《电力机车受电弓维护与检修（论文）》8900字

电力机车受电弓维护与检修目录TOC\o"1-3"\h\u149310前言 12-0前言从1997年到2007年的十年中，我国的铁路进行了六次重大提速。随着国民经济的发展，高效，低污染的电力机车得到了越来越广泛的应用。随着铁路在高速，重载方向上的不断发展。随着国内高速铁路的不断发展，蒸汽机车，柴油机车，电力机车以及当今的动车组和高速铁路的发展是显着的。中国电气化铁路的发展无可争辩，机车日常故障维护所伴随的问题不断增加。在电气化铁路的运营中，根据多年来的驾驶事故统计，受电弓故障引起的驾驶事故占相当大的比例。受电弓是电力机车和悬链线之间的过渡部分。它是高速运行和摩擦损失的主要组成部分。它很有可能发生故障。中断机车的电力供应和运行对铁路运输的安全产生严重影响。电气化铁路面临着一个非常突出的问题。受电弓和接触网故障的不断发生，将严重影响电气化铁路的运输安全，制约我国铁路工业的发展。机车的高速运行，受电弓的复杂应力以及恶劣的工作环境使受电弓的组件易于发生各种类型的故障并影响悬链线。未能及时找到并处理它可能会导致受电弓事故。因此，在这种情况下受电弓常见故障的分析和处理对于电气化铁路的安全运输具有十分重要的意义。铁路运输系统的发展与我国客运量大的现状十分吻合，因此随着国民经济的发展，高效率，低污染的电力机车得到了越来越广泛的应用。但是，随着高速重载铁路技术的不断发展，机车的运行速度越来越快，受电弓的应力也越来越复杂。另外，工作环境恶劣，最终导致受电弓组件发生各种故障和影响。联系网。如果不及时发现和处理，可能会发生弓网事故。另外，就整条道路而言，机车跨局运行过程中受电弓类故障发生，很难确定受电弓类故障断面，因为没有有效的证据表明受电弓在内部。局供电局的工作状态。目前，与实际应用相比，国内外电力机车受电弓受力在线监测在有效性，实时性和直观性方面还存在一定差距。为了解决这个问题，减少受电弓接触网事故的隐患，分析受电弓可能发生的故障，及时进行预防和处理，以应对受电弓故障的风险。良好的运行，有效地减少了接触网的接触失败。1电力机车受电弓概述1.1受电弓的基本结构及主要部件受电弓由底架，铰链机构，弓形头部分，传动机构，控制机构等组成。弓形头部分由滑板架，用角照相机拍摄的射击弓形头部分，滑板，弹簧盒，实心润滑条等。滑板架由镀锌钢板制成，滑板架由铸铝制成。滑板架装有两排粉末冶金滑板和两排固体润滑剂。其中，滑板是受电弓故障率高的几个组件之一。这是因为滑板与接触线直接接触，所以最常见的故障是磨损限制和切槽。粉末冶金滑块的主要成分是铁，铜和润滑剂。悬链线具有良好的自润滑性和一定的机械强度，低电阻率和良好的接触电流收集性能。1.2受电弓的工作原理抬起弓时，按下受电弓按键开关，受电弓空气阀通电，压缩空气进入驱动缸，推动活塞克服船头下降的弹簧力，并释放下臂杆上的约束力，从而弓形提升弹簧可以拉动下臂杆并推动推杆旋转，最后推动上框架和铰链座移动，然后驱动缩放仪上升。当受电弓下降时，受电弓键开关恢复，电动气动阀断电，变速箱中的压缩空气通过快速排气阀和电动气动阀排放到大气中。在受电弓弹簧的作用下，下臂的旋转被迫向下移动，最后受电弓迅速从接触网下降。1.3几种常用的电力机车受电弓1.3.1DSA250型受电弓图1：DSA250型受电弓DSA250型受电弓适用于CRHI,CRH2和CRHS型车。整个受电弓采用单臂式结构，并配备了双碳滑板，以保证在运行过程中良好的导电性。受电弓主要由底架，上下臂和弓头三部分组成。为了实现轻量化的技术要求，受电弓的运动部件及弓头均采用铝合金结构。在运行过程中考虑到滑板的结构，因此将滑板的使用限度设定为不小于5mm,两滑板之间的高度差不大于3mm。而且为了避免碳滑板出现过度磨损的现象，在进行设计时，碳滑板往往被设计成中控结构，并通过气路与控制阀板上的压力开关连接，当磨损超限漏气时（即压缩空气值降为2.Sbar时），触发压力开关，并启动ADD功能，最终使受电弓快速下降，实现降弓保护。