受電弓常見故障研討

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文題目 受電弓常見故障研討 學(xué)習(xí)中心（函授站）： 濟(jì)南鐵路局 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： XXX 學(xué) 號(hào)： 14700799 指導(dǎo)教師： XXX 北京交通大學(xué)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院2021年12月畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)承諾書與版權(quán)使用授權(quán)書本人所呈交的畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立研究、寫作的成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本畢業(yè)論文是本人在讀期間所完成的學(xué)業(yè)的組成

2、部分，同意學(xué)校將本論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)書籍、數(shù)據(jù)庫保存，并向有關(guān)學(xué)術(shù)部門和國家相關(guān)教育主管部門呈交復(fù)印件、電子文檔，允許采用復(fù)制、印刷等方式將論文文本提供給讀者查閱和借閱。論文作者簽名：_ _年_月_日指導(dǎo)教師簽名：_ _年_月_日 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績評(píng)議年級(jí)2014層次本科專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名XXX題目受電弓常見故障研討指導(dǎo)教師評(píng)閱意見成績評(píng)定： 指導(dǎo)教師：年 月 日答辯小組意見答辯小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書本任務(wù)書下達(dá)給： 2014 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 學(xué)生 XXX 設(shè)計(jì)（論文）題目：受電弓常見故障研討一、畢業(yè)設(shè)

3、計(jì)（論文）基本內(nèi)容結(jié)合我國鐵路高鐵動(dòng)車組的受電弓日常運(yùn)用的現(xiàn)狀，通過對(duì)動(dòng)車組受電弓的了解，正確地分析現(xiàn)階段動(dòng)車組受電弓常見故障的特點(diǎn)，有針對(duì)性地研究分析受電弓常見故障并提出解決措施和可行性整改方案。二、基本要求隨著我國鐵路客運(yùn)朝電氣化、高速化方向發(fā)展，受電弓各類故障頻繁發(fā)生，危及鐵路客運(yùn)行車安全、制約高速動(dòng)車組的發(fā)展。為此，有必要對(duì)受電弓的各類故障進(jìn)行研究分析并提出解決措施。要求能根據(jù)各型受電弓實(shí)際運(yùn)用中，受電弓出現(xiàn)的各類故障結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷摸索和研究，掌握受電弓的各類主要故障，對(duì)其進(jìn)行逐一分析并提出合理化解決措施。三、重點(diǎn)研究的問題結(jié)合日常運(yùn)用中常見的多發(fā)故障，針對(duì)鐵路動(dòng)車組受電弓出現(xiàn)的各類

4、故障進(jìn)行研究分析，找出各類故障的發(fā)生規(guī)律并提出解決措施和可行性整改方案。四、主要技術(shù)指標(biāo)五、其他要說明的問題下達(dá)任務(wù)日期： 年 月 日要求完成日期： 年 月 日指導(dǎo)教師：開 題 報(bào) 告題目：受電弓常見故障研討學(xué)生姓名： XXX 學(xué)號(hào)： 14700799 2016年 3 月 10 日一、文獻(xiàn)綜述本文根據(jù)目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)受電弓的研究成果，借鑒他們的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的工作實(shí)際，對(duì)受電弓的常見故障進(jìn)行探討。這些文獻(xiàn)給與本文很大的參考價(jià)值。本文主要查閱進(jìn)幾年有關(guān)電力機(jī)車和動(dòng)車組受電弓的文獻(xiàn)期刊。受電弓是動(dòng)車組的重要受流部件，動(dòng)車組受電弓從接觸網(wǎng)獲得AC25KV/50HZ電能，為動(dòng)車組提供牽引動(dòng)力，受電弓的

5、安全性能和技術(shù)狀態(tài)直接影響動(dòng)車組的安全可靠運(yùn)行。通過對(duì)受電弓的常見故障進(jìn)行研究，指導(dǎo)具體的日常運(yùn)用和檢修工作，并為廠家進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)提供合理化建議。陳剛和林杰（2013）在動(dòng)車組受電弓故障分析及改進(jìn)中指出，受電弓故障產(chǎn)生的原因往往涉及弓網(wǎng)兩方面，這其中，既有受電弓自身設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和制造材料的原因，也有運(yùn)行環(huán)境的原因。提出了改進(jìn)受電弓設(shè)計(jì)，采用新材料、新技術(shù)的方法，加強(qiáng)并保證運(yùn)用檢修質(zhì)量，探索并優(yōu)化運(yùn)用檢修周期，實(shí)行受電弓部件壽命的動(dòng)態(tài)管理。主張動(dòng)車組受電弓故障原因設(shè)計(jì)面廣，科研和運(yùn)用部門、機(jī)務(wù)和牽引供電部門要進(jìn)一步加強(qiáng)合作與溝通，加強(qiáng)弓網(wǎng)關(guān)系和受流技術(shù)的研究，加強(qiáng)受電弓故障的統(tǒng)計(jì)分析和原因查找有效

6、消除受電弓附屬部件的電氣、機(jī)械故障。馬果壘（2009）在受電弓系統(tǒng)研究中指出，高速受電弓與低速受電弓的差別之一是其歸算質(zhì)量大大減輕。高速受電弓大量采用質(zhì)量較輕的鋁合金取代低速受電弓中質(zhì)量較大的結(jié)構(gòu)鋼，在滿足強(qiáng)度與剛度的前提下，最大限度減小受電弓歸算質(zhì)量，以改善弓一網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能是受電弓設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。韓峰和吳積欽（2013）在中國鐵路受電弓的發(fā)展與展望中指出，受電弓的設(shè)計(jì)和特性對(duì)弓網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量具有舉足輕重的作用。如果高速的接觸網(wǎng)配了不適合高速的受電弓，就不會(huì)產(chǎn)生所期望的結(jié)果。相反，也不可能通過采用適合高速的受電弓將普通接觸網(wǎng)的最高速度提高到更大程度。為實(shí)現(xiàn)對(duì)高速列車?yán)硐氲墓╇娰|(zhì)量，必須有適合的接觸網(wǎng)

7、和相應(yīng)的高速受電弓相互配合。為保證高速運(yùn)行需要，在運(yùn)行過程中，根據(jù)要求適當(dāng)控制受電弓的平均接觸壓力，以確保一方面沒有不適當(dāng)?shù)娜蓟?，另一方面磨損不超過限制值和損壞滑板，并將接觸線的抬升控制在規(guī)定范圍內(nèi)。這種受電弓需要增加主動(dòng)控制設(shè)備。曹錚（2013）在關(guān)于動(dòng)車組受電弓故障處理與檢修的探討中指出，受電弓的故障類型在入庫檢修和運(yùn)行途中不盡相同。其中還有一點(diǎn)是，檢修人員的技術(shù)水平和素質(zhì)也對(duì)受電弓的性能有較大影響。主要體現(xiàn)在日常的檢修和維護(hù)上是否到位。 趙曉明（2013）在CRH3型動(dòng)車組受電弓故障分析及改進(jìn)措施中指出，空氣阻力和會(huì)車時(shí)的壓力波都會(huì)對(duì)受電弓設(shè)備造成損害，要從材料和設(shè)計(jì)上對(duì)受電弓總成進(jìn)行改

