地铁车辆受电靴的下部限界计算研究 (2010年)

论述我国地铁钢轮钢轨系统车辆采用受电靴受电方式的情况,说明受电靴限界设计比上部受电弓限界设计要复杂得多。通过广州和深圳地铁的设计实践,介绍受电靴限界的计算方法,以及受电靴与导电轨保护罩、轨道结构高度、人防门之间的接口关系。 ### 地铁车辆受电靴的下部限界计算研究 #### 一、引言 随着城市化进程的加快，城市轨道交通作为缓解城市交通拥堵的重要手段之一，在各大城市中得到了广泛的应用和发展。地铁作为城市轨道交通的主要形式之一，其供电系统的稳定性和安全性对于保障地铁正常运营至关重要。其中，受电靴作为一种重要的受电方式，在国内地铁钢轮钢轨系统中被广泛应用。本文将详细介绍受电靴限界设计的重要性，并结合广州和深圳地铁的设计实践，探讨受电靴限界的计算方法及其与其他系统部件之间的接口关系。 #### 二、受电方式分类 ##### 2.1 按车型分类 我国地铁车辆主要分为A型车、B型车和L型车。A型车通常采用受电弓受电；B型车又分为B1型车（采用受电靴受电）和B2型车（采用受电弓受电）；而L型车则采用受电靴（用于正线）和受电弓（用于车辆段）双制式受电。 ##### 2.2 按电压分类 地铁车辆受电靴受流的电压主要包括直流750V和直流1500V两种。其中，北京地铁、武汉地铁采用直流750V，广州地铁和深圳地铁则采用直流1500V。 ##### 2.3 按受电部位分类 根据受电靴的位置不同，可以分为上部授流和下部授流两种方式。上部授流是指受电靴位于导电轨上方，通过导电轨顶部接触面授电于车辆受电靴；下部授流则是指受电靴位于导电轨下方，通过导电轨底部接触面授电于车辆受电靴。 #### 三、受电靴车辆限界计算 受电靴限界的计算是确保地铁车辆安全运行的关键步骤之一。受电靴安装在转向架构架两侧，因此其限界计算需要考虑转向架构架和受电靴的组合工况。 ##### 3.1 受电靴横向偏移量计算公式 针对上部授流和下部授流方式，文中给出了一套计算公式： \[ \Delta X_{sd} = \Delta X_t + \Delta M_{t15} \] 其中： - $\Delta X_{sd}$：受电靴横向偏移量（mm）； - $\Delta X_t$：构架横向偏移量（mm）； - $\Delta M_{t15}$：受电靴横向安装误差值及横向尺寸制造公差值（mm）； - $l$：最大轨距（mm）； - $d$：轮对轮缘最小外侧距（mm）； - $m$：受电靴计算点至相邻轴距离（mm）； - $p$：转向架固定轴距（mm）； - $\Delta d$：轮对横向制造误差（mm）； - $\Delta q_1$：转向架轴箱轴承横向游间（mm）； - $\Delta q_2$：转向架一系弹簧横向弹性变形量（mm）； - $m_z$：载荷不对称的计算载客质量（kg）； - $g$：重力加速度（m/s²）； - $s$：重力倾角附加系数； - $m_B$：含载客车体质量（kg）； - $h_{sc}$：车体重心距轨面高度（mm）； - $h_{cp}$：一系弹簧上支承面距轨面高度（mm）； - $K_\Phi^p$：整车一系弹簧侧滚刚度（N.mm/rad）； - $n_p$：车辆一侧一系弹簧并列数； - $c_p$：每一辆箱一系弹簧垂向刚度值（N/mm）。 该公式综合考虑了多种因素的影响，包括车辆自身的结构特性、运行条件以及制造公差等，确保了计算结果的准确性。 #### 四、受电靴与其他系统部件的接口关系 除了计算受电靴本身的限界之外，还需要考虑受电靴与导电轨保护罩、轨道结构高度、人防门等其他系统部件之间的接口关系。 - **导电轨保护罩**：为了保护导电轨不受外界环境因素的影响，通常会在导电轨外部设置保护罩。受电靴与导电轨保护罩之间的距离必须足够，既能保证安全接触，又要避免过度磨损。 - **轨道结构高度**：受电靴的安装位置会影响轨道结构的整体高度。在设计时需要考虑到这一因素，确保轨道结构的稳定性。 - **人防门**：在某些特殊情况下，如战时或紧急疏散时，地铁站内会启用人防门。此时，受电靴的设计也需要考虑到与人防门的兼容性，确保在关闭人防门的情况下，地铁车辆仍能正常运行。 受电靴限界设计是一项复杂但至关重要的工作。通过对广州和深圳地铁的设计实践进行分析，我们可以了解到受电靴限界计算的具体方法以及其与其他系统部件之间的接口关系，这对于提高地铁车辆的安全性和可靠性具有重要意义。