1.3.1SSS400+型受电弓SSS400+受电弓适用于CRH3车辆，也适用于单臂、双滑板结构。一个完整的受电弓主要由受电弓本身和安装在车辆上的气动控制阀板组成。图2：SSS400+型受电弓图3受电弓的控制是通过网络实现的。司机通过操作升弓开关触发电磁阀，打开气路，通过操纵压缩空气提升受电弓，实现升弓。受电弓的运行通过压力开关传送到CCU，信号通过车辆控制总线由CCU传送到HMI。如果在运行中受电弓发生故障，如碳滑板的故障和碳滑板的磨损极限，触发快速下降阀，使受电弓快速下降。同时，压力开关将相关信号传送至CCU，经过CCU诊断处理后，将相关故障码发送至HMI，实现人机信息交换，从而提醒司机及时更换受电弓。1.3.3CX主动控制型受电弓CX型受电弓适用于CRH380B型车，由法维莱制造。与普通受电弓不同，首先，该受电弓采用了单滑板结构，同时将滑板材料更改为渗铜碳滑板延长了使用寿命；其次，增加了受电弓控制单元（PCU），可以在受电弓动态运行时，对弓网接触力进行调节控制；再次，弓体采用了新的合成材料，使受电弓减轻30%~40%；最后，采用了更高精度的空气调节装置。因此，CX型受电弓结构简单，重量轻，动态接触力可调整，可靠性更高。图4：CX主动控制型受电弓图5受电弓本身由压缩空气控制。压缩空气由车辆管道提供，并通过APIM单元进入弓形起重安全气囊。气球在压缩空气的作用下产生扭矩，并通过铰链通过凸轮和弹性连接轴连接起来，以实现船首升起。放低弓箭时，压缩空气管线会关闭，弓箭会因受电弓的自身重量而放下弓箭。如果压缩空气供应中断或低压电源出现故障，受电弓将激活附加设备以自动降低受电弓。受电弓的工作原理与DSA250受电弓类似，但受电弓的动态特性可以调节。通过连接到减震器的两级悬架，可调节受电弓的动态特性。第一次悬挂是通过安全气囊完成的。受电弓控制单元可确保安全气囊压力保持恒定，而不受受电弓高度的影响。第二悬架由弓形弹簧调节。受电弓通过两级悬挂具有良好的动态调节性能。2受电弓的故障形式2.1机械部件故障2.1.1上臂顶管裂纹故障受电弓上臂顶管是受电弓弓头下端与框架上端的重要连接部件，它的主要作用是受电弓弓头与接触网的冲击振动的主要承载部件，所受冲击负荷较大，易产生裂纹失效，一般而言，上臂顶管裂纹故障发生在顶管两端、尼龙衬套、转轴与不锈钢套筒等部分。上臂千斤顶管破裂的主要原因有两个：第一个原因是弓形头旋转轴的结构上存在台阶，并且在旋转轴台阶处的应力集中可能会导致微裂纹。在高周交变载荷的影响下，微裂纹缓慢扩展，导致轴大变形，导致断裂，从而导致轴支撑不锈钢套筒的能力降低，并且轴之间的冲击振动力降低。弓和网完全由上臂支撑；第二个原因是不锈钢套和受电弓的上臂千斤顶的重叠作用长度太小，这会使上臂的接触力过小，并且其末端的负载应力过大，导致上臂千斤顶管破裂的故障。2.1.2弹簧盒管壁及弹簧失效故障车辆受电弓弓头悬架弹簧盒一般由弓头悬挂筒和扭转弹簧构成，是高速受电弓的重要组成部分，它有着支持碳滑板，承担弓网间接触压力，承担弓网间相互振动冲击的功能。一般弓头弹簧盒管壁的裂纹呈纵向分布，通常裂纹的发生位置在弹簧盒固定支座的下端。而弹簧失效故障一般出现在限位杆、弹性销、扭转弹簧等组件处，特别是弹性销变形以及断裂的现象最为严重。受电弓弓头悬架内弹簧的功能是为了减轻弓网间相互作用力和高速运行时空气对受电弓的干扰作用。弹簧失效是因高频次、大幅度的弓网非正常冲击产生的。限位杆、弹性销在其安装孔出口处的截面产生微裂纹、扩展直至断裂的现象较多，而这些部件的失效又使得扭转弹簧承担的载荷变大，最后出现故障的进一步恶化。2.2电气系统故障2.2.1压力开关故障受电弓升弓压力由压力开关进行控制，压力开关利用对压力值的比对生成电信号发送至电控阀，利用对电控阀的作用，控制气路的开闭。