8、進(jìn)，延長受電弓各組成部分的壽命，降低運(yùn)用過程中的線上故障。滕莉娜（2014）在DSA 250型受電弓原理及常見故障分析中指出，根據(jù)受電弓的原理及其在實(shí)際使用的運(yùn)行狀況總結(jié)，它的故障主要分為電路故障和氣路故障兩大類 ，運(yùn)行中的動(dòng)車組因易發(fā)生異物打擊，因此氣路故障較多，而電路故障則易發(fā)生在入庫進(jìn)行維修和調(diào)整時(shí)。受電弓的故障都可以通過日常維護(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免故障的發(fā)生，因此在動(dòng)車組每次進(jìn)庫檢查時(shí)，都要對(duì)受電弓的組成部件進(jìn)行全面認(rèn)真的檢查，對(duì)數(shù)據(jù)仔細(xì)核對(duì)，并嚴(yán)格按照維護(hù)計(jì)劃和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保證其順利運(yùn)行。中國鐵路總公司（2013）鐵路動(dòng)車組運(yùn)用維修規(guī)程中規(guī)定，受電弓各部件應(yīng)安裝牢固，無丟失、變形、松動(dòng)，

9、氣路無漏泄；各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；弓頭彈簧無裂損；弓角、碳滑板符合限度規(guī)定；軟編線完好；氣囊無裂損；升弓控制盒鎖閉良好。通過以上文獻(xiàn)綜述，不難發(fā)現(xiàn)：高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證在高速運(yùn)行條件下具有良好的受流質(zhì)量，其重要因素就是受電弓電力機(jī)車的關(guān)鍵部位，受電弓工作質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)動(dòng)車組受流狀況有重要影響。受電弓直接與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，在靜止或滑動(dòng)狀態(tài)下從接觸網(wǎng)獲得電能為機(jī)車供電，長期暴露在自然環(huán)境下工作，且在運(yùn)行中由于離線等因素與接觸網(wǎng)導(dǎo)線不斷產(chǎn)生電的燒蝕、機(jī)械磨損，因此對(duì)其綜合性能有著十分苛刻的要求。伴隨著我國高速鐵路的發(fā)展，對(duì)既有線路的提速改造和高速客運(yùn)專線的加快建設(shè)，其中受電弓日常檢查維修工作

10、也日益彰顯。 二、選題的目的和意義受電弓是動(dòng)車組的重要電氣部件，屬于高壓電器，它直接與接觸網(wǎng)接觸，將電流從接觸網(wǎng)上引入動(dòng)車組，供動(dòng)車組使用。隨動(dòng)車組運(yùn)行速度的不斷提高，對(duì)其受流性能也提出了越來越高的要求，其基本要求有：滑板與接觸導(dǎo)線接觸可靠；磨耗??；升、降弓時(shí)不產(chǎn)生過分沖擊；運(yùn)行中受電弓動(dòng)作輕巧、平穩(wěn)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好等。而在高速鐵路迅速發(fā)展的今天，受電弓故障頻繁的發(fā)生嚴(yán)重制約了高速鐵路的發(fā)展，因而研究受電弓的故障原因與其處理方法具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也順應(yīng)了高速鐵路的發(fā)展。動(dòng)車組具有清潔環(huán)保、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在鐵路運(yùn)輸中發(fā)展迅速，是今后鐵路交通發(fā)展的一個(gè)重要方向。正是因?yàn)樗拇罅Πl(fā)展

11、，也突顯了受電弓的故障問題。受電弓是動(dòng)車組與電流之間銜接橋梁，受電弓的好壞會(huì)影響動(dòng)車組在運(yùn)行過程中的安全問題，現(xiàn)在普遍在對(duì)動(dòng)車進(jìn)行提速，對(duì)于受電弓的性能也提出了比較高的要求，對(duì)于受電弓容易出現(xiàn)故障的原因，做出相關(guān)處理的措施，對(duì)受電弓定期的檢測和故障處理，讓動(dòng)車組能夠安全的運(yùn)行。我國目前運(yùn)行動(dòng)車組數(shù)量接近1400對(duì)，所采用的受電弓型號(hào)有DSA250、DSA/300、CX-NG型等。隨著開行線路增加、客運(yùn)量增大以及運(yùn)行距離的加長，動(dòng)車組受電弓故障頻發(fā)，危及動(dòng)車組行車安全，給動(dòng)車組發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，我們有必要對(duì)受電弓常見故障進(jìn)行分析研究。通過對(duì)常見故障的分析研究，總結(jié)規(guī)律性；同時(shí)，通過認(rèn)真閱讀

12、鐵路動(dòng)車組運(yùn)用維修規(guī)程，掌握我國鐵路對(duì)動(dòng)車組受電弓的檢修要求。提出改進(jìn)措施和建議，并為日常的運(yùn)用檢修工作提供指導(dǎo)。三、研究方案（框架）總體來說受電弓故障的主要原因有：接觸網(wǎng)與受電弓的不匹配產(chǎn)生的問題，空氣的摩擦力對(duì)于受電弓的影響，受電弓與動(dòng)車頂端鏈接不當(dāng)，碳滑板磨損嚴(yán)重，網(wǎng)線故障，受電弓碳滑板龜，裂檢修工藝不太完善，檢修人員專業(yè)技能不熟練。動(dòng)車組在運(yùn)行過程中受到不可抗力的影響，使受電弓不能正常運(yùn)行，出現(xiàn)故障。對(duì)我局所配屬的CRH380B型車在運(yùn)營過程中常見的故障進(jìn)行總結(jié)，對(duì)不同廠家所提供的元件的使用壽命、故障率和故障原因進(jìn)行分析比對(duì)，對(duì)碳滑板的更換周期進(jìn)行觀察，對(duì)線路中發(fā)生的降弓事故進(jìn)行分析。

13、通過對(duì)故障原因進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)出受電弓的常見故障并制定出相應(yīng)的解決措施。四、進(jìn)度計(jì)劃1月1日 3月1 日 分析題目，查閱資料，學(xué)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)，作好前期準(zhǔn)備工作。 3月11日 4月10日 劃分論點(diǎn)，進(jìn)行方案論證，撰寫論文。 4月10日 5月15 日劃分論點(diǎn)，進(jìn)行方案論證，撰寫論文撰寫畢業(yè)論文并征求導(dǎo)師意見，修改畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)論文的評(píng)議。五、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師： 年 月 日中 期 報(bào) 告題目：受電弓常見故障研討學(xué)生姓名： XXX 學(xué)號(hào)： 14700799 一、進(jìn)展情況 已經(jīng)完成受電弓功能及動(dòng)作原理的總結(jié)分析，搜集了CX018受電弓的常見故障，通過對(duì)常見故障的分析總結(jié)出了部分原因。其他

14、部分還在資料搜集匯總，常見故障的針對(duì)性解決辦法還在研究中。二、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師： 年 月 日結(jié) 題 驗(yàn) 收一、完成日期二、完成質(zhì)量三、存在問題四、結(jié)論指導(dǎo)教師： 年 月 日北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT中文摘要摘要：發(fā)展高速鐵路是鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢。而高速鐵路均采用電力牽引，高速列車必須在高速運(yùn)行條件下可靠地從接觸網(wǎng)上取得電能，否則將影響列車運(yùn)行和電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證在高速運(yùn)行條件下具有良好的受流質(zhì)量。隨著既有線的提速改造和高速客運(yùn)專線的加快建設(shè)，弓網(wǎng)系統(tǒng)的問題日益彰顯。關(guān)鍵詞：高鐵；受電弓；故障23ABSTRACTTitle: D

15、iscussion on Common Faults of PantographsABSTRACT: Highspeed railway is an inevitable trend of the railway modernization construction.And highspeed railway all adopts electric traction.The pantograph must obtain electric power dependably,which can influence the train running and performance of elect

16、ric drive system.How to make the current collecting quality well is a key technique of highspeed electrical railway. The serious problem of pantographcatenary system is obvious after the railway reconstruction for speed upgrading and the construction of highspeed dedicated passenger railway in China

