地鐵半自動車鉤動態(tài)性能試驗研究

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摘要：通過計算仿真是無法真實獲得實際運行情況下車鉤的動態(tài)性能。以廣州X號線X車輛為例，選取各連掛車鉤為對象，對正線運行、機車牽引、段內(nèi)自身動力牽引等工況下的車鉤力和車鉤擺角進行了試驗分析，對于擺角較大的情況進行受力分析，為車鉤壽命和安全保證提供了重要的數(shù)據(jù)儲備。

關(guān)鍵詞：車鉤試驗分析;車鉤力;車鉤擺角;受力分析

中圖分類號：TB文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.10.081

1概述

在實際地鐵線路運營過程中，車鉤的實際動態(tài)性能直接影響到連掛的安全性和車輛的舒適性等多方面因素看。但在地鐵車鉤的選型設(shè)計時，僅是按照現(xiàn)場基建施工的框架要求進行，往往通過計算仿真無法真實獲得實際運行情況下車鉤的動態(tài)性能。本文以廣州X號線X車輛為例，選取各連掛車鉤為對象，對正線運行、機車牽引、段內(nèi)自身動力牽引等工況下的車鉤力和車鉤擺角進行了試驗分析，為車鉤壽命和安全保證提供了重要的數(shù)據(jù)儲備。

2試驗原理

本次試驗對象為廣州地鐵X號線第X列，該項目采用直線電機牽引全動車布置。試驗為測量列車內(nèi)半永久牽引桿與半自動車鉤的橫向擺角，如圖5，并且攝像監(jiān)控M1-M2車之間的半永久牽引桿的動作。測量列車連掛斷面間的車鉤力，半永久牽引桿與半自動車鉤布置見圖1。其中，半永久牽引桿使用新鉤進行測試。

A：半永久牽引桿;B：半永久牽引桿，四條測力車鉤均為B鉤;C：半自動車鉤;D：半自動車鉤

試驗使用的拉線式位移傳感器和測力車鉤的布置點如圖2所示，具體的試驗布置如圖3所示。

對列車實際正線運行、機車牽拉、段內(nèi)自身動力運行三種工況下，最大車鉤力和車鉤擺角進行試驗分析。

3試驗結(jié)果及分析

3.1正線運行試驗結(jié)果分析

正線運行時車鉤力測試結(jié)果如圖4所示，最大值為62.4kN，通過觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動、制動的時刻。通過曲線和道岔時，車鉤力變化不顯著。

車鉤擺角測試數(shù)據(jù)如圖5所示，最大值為6.7°，絕大多數(shù)在5°以下，產(chǎn)生的車鉤力橫向分量較小。

3.2機車牽拉試驗結(jié)果分析

機車牽拉時車鉤力測試結(jié)果如圖6所示，最高速度13km/h。最大值為7.8kN，通過觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動、制動的時刻。通過曲線和道岔時，車鉤力變化不顯著。

當(dāng)次車鉤擺角最大為17°，所以對C119車兩側(cè)車鉤力按照車輛坐標(biāo)系進行分解，得到縱向力和橫向力。如下圖7所示，曲線段橫向力最大為6kN。

3.3段內(nèi)自身動力牽引試驗結(jié)果分析

段內(nèi)自身動力牽引時車鉤力測試結(jié)果如圖8所示，最高速度10km/h。最大值為48.56kN，通過觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最大值均發(fā)生在啟動、制動的時刻。在曲線段，最大車鉤力為24.67kN，車鉤擺角最大為14.3°，所以對C119車兩側(cè)車鉤力按照車輛坐標(biāo)系進行分解，得到縱向力和橫向力。如圖9所示，曲線段橫向力最大為3.5kN。

4結(jié)論

通過試驗驗證，可以證明該試驗方法的有效性，從試驗實例看，正線運行時，車鉤力最大值通常發(fā)生在啟動加速和制動停車階段。工程車牽引工況下，靠近牽引端車鉤力最大;正線運行試驗時，車鉤擺角最大值為6.7度，段內(nèi)站場線試驗時，車鉤擺角最大值為21.6度;結(jié)合車鉤力和擺角進行計算，車鉤力橫向分量小于7kN。

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