某地鐵機場線QKZ5 型電動客車受流器起復(fù)裝置設(shè)計研發(fā)及應(yīng)用

秦棟

（北京京城地鐵有限公司，北京 101300）

1 受流器起復(fù)裝置設(shè)計方案和工作原理

1.1 設(shè)計方案

（1）總體視圖（如圖1）

圖1

（2）部件明細(xì)（如表1）

表1

（3）組成結(jié)構(gòu)。受流器起復(fù)裝置主體由裝夾固定裝置、關(guān)節(jié)鎖緊裝置、間隙調(diào)整裝置三部分組成，并配有起復(fù)壓桿，方便正線進(jìn)行受流器起復(fù)作業(yè)：①裝夾固定裝置。裝夾固定裝置用于起復(fù)裝置主體與受流器的連接固定，通過掛耳、掛鉤使起復(fù)裝置主體吊掛在受流器背板上，并可調(diào)節(jié)螺桿實現(xiàn)起復(fù)裝置的安裝與拆卸。②關(guān)節(jié)鎖緊裝置。關(guān)節(jié)鎖緊裝置在受流器與三軌脫離后，鎖緊關(guān)節(jié)，實現(xiàn)受流器與三軌脫離的功能。關(guān)節(jié)鎖緊裝置分為工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)，如圖2、圖3。③間隙調(diào)整裝置。間隙調(diào)整裝置可調(diào)整補償間隙（裝置裝車時、受流器滑塊磨損后），確保受流器與第三軌之間的脫離間隙在合理范圍內(nèi)（如圖4）。④起復(fù)壓桿。起復(fù)壓桿作為受流器起復(fù)裝置配件，方便列車出現(xiàn)接地故障時乘務(wù)員在車上下壓受流器，實現(xiàn)受流器起復(fù)裝置起復(fù)功能，更為高效地處理現(xiàn)場。

圖2 工作狀態(tài)

圖3 非工作狀態(tài)

1.2 工作原理

圖4

當(dāng)車輛發(fā)生接地故障需要起復(fù)裝置將受流器滑塊脫離三軌時，操作人員使用起復(fù)壓桿按壓受流器滑塊支臂，起復(fù)裝置彎曲的關(guān)節(jié)伸直，直線軸承在彈簧力的作用下向下做直線動作，將關(guān)節(jié)鎖緊伸直狀態(tài)，實現(xiàn)受流器滑塊與第三軌分離。當(dāng)車輛回段后，手動操作起復(fù)裝置的直線軸承上移，受流器滑塊完成復(fù)位。

2 受流器起復(fù)裝置裝車試驗

2.1 實驗前準(zhǔn)備情況

（1）關(guān)鍵部件有限元分析（吊耳，部件明細(xì)序號1）。靜應(yīng)力分析結(jié)論：在外加1000N 作用力時，吊耳最大變形量為3.946e-001mm。疲勞分析結(jié)論：在外加500N 循環(huán)應(yīng)力作用下，吊耳最小疲勞壽命1.684+003 次，最大疲勞壽命1e+006 次。振動頻率分析結(jié)論：車輛最大震動為500Hz，設(shè)備部件最小震動為2869.7Hz 發(fā)生在1 階震動，不會發(fā)生共振。

以上數(shù)據(jù)來源第三方有限元分析報告、北京地鐵機場線車輛維護(hù)手冊。

（2）車輛限界分析。根據(jù)北京地鐵機場線車輛限界圖，車輛限界最低點距軌面18mm。受流器起復(fù)裝置樣件經(jīng)過上車靜態(tài)調(diào)試，測得起復(fù)裝置工作狀態(tài)受流器滑塊固定螺栓最低點（安裝起復(fù)裝置后的受流器極限位置）距軌面29mm，高于車輛限界11mm，不會出現(xiàn)侵界現(xiàn)象。

2.2 裝車試驗

（1）試驗對象。①試驗車輛：機場線104 號列車。②試驗設(shè)備（如表2、圖5）。

表2

圖5 受流器起復(fù)裝置裝車照片

（2）試驗地點。北京地鐵機場快軌天竺車輛段停車列檢庫及正線。

（3）試驗項目。①靜態(tài)試驗；地點：列檢庫，靜態(tài)驗證受流器起復(fù)裝置起復(fù)功能。②動態(tài)試驗；地點：正線，動態(tài)監(jiān)控受流器起復(fù)裝置工作狀態(tài)、站臺驗證起復(fù)功能。