17、KEYWORDS：Highspeed railway; Pantograph;Faults;北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目錄目錄中文摘要iABSTRACTii1 緒論41.1 選題背景41.2 選題的目的與意義41.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀41.3.2 小結(jié)51.4 研究內(nèi)容51.5 研究思路與論文結(jié)構(gòu)52 受電弓的構(gòu)造及工作原理62.1 受電弓的構(gòu)造62.2受電弓的工作原理82.2.1升降弓原理82.2.2 受電弓的自動(dòng)降弓功能93 CX 018型受電弓的構(gòu)造及工作原理103.1 CX018型受電弓的構(gòu)造103.2 CX018型受電弓的工作原理124 CX018受電

18、弓常見故障及原因分析134.1 碳滑板故障及其原因分析134.1.1動(dòng)車組空氣動(dòng)力對(duì)受電弓部件的影響134.1.2動(dòng)車組會(huì)車時(shí)對(duì)受電弓部件表面壓力的影響144.1.3接觸網(wǎng)硬點(diǎn)144.1.4靜態(tài)接觸壓力異常144.2 編織線故障及其原因分析154.2.1弓網(wǎng)匹配產(chǎn)生的交變剪切應(yīng)力154.2.2受電弓編織線截面形狀不當(dāng)造成的斷股154.3 其他故障故障及其原因分析164.3.1絕緣子164.3.2受電弓無法正常升弓164.3.3受電弓受流性能不佳174.3.4壓力開關(guān)故障175 結(jié)論185.1受電弓故障原因185.2如何避免受電弓故障頻發(fā)185.3一般故障解決措施195.3.1庫內(nèi)檢修作業(yè)195

19、.3.2動(dòng)車組運(yùn)行途中發(fā)生受電弓故障的處置辦法21參考文獻(xiàn)23北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 1 緒論1.1 選題背景在中國科技速發(fā)展的今天，動(dòng)車具有清潔環(huán)保、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，在鐵路運(yùn)輸中發(fā)展迅速，是今后鐵路交通發(fā)展的一個(gè)重要方向。正是因?yàn)樗拇罅Πl(fā)展，也突顯了受電弓的故障問題。動(dòng)車組安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件就是受電弓，它是動(dòng)車組從接觸網(wǎng)上傳遞能源并獲取能源的裝置。受電弓安裝在動(dòng)車的頂部，受電弓在使用的時(shí)候會(huì)上升，與接觸網(wǎng)接觸，將接觸網(wǎng)上獲取電流，然后將電流從動(dòng)車的頂部向動(dòng)車的底部傳送，使動(dòng)車可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在動(dòng)車停止時(shí)，受電弓不會(huì)升起而是貼在動(dòng)車的頂部。受電弓是動(dòng)車組與電流之間銜接橋梁，受電弓

20、的好壞會(huì)影響動(dòng)車組在運(yùn)行過程中的安全問題，現(xiàn)在普遍在對(duì)動(dòng)車進(jìn)行提速，對(duì)于受電弓的性能也提出了比較高的要求，對(duì)于受電弓容易出現(xiàn)故障的原因，做出相關(guān)處理的措施，對(duì)受電弓定期的檢測和故障處理，讓動(dòng)車組能夠安全的運(yùn)行。1.2 選題的目的與意義受電弓是動(dòng)車組極其重要的電器部件，用來把接觸網(wǎng)25kV的電能傳導(dǎo)給車內(nèi)高壓設(shè)備。350km/h的CRH380B型動(dòng)車組采用的NX018型受電弓，自從2014年4陸續(xù)配屬我局以來，在日常檢修中也出現(xiàn)了一些問題。由于受電弓具有較好的氣動(dòng)力模型和氣流調(diào)整裝置，能有效改善受電弓的氣動(dòng)力穩(wěn)定性，保證弓頭位置穩(wěn)定，整體性能基本適應(yīng)動(dòng)車組運(yùn)行需要。但受電弓碳滑板、各編織線、支持

21、絕緣子磨損斷裂較為嚴(yán)重，以及線路弓網(wǎng)事故多有發(fā)生。不僅造成工作量和材料成本的增加，而且還容易造成受電弓各軸承的電蝕和絕緣距離的降低，影響受電弓的正常性能的發(fā)揮。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國高速鐵路雖然起步晚，但是，近年來發(fā)展迅速，檢修規(guī)章日漸完備。對(duì)常見故障提出了比較成熟的根據(jù)受電弓的原理及其在實(shí)際使用的運(yùn)行狀況總結(jié)，它的故障主要分為電路故障和氣路故障兩大類，運(yùn)行中的動(dòng)車組因易發(fā)生異物打擊，因此氣路故障較多，而電路故障則易發(fā)生在入庫進(jìn)行維修和調(diào)整。1.3.2 小結(jié)目前我國對(duì)受電弓的性能和維護(hù)，主要集中在優(yōu)化弓網(wǎng)性能上，對(duì)實(shí)際運(yùn)用中遇到的檢修和維護(hù)問題研究不是很充足，這是我

22、們接下來研究的重點(diǎn)。1.4 研究內(nèi)容根據(jù)當(dāng)前受電弓常見故障的研究現(xiàn)狀及存在問題，本研究將重點(diǎn)研究以下內(nèi)容：1.受電弓結(jié)構(gòu)和工作原理分析動(dòng)車組受電弓的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，如動(dòng)靜接觸力、升弓原理、降弓原理、自動(dòng)降弓等，考慮受電弓在列車運(yùn)行過程中的受流狀況，分析影響受電弓故障和各部結(jié)構(gòu)壽命的條件。2以CX018型受電弓為研究樣本在分析受電弓普遍性的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國開行高鐵的實(shí)際情況，對(duì)大量配屬的CRH380B/BL系列動(dòng)車組裝配的CX018型受電弓進(jìn)行案例分析，對(duì)影響受電弓故障的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)論述。3.具有操作性的解決方案的制定根據(jù)受電弓的結(jié)構(gòu)和線路特征、受流情況，以各部件為基礎(chǔ)

23、，逐個(gè)分析各部位結(jié)構(gòu)的常見故障及其原因，并提出解決措施。1.5 研究思路與論文結(jié)構(gòu)根據(jù)以上研究思路，本論文共分為五章。第一章簡要介紹選題背景、選題目的和意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、論文的研究思路和方法。第二章分析研究了受電弓的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。第三章從我國實(shí)際出發(fā)，在對(duì)受電弓結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地介紹了CX018型受電弓的結(jié)構(gòu)和工作原理。第四章介紹了在實(shí)際運(yùn)用中常見的受電弓故障，并以部位為單元，對(duì)故障的原因進(jìn)行分析并提出解決思路。第五章對(duì)全文做了總結(jié)，并提出了本論文有待進(jìn)一步研究的問題。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 受電弓的構(gòu)造及工作原理2.1 受電弓的構(gòu)造受電弓結(jié)構(gòu)有多種形式，按其

24、傳動(dòng)方式分為彈簧上升式和空氣上升式；按照臂桿的形式又可分為單臂受電弓和雙臂受電弓；按照使用的速度還可分為高速受電弓和一般速度用受電弓；按使用場合分有直流受電弓和交流受電弓；按受電弓框架的層數(shù)又可分外單層受電弓和雙層受電弓(亦稱子母弓)等等。目前我國電力機(jī)車上常用的是單臂受電弓。該受電弓由弓頭、框架、 底架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)四部分組成。底架支持框架，通過絕緣子固定在車頂上，框架通過升弓彈簧支持弓頭，從機(jī)構(gòu)學(xué)分析，整個(gè)框架是兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于框架的下臂桿來實(shí)現(xiàn)升降弓動(dòng)作。受電弓是安裝在電氣列車上的一種從接觸線上集取電流的專用設(shè)備，由弓頭、框架、底架和傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成，其幾何形狀可以改變。運(yùn)行

