論地鐵車輛轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺

摘 要：近年來，隨著地鐵的快速發(fā)展，與之相應(yīng)地對地鐵轉(zhuǎn)向架設(shè)計要求也越來越高?，F(xiàn)階段80%以上的地鐵轉(zhuǎn)向架均依賴于進口，國內(nèi)一些檢測設(shè)備相比起國外而言尚存在一定差距，所以為了有效改善上述情況，需要對轉(zhuǎn)向架的檢修設(shè)備進行適度調(diào)整。作者將根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗，分析地鐵車輛轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺的結(jié)構(gòu)原理，繼而提出針對性的改建意見。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；轉(zhuǎn)向架；靜壓試驗臺；改進意見

全球發(fā)展出現(xiàn)城市化是主流發(fā)展趨勢，現(xiàn)階段我國正面臨著交通堵塞、住房困難以及環(huán)境污染等問題，其中交通堵塞已經(jīng)成為制約城市化發(fā)展的主要影響因素[1]。地鐵的出現(xiàn)在一定程度上緩解了城市的交通壓力，在地下修建地鐵一方面能夠?qū)⑷肆髦鸩椒稚⒌焦财嚿?，另外一方面又能夠減少地面占用空間。另外，地鐵的延展貫通了郊區(qū)與市區(qū)之間的聯(lián)系，分散了高峰期人流量，有效解決了上下班期間交通擁堵問題。地鐵轉(zhuǎn)向架是地鐵車輛中最為重要的一個組成部分，地鐵轉(zhuǎn)向架支撐著車體且引導(dǎo)車輛沿著軌道方向運行。在結(jié)構(gòu)是否合理方面以及地鐵轉(zhuǎn)向架上各個零部件是否能夠滿足地鐵車輛運行過程中密切相關(guān)。另外，地鐵轉(zhuǎn)向架的各種參數(shù)也直接決定了地鐵車輛在運行過程中的舒適性與穩(wěn)定性。由于檢測地鐵轉(zhuǎn)向架的指標比較多，如果把每一個專項檢測指標都單獨使用一個檢測設(shè)備，會大大增加生產(chǎn)成本且降低地鐵轉(zhuǎn)向架的維修效率；再加上地鐵轉(zhuǎn)向架的各個部件之間聯(lián)系較為復(fù)雜，使得地鐵轉(zhuǎn)向架各項參數(shù)都相互制約，最終導(dǎo)致實際工作中出現(xiàn)諸多困難?；诖?，研究出地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺具有非常重要的價值和意義[2]。

1 簡要分析地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺

地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺一般由以下五個部分組成：（1）測量反饋系統(tǒng)；（2）液壓加載系統(tǒng)；（3）主架；（4）稱重系統(tǒng)；（5）電器控制系統(tǒng)[3]。從測量反饋系統(tǒng)角度來看，主要通過測量高精度力傳感器來實時采集油缸加載力數(shù)據(jù)，輸送到計算機內(nèi)進行PID調(diào)節(jié)；在測量地鐵轉(zhuǎn)向架對角線差的過程中主要通過測量輪距與輪緣內(nèi)側(cè)距來實現(xiàn)。從液壓加載系統(tǒng)角度來看，主要由以下幾個部分組成：a.液壓管道；b.泵；c.電動機；d.閥塊；e.電磁閥；f.油箱。液壓系統(tǒng)主要通過傳感器檢測壓力頭來將相關(guān)信號反饋給伺服閥，再根據(jù)反饋信號來控制閥口的開度，使得液壓缸能夠同時保持下降或者上升。力傳感器將相關(guān)信號反饋給伺服閥之后，伺服閥會根據(jù)信號持續(xù)的調(diào)整加載載荷。從主架的角度來看，主要由枕梁、立柱與橫梁組成，在橫梁上安裝可以移動的壓力油缸。從稱重系統(tǒng)角度來看，主要配置的是車輪稱重臺，整體稱重臺可以在直線導(dǎo)軌上進行相關(guān)運動，與此同時配置好傳感器。另外，每一個稱重臺面上均配有小輪，以期能夠支撐好地鐵轉(zhuǎn)向架輪對，與此同時配置好載荷傳感器能夠測量到臺面上的單個輪子所承受的壓力值。從電器控制系統(tǒng)角度來看，主要包括以下幾種：（1）傳感器；（2）操作臺；（3）顯示器；（4）數(shù)據(jù)處理；（5）電器箱。電器箱內(nèi)部設(shè)備能夠啟動所用的控制元件，在安裝好設(shè)備的側(cè)面時能夠在操作臺上清楚地顯示相關(guān)尺寸信息，再配置好功能型的控制按鈕，使得系統(tǒng)整體具有自動處理信息、自動生成檢測報告等功能。地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺的主要性能包括以下幾個方面：（1）能夠在模擬車體重量的情況下測量轉(zhuǎn)向架四角高度；（2）能夠在模擬車體的重量下對轉(zhuǎn)向架進行加載處理，與此同時檢測各輪輪重；（3）具有設(shè)備安全保障功能和設(shè)備自檢功能，能夠隨時監(jiān)視設(shè)備的運行情況；（4）在試驗臺上對轉(zhuǎn)向架進行彈簧加墊操作處理；（5）隨時打印好相關(guān)數(shù)據(jù)和報表，自動生成相應(yīng)檢測報告；（6）能夠清楚且方便顯示當前和以往的數(shù)據(jù)，如清楚顯示操作日期、操作時間、轉(zhuǎn)向架號以及檢測數(shù)據(jù)等；（7）具有人工智能對話界面，能夠進行程序管理，各類轉(zhuǎn)向架的數(shù)據(jù)均可以進行設(shè)置與保存等。

