振动对接触式障碍物检测装置性能的影响研究_常飞.pdf
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1、第期 年月 研究开发文章编号:()振动对接触式障碍物检测装置性能的影响研究常飞(中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心,吉林 长春 )摘要:障碍物检测装置作为保证地铁列车安全运营的系统之一,在无人驾驶地铁列车中有着广泛的应用。为了有效降低列车与轨道上障碍物相撞引发的风险等问题,本文设计并研制了一套接触式障碍物检测系统。在此基础上利用不同类型的障碍物,在不同质量和速度的情况下,在试验台上分别对接触式障碍物检测装置进行了静态碰撞模拟试验和动态碰撞模拟试验。详细介绍了静态和动态下的障碍物检测装置的功能验证试验方法,以及详细的试验步骤,并对比分析了振动对静态和动态两种试验方法的性能影响,
2、其中动态碰撞模拟试验的振动量级是基于标准 下的类振动量级。试验结果表明:动态模拟试验结果与静态模拟试验结果存在一定的偏差,但这个偏差在一定的范围内,并且随着障碍物重量的增加偏差逐渐减小。研究过程为后续列车障碍物检测装置在轨道交通装备制造领域的发展提供了借鉴和思考。关键词:地铁;接触式;障碍物;检测装置;静态碰撞模拟试验;动态碰撞模拟试验中图分类号:文献标志码:(,):,:;收稿日期:第一作者:常飞(),女,高级工程师。近些年来,随着轨道交通行业的飞速发展,轨道车辆的安全等级要求也越来越高,进而对接触式障碍物检测装置的要求也进一步提高。障碍物检测装置能够检测障碍物威胁程度,并能够及时检测列车碰撞
3、状态产生的制动信号,保障行车安全。装置主要的承载结构包括支座、横梁、吊臂、板弹簧、齿板等,其余辅振动对接触式障碍物检测装置性能的影响研究常飞助零部件有连接件、电气件、密封件、覆盖件等,对于该装置功能要求如下:装置安装于列车转向架固定位置,不影响正常的车辆运行;检测横梁在不影响列车运动包络线的情况下,应尽可能设计的低;考虑一级悬挂装置、车轮磨损等因素,定义检测横梁与钢轨表面距离;装置能检测轨道附近障碍物,判断障碍物威胁程度,将威胁程度不大的障碍物清出轨道,对于威胁程度较大的障碍物,产生碰撞信号;装置在列车碰撞后及时检测到列车碰撞状态,产生碰撞信号;根据车轮磨损、镟修等因素,装置能够根据实际工况调
4、节距离轨道高度。接触式障碍物检测装置作为车辆运行安全的关键组成部分,特别是对无人驾驶车辆的运行安全起到至关重要的作用。接触式障碍物检测装置主要利用检测装置前端检测横梁碰撞障碍物后引起板弹簧的变形,当变形超过预行程后触发信号进而确认有障碍物。国内有关学者根据接触式障碍物检测装置的原理,利用有限元的方法分析了装置的强度、模态及动力学分析,填补了国内障碍物检测装置研究的空白。靳尚宇 在进一步研究的基础上实现了接触式障碍物脱轨装置在列车运营的试验要求,证明了该装置工作稳定可靠。目前,列车运营过程中产生的振动对检测装置的影响这一研究还存在空白。本文依据随机振动试验标准 ,在标准中二类功能性随机振动量级下
5、,利用振动试验台进行动态性能试验,分别在静止及振动试验过程中研究不同类型的障碍物对接触式障碍物检测装置带来的影响,测试其动态碰撞机理,研究其动力学参数。试验对象及试验设备试验对象本次试验以某城市地铁项目接触式障碍物检测装置为样本,具体几何模型见图,该检测装置总重为 ,安装在列车转向架前端。图某地铁接触式障碍物检测装置模型试验设备检验设备型号见表,设备均在检定有效期内,图为振动试验台及试验样件。表检验设备名称编号型号 振动台 高速摄像机 速度传感器 铁球、枕木、橡胶、混凝土 图振动试验台及试验样件试验内容静态模拟试验图为静态试验测试现场,将试验样件固定于振动试验台检测工装面上,试验台不开启。先使
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