25、時(shí)，受電弓全部或部分帶電，與安裝平臺(tái)的車頂電氣絕緣，將電流從接觸網(wǎng)傳輸?shù)杰噧?nèi)的電氣系統(tǒng)。良好的受流對(duì)受電弓結(jié)構(gòu)特性的要求可以總結(jié)如下： 1.受電弓活動(dòng)部分(包括弓頭)歸算質(zhì)量要小。歸算質(zhì)量越小，升降運(yùn)動(dòng)的慣性力就越小，受電弓追隨接觸線高度變化的性能就越好，接觸也就越可靠； 2.有良好的靜壓力特性。要求弓頭在整個(gè)工作范圍內(nèi)具有幾乎不變的靜壓力值。靜壓力值不宜過大或過小。靜壓力越大，接觸電阻就越小，走行起來弓網(wǎng)接觸就越可靠。但壓力過大，受電弓滑板和接觸線的磨耗增大。相反，靜壓力過小，受電弓追隨接觸線的系能變壞，易產(chǎn)生接觸電阻大引起電熱、離線、拉弧； 3.有足夠的高度范圍來滿足線路接觸導(dǎo)線高度變化的

26、需要； 4.弓頭在機(jī)車前進(jìn)方向上的縱向偏移量應(yīng)盡量小； 5.弓頭在運(yùn)動(dòng)中要保持水平。由于受電弓弓頭的工作隨接觸網(wǎng)的高度的變化而變化，在工作高度變化時(shí)，應(yīng)保證弓頭基本水平，如果由于受電弓機(jī)構(gòu)無法保持弓頭的水平運(yùn)動(dòng)，將引起前后滑板接觸不均勻，造成弓頭偏磨和離線； 6.具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。受電弓的整個(gè)工作過程幾乎都是在振動(dòng)和搖晃中進(jìn)行的，而活動(dòng)關(guān)節(jié)和桿件又特別多，機(jī)械強(qiáng)度和剛度又是受電弓安全工作的基礎(chǔ)。所以，如何使一定的機(jī)械強(qiáng)度和剛度與小的歸算質(zhì)量統(tǒng)一起來就成為受電弓設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的問題； 7.具有比較好的升弓特性和降弓特性。即能平滑、穩(wěn)定地上升到最大工作高度，對(duì)接觸導(dǎo)線不產(chǎn)生過大的沖擊。降弓

27、時(shí)為避免拉弧，要求在工作范圍的任何高度降弓初期動(dòng)作迅速，降弓終了動(dòng)作緩慢，不易引起損傷的沖擊； 8.受電弓滑板有足夠長的使用壽命和自潤滑性能，對(duì)接觸導(dǎo)線不產(chǎn)生過份的磨耗，且更換方便，緊固牢靠； 9.長期使用性能穩(wěn)定； 10.制造、維修方便，成本低。圖2-1單臂受電弓結(jié)構(gòu)圖表2-1受電弓的結(jié)構(gòu)名稱 1 碳滑板 2 支架3平衡桿4上框架5鉸鏈座6下臂桿7扇形板8緩沖閥9傳動(dòng)氣缸10活塞11降弓彈簧12 連桿絕緣子13 滑環(huán)14 連桿15 支持絕緣子16 升弓彈簧17 底架18 推桿受電弓主要由滑板機(jī)構(gòu)、框架和氣缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成。1. 滑板機(jī)構(gòu)：主要由滑板和支架組成滑板的主體組成由鋁板壓制而成，

28、在一定的強(qiáng)度下用鋁可減輕其重量?；宓闹本€長度為1200mm且兩端處制成彎角形，這是為了防止在接觸網(wǎng)分叉處接觸網(wǎng)導(dǎo)線進(jìn)入滑板底而造成刮弓事故。為使接觸板磨耗均勻，接觸網(wǎng)導(dǎo)線與軌距中心線成“之”字形布置?；迨峭ㄟ^支架裝在上部框架上，支架由薄鋼板制成，內(nèi)裝有小型圓柱螺旋彈簧，使整個(gè)滑板在機(jī)車運(yùn)行時(shí)隨接觸網(wǎng)導(dǎo)線弛度的變化而作前后、上下的擺動(dòng)，以改善受流狀況。2. 框架：整個(gè)框架由上部框架、下臂桿、平衡桿、推桿和底架組成。底架是由槽鋼和球墨鑄鐵的支架裝配而成，并通過三個(gè)支持絕緣子安裝在機(jī)車頂蓋上。受電弓的受流運(yùn)動(dòng)部件都裝在底架上。下臂桿的轉(zhuǎn)軸由無縫鋼管構(gòu)成，裝在底架上。下臂桿通過中間鉸鏈座與上框架和

29、推桿相連，中間鉸鏈座為鑄鐵件。推桿由34mm×4mm無縫鋼管構(gòu)成。兩端分別用正反扣螺扣與推桿鉸鏈鏈接，這樣可以方便地調(diào)整落弓位和最大升弓高度。3. 氣缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由緩沖閥、傳動(dòng)風(fēng)缸、連桿、滑環(huán)及升降彈簧組成。2.2受電弓的工作原理2.2.1升降弓原理當(dāng)動(dòng)車組需啟動(dòng)受電弓時(shí)，首先由司機(jī)操縱升 降弓手柄，通過控制系統(tǒng)發(fā)送升弓命令，當(dāng)電控閥接收到電路信號(hào)后動(dòng)作打開，壓縮空氣經(jīng)由此閥進(jìn)人氣路控制閥板，通過打開氣路控制閥板上的升弓閥，將壓縮空氣傳輸給氣囊 ，氣囊充氣帶動(dòng)升弓裝置，最終實(shí)現(xiàn)受電弓的升起。同時(shí)，還可調(diào)節(jié)升降弓節(jié)流閥和調(diào)壓閥對(duì)受電弓的升降弓時(shí)間以及靜態(tài)接觸壓力進(jìn)行調(diào)整，

30、保證運(yùn)行時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定。2.2.2 受電弓的自動(dòng)降弓功能由于動(dòng)車組運(yùn)行的速度較高，受電弓極易因異物打擊或接觸網(wǎng)狀態(tài)不佳造成故障 ，甚至發(fā)生刮網(wǎng)事故。為此，受電弓集成了ADD自動(dòng)降弓裝置。當(dāng)碳滑板磨耗過限時(shí)，碳滑板內(nèi)部的氣腔發(fā)生泄漏，連接在其上的壓力開關(guān)檢測到壓縮空氣值的變化，通過對(duì)壓力值的比較，產(chǎn)生電信號(hào)，電信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 的傳輸給主斷路器，實(shí)現(xiàn)主斷路器分閘的操作，同時(shí)，傳輸給電控閥，促使電控閥關(guān)斷，停止壓縮空氣對(duì)升弓氣路的供應(yīng)。受電弓內(nèi)部殘留的壓縮空氣也經(jīng)過快速降弓閥迅速排向大氣，保證受電弓迅速降下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降弓的功能。3 CX 018型受電弓的構(gòu)造及工作原理3.1 CX018型受電弓的構(gòu)造

