朱伟鹏
【摘 要】缝隙式排水沟深圳地铁1号线续建工程26列车项目自开通运营以来，地铁列车走行部故障频发，集中表现在转向架ATC支座及支架开裂、牵引电机轴承固死、转向架异响、受电弓上框架开裂等方面。为避免因恶性故障危及行车安全事件的发生，彻底调查故障原因，掌握1号线列车转向架在线运行状态，特对转向架走行部进行综合测试及分析。%Since the Shenzhen Metro Line No.1 engineering project opening and operation of 26 trains, subway trains running gear failure-prone, manifested in the bogie ATC holder and bracket cracking, dead solid traction motor bearings, bogie noise, pantograph cracking and other aspects of the framework. To avoid the occurrence of malignant failures endanger traffic safety incidents, thoroughly investigate the cause of the fault and grasp the 1st line train line running bogie, bogie running gear special comprehensive testing and analyzing are given in this paper.
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】5页(P221-225)
【关键词】地铁列车;转向架;振动;应力;测试;分析 【作 者】朱伟鹏
【作者单位】深圳市地铁集团有限公司，广东深圳 518040
【正文语种】中 文
【中图分类】U260.14
0 前言陶瓷接线柱>自动平开门
为分析研究深圳地铁1号线转向架在线运行状态，需对列车在正常运营中转向架振动、相对位移、动应力情况进行测试，主要通过测试电机、齿轮箱、电机安装座、轴箱、构架在转向架的振动；电机与齿轮箱的横向位移，一系垂向、横向位移；构架电机悬挂座、齿轮箱吊挂座、ATC天线安装座动应力等项目。本次试验包括轮对镟修前、后两次试验。前、后两次试验方法完全一致，且振动加速度传感器和位移传感器要求安装在同一轮对上。另外 为了对比深圳地铁1号线株机公司与庞巴迪转向架的在线运行状态，对庞巴迪列车转向架镟轮后作一个振动、位移、动应力测试。
1 测试以及分析
（1）试验车辆及线路条件
列车编组：正常运行4动2拖编组；测试车辆：选取地铁车辆130车（南车株机生产）和114车（长客庞巴迪生产）；线路条件：深圳地铁1号线单边45 km，共30个站；试验工况：在AW0（空车）工况下并且所有空气弹簧处于充气状态；正常载客运行载荷工况并且所有空气弹簧处于充气状态，试验过程涵盖至少一个早或晚高峰时间(相当于AW3 工况)[1]。分界开关控制器
（2）测试内容、测试系统、传感器规格
1）测试内容：本次测试是在列车正常运行状态下，实测列车转向架相关部位的动应力、加速度、位移及对应的车体动载荷等。
2）测试系统：对应力及应力梯度较大的动应力测点，经过数据处理后给出关键危险测点的
应变或应力谱，进行疲劳可靠性评估。对于加速度测点，给出加速度最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性提供依据。对于位移测点，给出位移最大值、最大推断值、均方根值、峰谷值、方差，为分析转向架相应部位的振动特性和相对运动提供依据。表1给出了测试通道数及传感器统计表。
表1 测试通道数及传感器统计表序号加速度传感器1 2 3 4 5 6类型速度位移传感器应变片三向三向单向三向量程100 km/h 100 mm±2 g±50 g 1000 με 1000 με精度等级0.1%0.5%0.1%0.1%0.1%0.1%数量1 14 1 14 6 12通道1 14 3 42 6 36合计：102
伸缩杆3）传感器规格：动应力测试仪器为DDS数据采集仪器，具有超小型化、数字化、网络化、软件化的特点，同时具有很高的可靠性。各个测点的应变信号和加速度信号均采用DDS32数字式动态信号采集系统进行全程连续采集。本次DDS32数字式动态信号采集系统，共计56个通道，主要用于加速度、位移、应变等信号的采集。两台笔记本计算机分别与两台DDS32数字式动态信号采集系统配合使用。
（3）测点布置
本试验是在列车正常运行状态下，实测转向架相关部位的动应力、加速度、位移，具体测点布置如图1和图2所示。
图1 位移传感器的安装位置
图2 加速度传感器的安装位置
（4）测试标定、执行标准、数据处理原则
1）加速度传感器的标定：通过传感器的标定表进行标定。
