元及電子控制單元構(gòu)成，實現(xiàn)對受電弓的主動精確控制。

3 京津城際CRH3C動車組法維萊受電弓檢修標(biāo)準(zhǔn)

3.1 碳滑板檢修

(1)從碳條的上邊緣測量至鋁基板，一級修檢修標(biāo)準(zhǔn)要求高度≥5 mm[1]。

(2)對碳滑板進(jìn)行聲響檢查，用開口扳手敲擊碳條，無遲鈍或不延長的聲音。

(3)檢查碳滑板，出現(xiàn)裂紋或沖擊后棱角≤0.5 cm2，用粗糙的銼刀打磨至過渡圓滑。

(4)若碳滑板出現(xiàn)了大的崩邊角，同時還出現(xiàn)了裂紋，則需立即更換；碳滑板在厚度及寬帶方向大崩邊超過40%，或長度方向超過100 mm，均需更換[1]。

(5)若碳滑板出現(xiàn)了細(xì)裂紋且貫通至鋁托，同時還出現(xiàn)了電弧損耗或者擊傷，則應(yīng)立即更換。若只是出現(xiàn)了細(xì)裂紋但并未出現(xiàn)任何電弧損耗，則可繼續(xù)使用。允許存在距離滑板邊緣200 mm以上的裂紋1處。

(6)碳滑板整體無任何縱向裂紋。

3.2 氣囊檢查

(1)檢查氣囊螺栓防松標(biāo)記清晰，無錯位。

(2)氣囊橡膠部件無裂紋損傷。

(3)氣囊不得出現(xiàn)深度超過0.5 mm或內(nèi)部組織編織線露出的裂紋。

3.3 氣密性檢查

使用肥皂水(泡沫測試漏風(fēng))對升弓氣囊及所有氣動管路接口進(jìn)行氣密性測試，氣動管路接口包括：與碳滑板連接管路接口、與氣囊連接管路接口、自動降弓閥管路接口、與供風(fēng)絕緣裝置連接管路接口、與上下導(dǎo)桿連接管路接口、進(jìn)入車內(nèi)的連接管路接口等。檢修中發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)問題時必須立即采取措施處理[6-8]。

3.4 受電弓運動部件潤滑

受電弓與弓頭支架連接處、氣囊連接板與框架連接處、受電弓承力鋼絲繩、氣囊連接板后部支撐部位、上臂與下臂關(guān)節(jié)軸承、上導(dǎo)桿與下導(dǎo)桿關(guān)節(jié)軸承、減震器兩端軸承、下臂與框架間連接轉(zhuǎn)動部位等，均需要部件潤滑。

3.5 升降弓時間與壓力檢測

從受電弓升起的瞬間開始計，直到受電弓接觸到接觸網(wǎng)為止，升弓時間應(yīng)≤10 s，升弓過程平穩(wěn)，受電弓不會發(fā)生頂網(wǎng)或者反彈問題。

從受電弓離開接觸網(wǎng)的瞬間開始計，至受電弓完全落在支架上時為止，降弓時間≤10 s，降弓過程平穩(wěn)。

用彈簧秤鉤住弓頭支架位置，使受電弓勻速上升然后勻速下降，測量高度范圍為：(1 200±400)mm。上升和下降過程中彈簧秤的力值即為靜態(tài)力，數(shù)值為(70±10) N[1]。

3.6 其他部件

檢查APIM裝置不得出現(xiàn)穿透性裂紋或碰撞痕；檢查弓角外形，磨損或裂縫不得超過2 mm；檢查弓頭處導(dǎo)電線的扎帶完好，當(dāng)導(dǎo)電線破損達(dá)到其總橫截面積約5%時需更換；檢查阻尼器無漏油；上臂、下臂桿零部件無裂紋；弓角無裂紋；各連接螺母緊固，接觸良好，放松標(biāo)記無錯位[6-8]。

4 結(jié)論

受電弓是動車組安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵部件。目前，全部北京動車段20列京津城際CRH3C型動車組首輪四級修已基本完成。本文以CRH3C型動車組為例結(jié)合受電弓的結(jié)構(gòu)組成，介紹了受電弓的檢修要求。該檢修工藝研究將對CRH3C型動車組法維萊受電弓首輪五級修以及今后日常檢修標(biāo)準(zhǔn)的建立具有重要參考價值。

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Research on Maintenance Standard for CRH3C EMU Faiveley Pantograph of Beijing-Tianjin Inter-city Railway

ZHANG Changqing1DUAN Yangchun2

(1.Beijing EMU Depot, Beijing Railway Bureau, Beijing 102600, China ；2. CRRC Tangshan Co.,Ltd, Tangshan 063035,China)

The pantograph is a joined mechanical group that takes current from the overhead contact line and transfers it to the roof circuit. So the pantograph is one of the important components and it is complex and changeful for the pantograph of high-speed EMU. In this paper, the characteristics of design is briefly described for CRH3C EMU; and the operation control principle of rising pantograph and dropping pantograph is introduced. Based on the maintenance method and actual experience on site, the routine maintenance technology standard on components including carbon contact strips, pneumatocyst, components lubrication, air tightness of air hoses, rising and lowering times and other components of Faiveley Pantograph of CRH3C EMU is presented; the research on maintenance technology can help the maintenance operation of maintainer, improve the operation reliability and ensure operation safety on running for EMU.

CRH3C EMU of Beijing-Tianjin inter-city railway; Faiveley pantograph； structure and principle; maintenance standard

2015-12-21

張長青(1979-)，男，工程師。

1674—8247(2016)02—0058—03

U264.3+4

A