31、圖3-1 CX 018型受電弓的結(jié)構(gòu) 表3-1 CX 018型受電弓的結(jié)構(gòu)名稱 1 底架 2 下臂3上臂4下拉桿5上拉桿6平衡系統(tǒng)7弓頭8自動(dòng)降弓裝置9APIM裝置10 減震器11 銘牌12 絕緣子13 M16x120螺栓14 16號(hào)墊圈15 16號(hào)墊圈16 襯墊17 止擋18 管路31 柔性聯(lián)軸節(jié)主要部件功能：絕緣子：絕緣子（13）使受電弓與屋頂機(jī)械連接，并實(shí)現(xiàn)電氣絕緣。底架：底架（1）的剛性裝置由焊接輪廓部分組成，包括：聯(lián)合懸掛系統(tǒng)（2，3，4，5）， 阻尼器（10）， 平衡系統(tǒng)（6）。鉸鏈系統(tǒng)：此系統(tǒng)由焊接鋼管組成，包括以下組件： 下臂（2）下拉桿（4） 上臂（3） 上拉桿（5）這些組件

32、確保了弓頭的垂向運(yùn)動(dòng)。受流頭：受流頭由帶有弓頭裝置（7）的鉸鏈組成。該弓頭實(shí)現(xiàn)為受電弓傳遞電流的功能，并允許在相互運(yùn)動(dòng)狀況下與接觸網(wǎng)接觸。平衡系統(tǒng)：平衡系統(tǒng)（6）由氣囊組成，氣囊通過下臂（2）的凸輪/彈性連接軸傳遞扭矩作用。該平衡系統(tǒng)的一側(cè)安裝在支架（1）上，另一側(cè)懸掛在下臂（在彈性連接軸水平上）的凸輪上。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)平衡聯(lián)接，確保受電弓與接觸網(wǎng)之間保持持續(xù)的接觸力。減震器：減震器（10）確保了高質(zhì)量的電流傳輸。它作為一個(gè)單動(dòng)式單元運(yùn)轉(zhuǎn)，作用于其向下運(yùn)動(dòng)時(shí)聯(lián)接系統(tǒng)中。供氣系統(tǒng)：APIM裝置（9）為受電弓提供壓縮空氣，也承擔(dān)了電氣絕緣的任務(wù)。（自動(dòng)降弓裝置）系統(tǒng)：ADD系統(tǒng)可以在碳滑板損壞時(shí)使受

33、電弓自動(dòng)快速地降弓。降弓之后，如果碳滑板未修復(fù)，它可以阻止受電弓升弓。它以安裝在受電弓支架上的一個(gè)氣動(dòng)ADD閥（8）為基礎(chǔ)，通過空氣管（包括碳滑板）作用。在正常運(yùn)行情況下（碳滑板無損壞），氣動(dòng)閥是關(guān)閉的。在碳滑板損壞的情況下，排出的空氣氣流將氣動(dòng)閥打開，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降弓。壓力開關(guān)提供碳滑板（低電流接觸）損壞的信息，氣囊壓力下降，受電弓自動(dòng)降弓。氣動(dòng)控制單元：該控制單元有以下功能：受電弓升弓命令，受電弓升弓速度控制，受電弓降弓速度控制，在額定靜力下控制氣囊內(nèi)壓力，過濾氣動(dòng)控制單元的壓力空氣， 在維護(hù)過程中命令受電弓升弓，提供受電弓升降弓信息。3.2 CX018型受電弓的工作原理受電弓是利用車頂接觸網(wǎng)

34、獲取和傳遞電流的機(jī)械組成。受電弓由氣囊組成的氣動(dòng)平衡系統(tǒng)控制，該氣囊的壓力空氣由氣動(dòng)控制單元提供。在壓力空氣作用下氣囊產(chǎn)生扭矩，通過凸輪及彈性連接軸作用在下臂的鉸鏈處。從而使受電弓根據(jù)設(shè)定速度升弓。通過氣動(dòng)控制單元調(diào)整壓縮空氣的壓力，在該壓力作用下不斷改變受電弓的升弓高度，使弓頭和接觸線之間保持一定的接觸力。如果壓力空氣供應(yīng)中斷或者低壓電源供應(yīng)發(fā)生故障，受電弓會(huì)自動(dòng)降弓。降弓的控制方式是隨著氣囊內(nèi)的壓力空氣排空后由重力作用自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。4 CX018受電弓常見故障及原因分析4.1 碳滑板故障及其原因分析2014年6月3日,濟(jì)南鐵路局CRH380B 5645動(dòng)車組在運(yùn)行時(shí)02車受電弓碳滑板斷裂，觸發(fā)

35、ADD自動(dòng)降弓，列車制動(dòng)后復(fù)位操作，切換07弓運(yùn)行，耽誤行車15分鐘；2014年8月15日，濟(jì)南鐵路局CRH380B 5656動(dòng)車組02車受電弓碳滑板中間部分缺損并彎曲，右側(cè)弓頭支架向斜上方扭轉(zhuǎn)，右側(cè)弓頭支架和上臂有明顯的異物打擊痕跡，左側(cè)弓頭支架向弓體內(nèi)部翻轉(zhuǎn)，維持運(yùn)行到站后進(jìn)行切弓操作；2014年12月22日濟(jì)南鐵路局CRH380B 5673動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)07車受電弓碳滑板嚴(yán)重變形彎曲，后經(jīng)入庫檢查發(fā)現(xiàn)07車受電弓靠近碳滑板遭異物打擊嚴(yán)重彎曲變形斷裂，車頂中部有擦傷劃痕。碳滑板材質(zhì)多為硬碳 ，作為受電弓的一部分，通過其與接觸網(wǎng)線的直接接觸實(shí)現(xiàn)受流，為動(dòng)車組提供動(dòng)力。 而接觸網(wǎng)導(dǎo)線多為銅合金，

36、硬度大于碳滑板，因此在使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滑板磨耗過限，而磨耗過限的滑板會(huì)因?yàn)槠鋬?nèi)部氣腔的漏風(fēng)啟動(dòng) 自動(dòng)降弓的功能 ，使受電弓無法升起，造成故障。造成碳滑板故障的主要原因?yàn)椋红o態(tài)接觸力調(diào)整不 良。適當(dāng)?shù)撵o態(tài)接觸力既保證了受電弓的穩(wěn)定受流，又能保證碳滑板的使用壽命，若壓力值過大，可能造成碳滑板與接觸網(wǎng)線間壓力過大，摩擦加劇，若壓力值過小，在線路高低起伏的接觸網(wǎng)區(qū)域，易造成受電弓的離線，甚至刮網(wǎng)事故。采取的主要措施為及時(shí)對(duì)靜態(tài)接觸壓力進(jìn)行調(diào)整，正常的接觸力值為70±5N ，調(diào)整的依據(jù)為彈簧秤顯示數(shù)值 ，而非控制閥板上的壓力表數(shù)值 。1、從動(dòng)車組入各動(dòng)車所檢修現(xiàn)場調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，造成碳滑板故障主

37、要有以下幾點(diǎn)：受電弓疲勞損傷，受電弓碳滑板裂紋、碳滑板缺損、碳滑板偏磨；升降弓壓力不正常；受電弓碳滑板與接觸網(wǎng)線接觸不良；網(wǎng)線故障；檢修工藝不太完善；檢修人員專業(yè)技能不熟練。2、動(dòng)車組運(yùn)行途中受電弓故障的主要原因是受電弓遭到異物擊打，造成受電弓碳滑板變形、斷裂，甚至受電弓掉落4.1.1動(dòng)車組空氣動(dòng)力對(duì)受電弓部件的影響動(dòng)車組運(yùn)行中，周圍空氣的動(dòng)力作用一方面對(duì)列車和列車運(yùn)行性能產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)車頂受電弓的運(yùn)行也產(chǎn)生一定的影響。受電弓作為一個(gè)彈性機(jī)構(gòu)，通過自身結(jié)構(gòu)保持與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的接觸壓力，在運(yùn)行過程中，受到運(yùn)行動(dòng)態(tài)力的影響，使其在運(yùn)行中的振動(dòng)變得非常復(fù)雜。除此，受電弓在運(yùn)行中還受到空氣流作用產(chǎn)生的