（4）試驗情況說明。2018 年2 月2 日，4 套受流器起復(fù)裝置安裝在機場線104 車1#車位置，并在周圍固定了4 套高清夜視攝像頭，實時監(jiān)控裝置狀態(tài)。2 月3 日～5 日白天為靜態(tài)試驗階段，技術(shù)人員多次在列檢庫對受流器起復(fù)裝置起復(fù)功能進(jìn)行試驗；2 月5 日夜間機場線運營結(jié)束后進(jìn)行動態(tài)試驗，試驗車輛按照機場線正常運行速度運行，技術(shù)人員通過攝像頭觀察受流器起復(fù)裝置狀態(tài)，并在東直門站進(jìn)行了起復(fù)功能試驗。

（5）試驗結(jié)論。①車輛限界驗證。試驗車輛在運行過程中，受流器運行平穩(wěn)，起復(fù)裝置固定牢靠，無撞擊、侵界現(xiàn)象，符合車輛限界要求。②受流器起復(fù)裝置起復(fù)功能驗證北京地鐵機場線技術(shù)人員分別在列檢庫、正線東直門站進(jìn)行受流器起復(fù)裝置起復(fù)功能驗證，試驗結(jié)果符合要求。③受流器滑塊與第三軌脫開距離確認(rèn)。受流器起復(fù)裝置裝車后，車輛正常運營過彎道時由于車體傾斜，常因起復(fù)裝置設(shè)置的受流器滑塊與第三軌脫開距離（間隙調(diào)整裝置可調(diào)節(jié)）設(shè)置的不合理造成受流器異常脫開，將使得受流器無法正常受電。裝車試驗階段通過多次車輛牽出線試驗、正線驗證，最終確定脫開距離設(shè)置為40±2mm。在此參數(shù)下，受流器運行平穩(wěn)，不易發(fā)生異常脫開現(xiàn)象。

3 受流器起復(fù)裝置載客運營考核試驗

3.1 制定載客運營考核指標(biāo)

為驗證受流器起復(fù)裝置具有符合要求的可靠性及后續(xù)投入運營的能力，北京京城地鐵有限公司（機場線運營公司）設(shè)定載客運營考核指標(biāo)，以開展后續(xù)載客運營考核試驗工作。

（1）一輛車（4 套受流器起復(fù)裝置）載客運營考核指標(biāo)。考核運營時間1 個月，考核期間受流器起復(fù)裝置故障率≤0.05 件/百車公里，不得造成責(zé)任事故。

（2）一列車（16 套受流器起復(fù)裝置）載客運營考核?？己诉\營時間兩個月，考核期間受流器起復(fù)裝置故障率≤0.02 件/百車公里，不得造成責(zé)任事故。

3.2 載客運營考核試驗

（1）一輛車（4 套受流器起復(fù)裝置）試驗。

①試驗方案。試驗車輛：機場線105 號列車，4#車。試驗時間：2018 年4 月20 日（裝置裝車）—5 月20 日（運營結(jié)束）。試驗地點：北京地鐵機場線天竺車輛段及正線。

②試驗結(jié)果。4 套受流器起復(fù)裝置于2018 年5 月30 日下車，累計考核40 天（多于規(guī)定試驗時間1 個月），載客運營考核試驗期間受流器起復(fù)裝置未出現(xiàn)故障，達(dá)成載客運營考核指標(biāo)，試驗結(jié)果合格。

（2）一列車（16 套受流器起復(fù)裝置）試驗。

①試驗方案。試驗車輛：機場線105 號列車，全列車。試驗時間：2018 年7 月18 日（裝置裝車）—9 月18 日（運營結(jié)束）。試驗地點：北京地鐵機場線天竺車輛段及正線。

②試驗結(jié)果。16 套受流器起復(fù)裝置于2018 年10 月11 日下車，累計考核83 天（多于規(guī)定試驗時間2 個月），載客運營考核試驗期間受流器起復(fù)裝置未出現(xiàn)故障，達(dá)成載客運營考核指標(biāo)，試驗結(jié)果合格。下車后的16 套受流器起復(fù)裝置進(jìn)行探傷處理，未發(fā)現(xiàn)缺陷（依據(jù)第三方測試報告）。

4 專家評審

2018 年11 月29 日，北京京城地鐵有限公司組織召開了關(guān)于受流器起復(fù)裝置結(jié)題驗收項目的專家評審會，與會專家一致同意機場線QKZ5 型電動客車受流器起復(fù)裝置評審?fù)ㄟ^。