2 地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺總體設(shè)計方案

地鐵轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺主要由以下四個部分組成：（1）機械部分；（2）電氣控制部分；（3）液壓系統(tǒng)；（4）氣動系統(tǒng)。機械部分主要包括以下部件：a.縱梁；b.龍門架；c.護欄；d.直梯；e.輪緣軌等。機械部分的主要作用是保證轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，在設(shè)計機械部分的過程中，主要滿足占地面積以及軸距調(diào)整范圍等相關(guān)要求[4]。電器控制部分主要包括以下部件：a.開關(guān)量輸入輸出卡；b.力傳感器；c.稱重儀表；d.稱重傳感器；e.PID伺服控制卡等。電器控制的主要功

能是將測試元件的反饋信號進行相應(yīng)處理，自動計算且記錄相關(guān)檢測結(jié)果。在電器控制的相關(guān)設(shè)計中，主要滿足數(shù)據(jù)存儲器容量以及輪重測量范圍等要求。液壓部分主要包括以下幾種器件：a.變量泵；b.換向閥；c.單向閥；d.液壓缸；e.伺服閥等。液壓部分模擬的車體重量對地鐵轉(zhuǎn)向架進行加載處理，其力加載系統(tǒng)響應(yīng)下降，對地鐵轉(zhuǎn)向架實施預(yù)加載能夠消除地鐵轉(zhuǎn)向架各個環(huán)節(jié)之間的間隙，再對地鐵轉(zhuǎn)向架施加300kn的力保持15min。在液壓設(shè)計中，系統(tǒng)主要滿足以下幾個方面的要求：a.壓力油缸最大行程；b.油箱容積；c.總載荷等。氣動部分主要包括以下元件：（1）壓力傳感器；（2）過濾器；（3）氣源；（4）氣動閥等。氣動部分的主要工作流程是充分密封壓頭接觸的空氣簧后，壓頭部分保持不動，打開充氣閥之后充入590KPa左右的壓縮空氣[5-6]。

在設(shè)計相關(guān)方案過程中，需要綜合考慮到現(xiàn)場環(huán)境、工作流程以及成本等各個方面的因素，一方面能夠滿足用戶提出的各種要求，另外一方面還需要在總體成本上節(jié)約預(yù)算費用，加大競標過程中的綜合競爭力。

3 結(jié)束語

綜上所述，地鐵的發(fā)展在我國仍然處于初步階段，相關(guān)試驗臺的設(shè)計以及配套設(shè)備等需要借鑒國外的經(jīng)驗。在對地鐵車輛轉(zhuǎn)向架進行檢修過程中使用傳統(tǒng)的檢修方法只是對各個部件進行更換和保養(yǎng)，而使用了轉(zhuǎn)向架靜壓試驗臺之后，可以通過模擬試驗提出更為合理的調(diào)整方法。

參考文獻

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