38、一個(gè)隨速度增加而迅速增加的氣動(dòng)力。從風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果來看，動(dòng)車組表面壓力在頭車車身、拖車和尾車車身區(qū)域?yàn)榈拓?fù)壓區(qū)。在有側(cè)向風(fēng)作用下，動(dòng)車組表面壓力分布發(fā)生很大變化，當(dāng)列車在曲線上運(yùn)行又遇到強(qiáng)側(cè)風(fēng)時(shí)，尤其對(duì)車頂部件表面壓力的影響最大。4.1.2動(dòng)車組會(huì)車時(shí)對(duì)受電弓部件表面壓力的影響在一列車與另一靜止不動(dòng)的動(dòng)車組會(huì)車以及2列等速或不等速相對(duì)運(yùn)行的動(dòng)車組會(huì)車時(shí)，將在靜止動(dòng)車組和2列相對(duì)運(yùn)行動(dòng)車組一側(cè)的側(cè)墻上引起壓力波（壓力脈沖）。這是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)車組車頭對(duì)空氣的擠壓，在與之交會(huì)的另一動(dòng)車組側(cè)壁上掠過，使動(dòng)車組間側(cè)壁上的空氣壓力產(chǎn)生很大的波動(dòng)。試驗(yàn)和計(jì)算表明，動(dòng)車組會(huì)車壓力波幅值大小與速度有關(guān)，隨著會(huì)

39、車速度的大幅度提高，會(huì)車壓力波的強(qiáng)度將急劇增大。由試驗(yàn)可知，當(dāng)頭部長細(xì)比為2.5，2列車以等速相對(duì)運(yùn)行會(huì)車時(shí)，速度由250km/h提高到350km/h，壓力波幅值由1015Pa增至1950Pa，增大近1倍。4.1.3接觸網(wǎng)硬點(diǎn)接觸網(wǎng)接觸懸掛的一個(gè)重要指標(biāo)就是彈性均勻，由于接觸懸掛本身存在彈性差異，如果在接觸懸掛或接觸線的某些部位有附加重量、偏斜的線夾和安裝不良的分相分段器，在電動(dòng)車組高速運(yùn)行情況下，受電弓就可能出現(xiàn)不正常波動(dòng)或擺動(dòng)，甚至出現(xiàn)撞弓、碰弓現(xiàn)象。形成這種現(xiàn)象的本征狀態(tài)稱為硬點(diǎn)。硬點(diǎn)是一種結(jié)構(gòu)的本征缺欠，并且是相對(duì)的，在已定的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)下列車速度越高硬點(diǎn)表現(xiàn)越明顯。硬點(diǎn)是一種有害的物理

40、現(xiàn)象，它會(huì)加快接觸導(dǎo)線和受電弓滑板的異常磨耗和撞擊性損害，撞擊力還會(huì)向受電弓其他部件傳遞。4.1.4靜態(tài)接觸壓力異常接觸壓力偏小，則接觸電阻增大，功率損耗增加，動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生離線和電弧，從而導(dǎo)致接觸導(dǎo)線和滑板的電磨損增加。在電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中，受電弓在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生與接觸導(dǎo)線脫離的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象除了使負(fù)載電流不連續(xù)，影響動(dòng)車組的受流質(zhì)量外，還會(huì)產(chǎn)生電弧現(xiàn)象。這種弓網(wǎng)拉弧除了使車載電器承受高頻振蕩過壓外，還會(huì)燒蝕接觸導(dǎo)線及受電弓滑板，輕者使接觸導(dǎo)線使用壽命縮短，重者燒斷接觸導(dǎo)線，造成重大事故。接觸壓力偏大，則機(jī)械磨損增加，甚至造成滑板局部拉槽，進(jìn)而造成接觸導(dǎo)線彈跳拉弧，以至刮弓。刮弓是

41、指因接觸網(wǎng)異常，而把動(dòng)車組的受電弓損壞。刮弓是接觸網(wǎng)和受電弓的一重大事故。如果錯(cuò)給信號(hào)將動(dòng)車組放入無電線路，乘務(wù)員發(fā)現(xiàn)不及時(shí)采取降弓措施就容易造成刮弓。防止刮弓事故對(duì)于應(yīng)從兩方面來考慮：一是動(dòng)車組整備作業(yè)時(shí)對(duì)機(jī)車受電弓進(jìn)行質(zhì)量檢查。不使病弓出段；另一方面是在動(dòng)車組運(yùn)行中密切注視接觸網(wǎng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取降弓措施，特別是出入車站，道岔，調(diào)車作業(yè)中，分相分段絕緣處以及天氣惡劣時(shí)尤應(yīng)注意。因此，要求受電弓在其工作高度范圍內(nèi)有一個(gè)較為合適的、基本不變的接觸壓力，這個(gè)接觸壓力由受電弓機(jī)械結(jié)構(gòu)和各部分參數(shù)決定。適當(dāng)?shù)撵o態(tài)接觸壓力可以使受電弓與接觸網(wǎng)導(dǎo)線正常接觸，減少離線，克服風(fēng)和高速氣流及輪軌傳來的機(jī)械

42、振動(dòng)的影響，保證良好的受流特性。4.2 編織線故障及其原因分析自2014年濟(jì)南鐵路局開始配屬CRH380B型動(dòng)車組以來，受電弓各編織線磨損斷裂較為嚴(yán)重（未改進(jìn)前編織線新品使用時(shí)間僅為一周），不僅造成工作量和材料成本的增加，而且還容易造成受電弓各軸承的電蝕和絕緣距離的降低，影響受電弓的正常性能的發(fā)揮。尤其是，其中發(fā)生一起因編織線一端松脫，導(dǎo)致受電弓鋁制結(jié)構(gòu)融化、松動(dòng)，在碰撞風(fēng)管中致風(fēng)管熔斷，受電弓緊急降弓、配件脫落的事故。4.2.1弓網(wǎng)匹配產(chǎn)生的交變剪切應(yīng)力運(yùn)行中為保證牽引電流的順利流通，受電弓和接觸線之間必須有一定的接觸壓力CX 018型受電弓接觸壓力為（70±10）N，接觸導(dǎo)線在受

43、電弓抬升作用下會(huì)產(chǎn)生不同程度的上升，從而使受電弓在運(yùn)行中產(chǎn)生上下振動(dòng)，使受電弓產(chǎn)生一個(gè)與其本身歸算質(zhì)量相關(guān)的上下交變的動(dòng)態(tài)接觸壓力。該接觸壓力和硬點(diǎn)產(chǎn)生的撞擊力會(huì)使受電弓的上、下臂及下臂、底架之間產(chǎn)生持續(xù)不斷的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使臂桿之間及上臂桿與弓頭之間的編織線不停地伸縮或扭動(dòng)，交變剪切應(yīng)力的作用導(dǎo)致編織線過早斷裂。4.2.2受電弓編織線截面形狀不當(dāng)造成的斷股編織線由很多細(xì)導(dǎo)線編織而成，由于動(dòng)車組在運(yùn)行中其動(dòng)作次數(shù)比較頻繁，如果編織線的截面形狀和連接方式不當(dāng)，就會(huì)造成軟聯(lián)線逐漸折損。目前，編織線截面形狀為扁平矩形結(jié)構(gòu)，在相同的截面面積和空氣動(dòng)力的情況下，該截面結(jié)構(gòu)編織線所受的壓力值較高，而從材料力學(xué)