所以不管是压力开关故障还是压力值的预设不当都有可能导致受电弓升弓异常或升弓后无反馈信号。通过检查受电弓升弓后没有显示输出或着显示输出反应时间过久便能够诊断为压力开关失效。2.2.2电气回路故障受电弓作为车辆获取牵引电能的重要部件，其电路系统较为复杂，包括多种管线、连接器、动作器等组件。其中，电气连接器内部的插针常出现机械变形，接触不佳等情况，容易出现电路信号传输异常，使得电控阀不能够正常作用，压缩空气无法进入升弓气囊，受电弓升弓失败的现象。2.3风管系统故障风管系统的故障主要体现在快速阀、ADD阀等部件的漏风。漏风的原因主要有两种：一是异物击打。由于受电弓位于车辆顶部，无任何保护措施，极易受到外部物体的击打，加之车辆运行速度较快，即使很小的物体作用在快速阀及ADD阀上，也会引起严重的后果，导致零部件变形、裂纹、松动，使风管系统漏风缺气；二是材料老化。快速阀和ADD阀间主要依靠O环橡胶圈进行密封，若密封圈因老化产生破损，那么风管将出现漏气现象；此外，装配过程中接头螺母等机械安装部位扭力异常，也容易导致风管漏风等现象。3电力机车受电弓常见故障分析及处理电力机车运行过程中，接触网、受电弓与车体、线路之间形成了一个复杂的振动系统。受电弓接触网接触不良会导致接触网磨损加剧，影响受流质量。我国电气化铁路运营以来的实践证明，列车对数、牵引定数、列车速度和受电弓架次数与受电弓接触网事故发生的频率和损失成正比。因此，随着铁路向高速化、重载化、信息化方向发展，减少甚至消除弓网事故，其价值和意义将更大。3.1滑板磨耗过快滑板是消耗品，在一定范围内的磨损是很常见的。但是，如果磨损太快，则应注意尽量减少不必要的磨损。滑板的快速磨损通常会在新建路线上发生。一方面是机械磨损，另一方面是电气磨损。机械磨损是由新的线接触线表上的许多硬毛刺引起的。在电力机车的受电弓操作的早期，由于滑块和接触线行进不多，因此两者之间的摩擦系数将相对较大。这种情况下就会导致滑块的快速磨损。电磨损是由于滑块与接触线接触不良造成的，火花引起电磨损。接触不良是由于接触网表面不平整或者表面污染导致的。所以，在平时对电力机车滑板的故障预处理上，除了要随时准备一定数量的滑板以供更换之外，同时也要尽量采用耐磨的铁基滑板，从而降低滑块接触线的摩擦系数，使接触网尽快变得光滑。也可以在接触网摩擦变平后，更换底座较软的滑板，这样可以减少工作量及损耗，避免不必要的维护和更换滑板。3.2弓网接触压力受电弓与接触网的接触压力是反映受电弓滑板与接触网接触状况的电气指标。受电弓与接触网的接触压力并不是一个固定值。它通常由多个数值来共同衡量，其中包括标准差、平均值、最大接触压力和最小接触压力。标准差在平均值上下波动。受电弓与接触网接触压力过大或过小，都不利于电力机车的正常良好行驶。接触压力过大也会增大两者之间的机械磨损，接触压力过小会大大增加离线率，虽然中小型下线不影响机车运行，但也会会增加接触网和受电弓滑板的电磨损，而如果是大型下线则会对机车运行和安全产生重大危害。所以，维持适当的接触压力对于电力机车而言十分重要。因此，为保证机车运行安全，延长接触网和受电弓滑板的使用寿命，采取一定措施避免离线是十分重要的。对于线下问题从受电弓本体的角度，主要从以下几个方面来解决：（1）弓网接触压力应适当增大，而机车的运行速度、接触网的复杂结构、机车行驶线路状况等都影响着接触压力。（2）应当保持受电弓活动接头润滑良好，顺畅运动。（3）维持支架弹簧弹力正常，保持滑板灵活转动。3.3滑板偏磨滑板的使用寿命在很大程度上有一部分取决于滑板偏磨的程度。滑板的偏心磨损会使滑板与接触网的接触更加频繁，如果发生的偏心磨损或直接磨损比较严重，甚至会使滑板形成凹槽间隙。滑板与接触网接触时，会导致刮弓发生重大故障。如果受电弓出现偏磨，应适当调整平衡机构，保持滑板支架水平，使受电弓在工作区处于最佳状态。3.4刮弓弓刮是一个重大缺陷，所有部门都非常重视。