2）位移标定：通过高精度卡尺来进行位移的标定。株机车动力车转向架构架材料为16MnDR[1]，其屈服极限为345 MPa。从电机的座的结构判断为铸造件，屈服极限小于345 MPa，各材料在最大可能载荷或超常载荷下，采用屈服极限的运用载荷下的安全系数S为：无焊缝区1.5，焊缝区1.65。因此，在运用工况下的测得的动应力，为安全起见，构架板材按焊缝区进行考虑，最大值不应该超过许用应力209 MPa的标准要求。动应力测试参照《动力转向架构架强度试验方法》（TB/T2368-2005）执行。动力学性能试验参照《铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准》执行[2]。
3）数据处理原则：对所有原始数据进行工频（含工频整数倍）滤波、去除直流分量和趋势项、坏点以及瞬时冲击等。
（5）动应力测试
图3 疲劳强度评估GOODMAN图
1）最大主应力测试结果，通过对试验数据进行整理和计算，取得各测点的一对最大应力和最小应力值，由此得出其最大动应力范围和应力均值。株机车镟修前，电机悬挂座，最大主应力为76.331 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A测点；齿轮箱支座，最大主应力为52.441 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A测点；ATC支架[2]，最大主应力为6.484 MPa，出现在ATC支架左下侧318测点；ATC支座，最大主应力10.595 MPa，出现在ATC支座右上侧321A测点。株机车镟修后，电机悬挂座，最大主应力为57.356 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面右后方的302A测点；齿轮箱支座，最大主应力55.612 MPa，出现在二位齿轮箱支座下盖板圆弧过渡中部右后方的309A测点；ATC支架，最大主应力为0.601 MPa，出现在ATC支架右下侧318A测点；ATC支座，最大主应力为46.369 MPa，出现在ATC支座左上侧的319测点。长
客庞巴迪车，电机悬挂座，最大主应力为92.462 MPa，出现在二位电机悬挂座上盖板上表面左前方的303A测点；齿轮箱支座，最大主应力为84.761 MPa，出现在一位齿轮箱支座体（铸件）内侧左前方的310测点；ATC支架，最大主应力为2.147 MPa，出现在ATC支架右上侧314A测点；ATC支座，最大主应力为92.438 MPa，出现在ATC支座右上侧320A测点。
表2 各车型镟修前后位移测试对比表描述参数株机列车镟轮前株机列车镟轮后通道号均方根测点位置方向最大值方差最大值方差均方根方差一位右侧轴箱二位左侧轴箱最大值2.22 5.29 11.28 4.29 9.55 2.38 3.37 7.27 2.71 9.80 15.37 10.05 2.23 2.60 8.62 1.50 7.68 1.48 1.64 7.38 1.73 7.20 11.39 12.67 17 28 18 19 20 23 21 24 29 30 31 32二位右侧轴箱一位左侧二系悬挂一位左侧二系悬挂齿轮箱-电机纵横垂纵垂纵横垂纵垂横垂 垂 横最大推断值2.84 3.46 12.83 1.44 11.97 1.28 1.36 5.49 1.97 8.71 16.39 17.70 0.24 0.26 1.05 0.13 0.77 0.12 0.13 0.44 0.15 0.84 1.34 1.51一位左侧轴箱2.03 2.39 8.34 1.40 7.79 1.33 1.48 7.88 1.54 7.07 10.79 12.27灵敏度系数（V/mm）0.19 0.19 0.10 0.19 0.10 0.19 0.19 0.10 0.19 0.10 0.10 0.10最大推断值2.66 2.85 13.86 1.55 9.22 1.29 1.38 5.64 1.43 8.21 17.23 20.80 0.24 0.23 1.03 0.13 0.77 0.12 0.13 0.43 0.14 0.81 1.33 1.49最大推断值2.02 4.97 1
8.78 2.31 11.93 2.18 2.51 7.50 2.71 12.66 28.51 13.22 0.20 0.35 1.47 0.24 0.99 0.23 0.25 0.63 0.28 1.34 1.44 1.17 2.13 4.22 15.27 2.42 12.29 1.97 2.60 7.55 2.61 13.55 25.02 11.92 16.82 1.48 0.10 16.71 12.13 11.39 1.47 14.08 2.86 2.89 12.25 1.48 12.26 1.26 1.43 5.11 1.85 8.64 15.68 18.61 16.00 11.53 15.89 1.38 15.59 0.19 3.87 22 3.75 0.33 3.63均方根3.50 2.76 2.67 12.89 1.39 10.84 1.25 1.26 4.67 1.69 7.88 15.88 17.23 25 3.74 0.34 3.34长客庞巴迪列车3.04 4.54 0.35 4.15
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