44、角度分析，該結(jié)構(gòu)的抗彎曲和剪切許用應(yīng)力值又較小，其邊緣部位又存在一定的應(yīng)力集中，造成編織線容易斷股。編織線斷股后，由于單位面積電流的增大，導(dǎo)致編織線及連接座的溫度升高，從而使接觸電阻增大，造成惡性循環(huán)，致使編織線熱脆性增強(qiáng)。4.3 其他故障故障及其原因分析4.3.1絕緣子受電弓支持絕緣子硅橡膠傘裙為柔性材料受電弓支持絕緣子是由有機(jī)合成材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣子，主要由芯棒、金具、傘裙護(hù)套和粘接層組成。硅橡膠傘裙護(hù)套是合成絕緣子的外絕緣部分，其作用是使絕緣子具有足夠高的抗?jié)耖W和污閃性能，保護(hù)芯棒免受大氣侵蝕。金具是合成絕緣子的機(jī)械負(fù)荷的傳遞部件，它和芯棒組裝在一起構(gòu)成絕緣子的連接件，傘裙護(hù)套與芯棒

45、之間用粘接膠進(jìn)行粘接。由于硅橡膠絕緣子的傘裙是柔性材料，動(dòng)車組在高速運(yùn)行時(shí)，絕緣子背風(fēng)面?zhèn)闳乖诳諝饬髯饔孟庐a(chǎn)生較高的負(fù)壓，在交會(huì)列車及速度變化時(shí)絕緣子周圍空氣動(dòng)力長期作用，易出現(xiàn)交變舞動(dòng)和振動(dòng)變形，最終造成傘裙與護(hù)套連接處逐漸裂損。 4.3.2受電弓無法正常升弓受電弓的升弓主要由電路控制，氣路驅(qū)動(dòng)，因此受電弓無法升弓的原因有以下幾種 ：第一 ，氣路管路存在泄漏，當(dāng)存在泄漏時(shí)，即使所有通路都正常運(yùn)行，壓縮空氣在大量泄漏后，其壓力值也達(dá)不到驅(qū)動(dòng)升弓裝置的數(shù)值；第二，受電弓氣路控制閥板故障，受電弓的壓縮空氣是通過閥板上的閥門來進(jìn)行控制，通過對(duì)閥門的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受電弓升降弓時(shí)間和靜態(tài)接觸壓力值的調(diào)整

46、，若閥門之間的連接松動(dòng)或存在漏氣現(xiàn)象，將造成升弓運(yùn)行緩慢甚至無法升弓；第三，受電弓內(nèi)部軸承卡滯，當(dāng)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)升弓氣囊之后，氣囊?guī)?dòng)桁架和鋼絲繩，驅(qū)動(dòng)下臂軸承帶動(dòng)下臂運(yùn)動(dòng)，下臂再帶動(dòng)上臂及其軸承實(shí)現(xiàn)升弓，若軸承卡滯無法旋轉(zhuǎn)整個(gè)受電弓的鉸鏈系統(tǒng)無法運(yùn)行，也就無法升弓；最后，受電弓的升降弓命令是通過電路進(jìn)行傳輸?shù)?，若電氣連接器插針發(fā)生彎折，動(dòng)作不良等現(xiàn)象，也可能造成電路信號(hào)傳輸不暢，導(dǎo)致電控閥無法接受命令打開，壓縮空氣進(jìn)入不到升弓氣囊，發(fā)生無法升弓的現(xiàn)象。對(duì)這些故障的處理主要是預(yù)防為主，做好日常維護(hù)工作，對(duì)受電弓各部件的調(diào)整 ，要嚴(yán)格按照維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行。 4.3.3受電弓受流性能不佳動(dòng)車組的牽引力是

47、通過受電弓的受流來實(shí)現(xiàn)的，若受電弓無法正常受流，將對(duì)牽引系統(tǒng)產(chǎn)生很大影響。受流性能不佳的原因，可能是電源軟連接線損壞，電源軟連接線的作用是在軸承處對(duì)電流分流，防止軸承的電離損傷，若其損壞電流流通不暢，影響受流；另外，碳滑板的損壞以及受電弓內(nèi)部摩擦過大，接觸壓力值過低都可能造成受流頻繁中斷。對(duì)這些原因主要措施為，對(duì)損壞的部件進(jìn)行更換，需要調(diào)整的靜態(tài)接觸壓力值要通過正確的方法重新進(jìn)行調(diào)整 ，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)受電弓運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控 。4.3.4壓力開關(guān)故障壓力開關(guān)通過對(duì)壓力值的比較發(fā)出電信號(hào)給電控閥，通過對(duì)電控閥的控制，控制氣路的通斷。因此壓力開關(guān)損壞或調(diào)整不當(dāng)會(huì)造成無法升弓或升弓后無顯示。當(dāng)發(fā)現(xiàn)已升弓但無

48、顯示或顯示延長就可判斷為壓力開關(guān)故障。首先檢查壓力開關(guān)調(diào)整是否得當(dāng)，功能作用是否良好，若有部件損壞則需進(jìn)行更換。通過以上對(duì)常見故障的分析，可以看出，受電弓的故障都可以通過日常維護(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并避免故障的發(fā)生，因此在動(dòng)車組每次進(jìn)庫檢查時(shí)，都要對(duì)受電弓的組成部件進(jìn)行全面認(rèn)真的檢查，對(duì)數(shù)據(jù)仔細(xì)核對(duì)，并嚴(yán)格按照維護(hù)計(jì)劃和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 ，保證其順利運(yùn)行。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 5 結(jié)論5.1受電弓故障原因首先是接觸網(wǎng)與受電弓的不匹配產(chǎn)生的問題。對(duì)于接觸網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)懸掛就是使懸掛的接觸網(wǎng)彈性均勻。但是這個(gè)似乎很難做到，因?yàn)榻佑|網(wǎng)的懸掛受到外部環(huán)境的影響，所以每一段的彈性都是存在差異的，有些地方安裝了過

49、重的裝置，就會(huì)導(dǎo)致高速運(yùn)行的動(dòng)車組的受電弓劇烈波動(dòng)，就會(huì)損壞受電弓。這種現(xiàn)象下的征狀就是硬點(diǎn)，在現(xiàn)有的接觸網(wǎng)條件下，動(dòng)車組的速度越快硬點(diǎn)征狀就越是突出。這并不是一個(gè)很好的現(xiàn)象，接觸網(wǎng)的劇烈波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致它磨損程度的加劇，也對(duì)受電弓產(chǎn)生撞擊性損害。其次是動(dòng)車組在高速運(yùn)行中空氣的摩擦力對(duì)于受電弓的影響。在動(dòng)車組保持運(yùn)動(dòng)過程中，空氣的阻力會(huì)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的列車產(chǎn)生影響，對(duì)于動(dòng)車頂端的受電弓也會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響。在動(dòng)車運(yùn)行中，受電弓需要上升與接觸網(wǎng)接觸，產(chǎn)生振動(dòng)，而在這一過程中，空氣的流動(dòng)在加速，使受電弓受到空氣阻力摩擦的作用，會(huì)對(duì)動(dòng)車頂部的受電弓產(chǎn)生較大的影響。第三是受電弓與動(dòng)車頂端鏈接不當(dāng)，動(dòng)車在高速運(yùn)