弓刮一般是由两个原因引起的，第一个是机械故障的原因，第二个是人为故障的原因。弓刮是经常发生事故的部分，人为因素较为复杂。如果机车由于信号错误而进入非电气线路，则空乘人员未及时采取措施减少机头，容易刮伤机头。为防止发生弓刮事故，其一是加强受电弓的质量检查和维护，始终保持受电弓的良好工作状态。二是加强对机车运行过程中接触网状况的观察和监测，特别是在车站，调车作业和恶劣天气条件下，要及时发现问题并及时处理，。3.5瓷瓶故障在电力机车受电弓的各部分环节中，支持瓷瓶是目前牵引供电系统中最薄弱的一环。瓷瓶常见故障有破裂闪络造成电网直接接地、机车车顶瓷瓶发生接地故障直接造成机车故障，所以瓷瓶发生故障通常会造成不可估量的损失。为避免瓷瓶故障的发生，就需要采取预防维护工作：首先要实行例行的每日瓷瓶检查，排除破损等安全隐患；其次瓷瓶表面需要经常擦拭，维持表面清洁干净，以防雾霾天气时瓷瓶与污染物之间形成导电桥；最后，应选取绝缘性能好的外壳材料对瓷瓶进行包装保护。3.6受电弓部件损坏由于电力机车的快速运行，受电弓受力在调节和操作过程中更加复杂，受电弓三角板，底盘，机架，臂等部件容易损坏。如果未检测到受电弓和手，则容易发生隐患。时间紧迫。因此，在检查受电弓时，应注意对受电弓部件的检查，如果发现问题，应及时进行处理，以确保机车在线运行中不存在隐患。4电力机车受电弓维护与检修4.1受电弓的日常检查受电弓的日常检查和维护也非常重要，对保证受电弓随时处于最佳状态起着决定性的作用。4.1.1外观检查及清洁（1）拧紧所有紧固件，不要松动，底盘（上下）导杆（上下）臂，滑板等也不会变形或损坏。（2）各部分的表面无漆膜或涂料剥离或剥离。（3）所有导线均安装正确，没有损坏。（4）气管接头处不得有漏气，弓形举升装置和减震器不得有裂纹和漏气，气管应绑紧且无松动。（5）在弓的位置检查电线的松紧度。两侧的松紧度应相同，并且不应有碎纸屑。（6）清洁阀板上的过滤器，拧下过滤器盖，并清洁灰尘和水。4.1.2测量及调试（1）使用卡尺测量滑块的厚度（碳带的高度）。色带的高度不得小于5毫米，滑板的厚度应大于22毫米。同一张受电弓的两张幻灯片之间的厚度差不超过3mm。抬起弓并将其拉至1.6米，然后使用水平仪测量两个滑板的水平。（2）弹簧秤测得的静态接触压力应为70+5N。注意：关闭自动下降弓装置的关闭阀。（3）受电弓的接触压力（气球弓为70+5N），弓的升降时间（DSA气球弓不超过5.45、4s；XD200气球弓不超过8s，7s）。受电弓就位。（4）当受电弓升高时，必须无意中禁用压缩空气的供应，以免造成人身伤害。4.1.3润滑及螺栓紧固（1）下导杆两端关节轴承和弓型提升装置销的润滑：壳体阿尔瓦尼亚R3润滑脂用油枪注入润滑油杯。（2）平衡杆上滚动轴承的润滑：拆下平衡杆，向平衡杆两端的轴承套内注入润滑剂。4.1.4检查受电弓各部状态良好自动降弓装置应能快速降弓。检查XD200受电弓最大仰角满足技术要求（DSA气球拱3000（+150mm），XD200:2470（+50mm）。受电弓各部分应检查完好，受电弓平衡杆和受电弓头部支撑的弹簧箱应起到良好的作用。检查受电弓升、降时，各部分动作应协调一致，无异常响声，无延误，无磕碰。4.2受电弓故障解决方法4.2.1电气连接方面由于受电弓是将机器和电力结合在一起的专用电源设备，因此在操作过程中不可避免地会出现电气问题。尽管电气故障的数量不大，但一旦发生，将造成严重的影响，甚至导致网络崩溃和断线。因此，施工人员必须一丝不苟，始终保持严格的工作态度。4.2.2绝缘方面（1）加强绝缘材料的清洁工作，提高部分重度污染部位的清洁频率，以防发生事故。（2）更换恶劣环境下抗污染性能强的硅橡胶绝缘子。（3）由于与碳材料制成的受电弓频繁摩擦接触，分段和分相的绝缘棒在接触面上覆盖有一层碳粉，但由于天窗的限制而不能及时清洗点，使电弧沿其表面击穿而发生故障。