50、行過程中受電弓在頻繁工作，如果受電弓鏈接不當(dāng)造成的斷股編織線由很多細(xì)導(dǎo)線編織而成，就會(huì)造成鏈接部位的磨損，影響受電弓的使用壽命?，F(xiàn)在受電弓的編織線形狀多以扁平形結(jié)構(gòu)，在空氣阻力和鏈接面積相同的情況下，這部分受到的壓力是比較大的，受電弓編織線截面形狀不當(dāng)造成的編織線容易斷股。這就會(huì)造成很多危險(xiǎn)，比如局部電流增大，編織線鏈接的部分溫度過高，這樣增大了鏈接部分的電阻，編織線容易發(fā)生熱脆，使受電弓發(fā)生故障?？傮w來說受電弓故障的主要原因有：接觸網(wǎng)與受電弓的不匹配產(chǎn)生的問題，空氣的摩擦力對(duì)于受電弓的影響，受電弓與動(dòng)車頂端鏈接不當(dāng)，碳滑板磨損嚴(yán)重，網(wǎng)線故障，受電弓碳滑板龜，裂檢修工藝不太完善，檢修人員專業(yè)技

51、能不熟練。動(dòng)車組在運(yùn)行過程中受到不可抗力的影響，使受電弓不能正常運(yùn)行，出現(xiàn)故障。5.2如何避免受電弓故障頻發(fā)受電弓是動(dòng)車組安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件，是溝通動(dòng)車組與接觸網(wǎng)的橋梁，是動(dòng)車組從接觸網(wǎng)上獲取能源并傳遞能源的唯一部件。因此，在動(dòng)車組運(yùn)行途中受電弓產(chǎn)生故障，我們應(yīng)該及時(shí)妥當(dāng)處理，保證動(dòng)車組安全運(yùn)行。所以要檢查電弓運(yùn)行中的磨損情況，堅(jiān)固碳條安裝，完整電頭集，檢查受電弓是否有變形等癥狀。檢查軸承和受電弓的鏈接處是否保能夠靈活升降。檢查底架橡膠應(yīng)水平安裝防止它變形。檢查升弓裝置有無問題，能否靈活升降。檢查連接線各處是否破損，鏈接的部分是否緊密，是否有接觸不良的問題。保持升弓狀態(tài)，聽升弓狀態(tài)的聲音，可以

52、檢測出受電弓氣閥板是否有故障，電弓氣閥板需要牢固安裝，防止漏氣，其次是要看氣壓是否在正常范圍內(nèi)。對(duì)受電弓經(jīng)常發(fā)生故障的地方進(jìn)行接觸網(wǎng)的檢查，將故障反應(yīng)到相關(guān)維修部門，對(duì)此地方進(jìn)行檢修。 由專業(yè)技術(shù)人員對(duì)檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)，對(duì)受電弓的工作原理、易發(fā)生的故障、如何解決受電弓的突發(fā)故障進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)。使檢修人員、掌握新技能，方便解決受電弓出現(xiàn)的故障。了解運(yùn)行路段狀態(tài)，填寫信息反饋表。對(duì)受電弓經(jīng)常發(fā)生故障的地方進(jìn)行接觸網(wǎng)的檢查，將故障反應(yīng)到相關(guān)維修部門，對(duì)此地方進(jìn)行檢修。并將修復(fù)后的結(jié)果告知?jiǎng)榆嚱M。改變受電弓軟連接線截面形狀將軟連接線截面形狀由平矩形結(jié)構(gòu)改為圓形結(jié)構(gòu)，圓柱形表面的迎風(fēng)處對(duì)正來流方向?yàn)檎龎?/p>

53、區(qū)，沿曲面向兩側(cè)，正壓逐級(jí)減小變?yōu)樨?fù)壓。在相同的截面面積和空氣動(dòng)力的情況下，該截面結(jié)構(gòu)的軟連接線所受的平均壓力值較低，另外，該結(jié)構(gòu)的抗彎曲和剪切許用應(yīng)力值又較高，軟連接線不易斷股.5.3一般故障解決措施5.3.1庫內(nèi)檢修作業(yè)1、及時(shí)修復(fù)運(yùn)行中產(chǎn)生的正常損傷。受電弓碳滑板安裝應(yīng)堅(jiān)固，集電頭應(yīng)完整，并進(jìn)行振動(dòng)檢查(用一個(gè)重量1009的錘緩慢敲打)，觀察碳滑板應(yīng)堅(jiān)固，無剝離。將碳滑板表面清理干凈，目視檢查碳滑板狀態(tài)。測量碳滑板殘存厚度，當(dāng)受電弓碳滑板出現(xiàn)下列情況時(shí)，必須進(jìn)行更換：正常磨耗到限(碳滑板殘高小于5mm)；超過1處橫向裂紋并連續(xù)到了碳滑板基板(當(dāng)橫向裂紋接近碳滑板端部200mm時(shí)，有1處裂

54、紋的碳滑板必須更換)；縱向貫穿性裂紋；裂縫導(dǎo)致滑板漏氣，受電弓無法正常升起滑板受沖撞后扭曲變形導(dǎo)；邊緣處磕碰導(dǎo)致滑板大面積掉塊(接近寬度的12)；鋁托架嚴(yán)重?zé)龘p(面積接近高度的l2)。 檢查弓頭支架等零件無變形、脫落、裂紋等現(xiàn)象。檢查拉桿兩端的關(guān)節(jié)軸承以及升弓裝置銷軸處保持潤滑，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，沒有缺損。檢查底架橡膠止擋無老化變形，安裝應(yīng)水平：各氣管無破損。檢查升弓裝置氣囊無裂紋、破損現(xiàn)象。檢查阻尼器無泄漏現(xiàn)象。檢查鋼絲繩無斷股現(xiàn)象，在降弓位置，兩側(cè)鋼絲繩的張緊程度應(yīng)一致。檢查各處電流連接線無破損，連接螺母緊固，接觸良好，各氣管無破損。檢查各部緊固零部件七松動(dòng)。在司機(jī)室操縱受電弓升降23次，確認(rèn)受電

55、弓各部無漏氣現(xiàn)象。保持升弓狀態(tài)，到相應(yīng)車廂通過目測和聽覺檢查受電弓氣閥板，應(yīng)安裝牢固，無漏氣現(xiàn)象：壓力表在檢定有效期內(nèi)。2、對(duì)受電弓裝置進(jìn)行普查，對(duì)壓力不良的重新調(diào)整壓力，保證升降弓壓力正常。（1）受電弓的維護(hù)使用前，檢查所有緊固件狀態(tài)是否良好；編織導(dǎo)線是否完整，斷股嚴(yán)重的，應(yīng)及時(shí)更換；絕緣子不允許有裂痕，并應(yīng)保持其清潔干凈；弓頭滑板應(yīng)仔細(xì)檢查，滑板之間平整，不允許凸臺(tái)銜接。因?yàn)榻佑|網(wǎng)導(dǎo)線與軌道中心成“之”形布置，當(dāng)機(jī)車運(yùn)行時(shí)，接觸網(wǎng)導(dǎo)線在弓頭滑板上左右滑動(dòng)，凸臺(tái)銜接的滑板會(huì)阻礙左右滑動(dòng)，可能導(dǎo)致不良后果。對(duì)于已磨損到限的滑板，應(yīng)及時(shí)更換，更換后，整個(gè)滑板頂面應(yīng)平滑。（2） 受電弓的調(diào)整。靜態(tài)接觸壓力的調(diào)整調(diào)整時(shí)，傳動(dòng)風(fēng)缸接壓縮空氣，使受電弓和傳動(dòng)風(fēng)缸之間無力的作用。整個(gè)調(diào)整過程