因此，有必要逐步促进等截面特殊部分绝缘子的电气化清洗方式。4.2.3加强受电弓防御自然灾害的能力加强受电弓防御自然灾害的手段有很多，可以采用先进的科学技术有针对性的进行防范。同时对沿线被大风吹歪的树木进行砍伐处理，消除供电安全隐患。4.3电力机车既有线电网整改维护措施4.3.1选择合适的检修策略铁路发电设备的类型很多，其重要性也不同。因此，根据可靠性分析的结果，不同的设备应采取不同的维护策略。在改进当前的维护方法并选择合理的6C检查系统策略时，无需受特定维护系统的约束。应分析每种维护方法的具体内容，并应根据自身特点和需求组合对各种维护方法进行优化。在保证合理可靠性的前提下，减少维护成本。铁路设备编码的目的是用代码唯一地标识一个设备，从而实现计算机对设备信息的各种简单快速的处理。4.2.2提高线路维修诊断技术应用模糊数学进行故障诊断是其众多应用领域中的一个重要方面，故障诊断对象涉及到机械设备、电气设备、保护装置，甚至有控制系统等。单位工厂应密切注意必要的监测技术设备，及时进行设备状态监测，并积累原始数据和经验。由于优化和维护工作时间长，数据和信息量大，覆盖范围广，因此有必要建立数据库，依靠计算机进行辅助分析和诊断，并同时进行仔细标准化的维护过程管理。通过检查人员对设备进行检查操作，并根据检查情况及时安排维护，可以降低维护成本，提高设备的利用率。4.2.3加强设备监控，提高巡视工作质量铁道车间、班组还要结合防洪以及恶劣天气情况，结合当前关于迅速排查和整治铁路沿线外部环境隐患的工作要求。适时布置和安排全覆盖的巡视检查，尤其对存在安全隐患处所，要做到全覆盖检查，确保万无一失。加大外部环境治理，加快推进危树整治工作进度，尽早消除安全隐患。好灾害天气的安全预警工作，根据灾害等级按照预警工作要求及时启动不同等级的安全预警。4.4电力机车检修体制和修程修制优化建议及措施4.4.1要提高思想认知，切实转换落后思想维修体制改革的进程要想实现扎实稳步推进，就绝对少不了各级领导干部的思维提升。机务系统各级领导干部，特别是段长、主管副段长要切实转变观念，要摒弃原来只管结果不管方式的“旧路子”，要大胆迈开改革创新的步伐，将检修体制改革摆在段内质量工作乃至全段工作的首要位置。机务处应该停止闭门造车的现状，采取请进来、走出去的方式，通过调研、座谈、观摩的形式，切切实实的体会其他路局改革的成果，认识到差距、体会到不足，既不妄自菲薄，又不沾沾自喜，扎扎实实将检修体制改革推向深入。4.4.2要加强管理人员的管理力度检修部门的管理人员和运用部门管理人员相比，在扎实工作作风上依然存在不小的差距，而管理人员的一举一动又直接影响到现场作业人员工作效率和工作效果，所以加强管理人员的作风考核迫在眉睫。应该在检修车间大力推广“安全大数据系统”，对管理人员的月度、季度、年度量化进行明确规定，而不是干多干少都一样，应该强调用技术与汗水保机车质量安全，而不是靠运气度过难关。4.4.3要紧盯改革重点环节的推进以检、修一体的检修体制改革，检查、维修的同步设置和异体监督，以车间为单位组织生产，初步代替原来的盲目性、固态性、后置性修理方式，大力开展以状态性、预防性修理为主体内容的精准检修。4.4.4要以安优线建设为平台以安优线建设为平台，让检修作业的工具、设备有质与量的变化。开展达标建线重点工作，也是“强基达标、提质增效”工作的落脚点，一方面对检修车间的老旧化检修设备进行一次更换，例如机车库内充电装置的更换。一方面，加强车间工具管理制度的提升和完善，杜绝之前的“每人一柜工具”的管理缺失现象，车间集中对日常检修工具进行登记、维护、发放，全面使用工具管理系统，对所有在用工具进行条码管理。当职工使用工具时，只需要简单的扫码便可以做到人、物对应，既降低职工在工具保管上所花费的精力，也保证了工具的数量和质量，有助于提高机车检修效率。5结语当前，我国的科学发展水平在不断