轻轨车辆电器检修与维护分析届机电一体化轻轨方向.docx
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轻轨车辆电器检修与维护分析届机电一体化轻轨方向
毕业设计〔论文〕
题目轻轨车辆电器检修与维护分析
姓名：
**学号：
系别：
机电一体化〔轻轨方向〕
班级：
2021
指导老师：
重庆交通大学继续教育学院
2021年5月
毕业设计〔论文〕任务书
题目：
轻轨车辆电器检修与维护分析
〔任务起止日期年月~2021年5月〕
学院：
专业：
机电一体化〔轻轨方向〕
姓名：
**
学号：
指导教师：
重庆交通大学继续教育学院
注：
1.此任务书应由指导教师填写。
2.此任务书最迟必须在毕业设计开始前一周下达给学生。
设计题目
轻轨车辆电器检修与维护分析
学生姓名
**
指导教师
专业负责人
学系
2021
专业
机电一体化〔轻轨方向〕
班级
1.设计的主要任务及目标：
单轨车辆检修和地铁车辆检修类似，包含机械检修和电气检修两大局部，其中电气检修又包含电器设备检修和电气系统检修，本课题将重点研究单轨车辆电器设备的检修与维护。
本课题将从单轨电器设备中的较为重要的空调系统、蓄电池、受电弓进行研究分析，研究分析内容包含功能、结构、工作原理及检修维护等方面。
2.设计的根本要求和内容
〔1〕单轨车辆概述
〔2〕城轨车辆空调系统的检修与维护
〔3〕城轨车辆蓄电池的检修与维护
〔4〕城轨车辆受电弓的检修与维护
3.主要参考文献〔文献不少与5篇〕：
[1]FuRong;LiQiming;,"AnalysisontheSafetyRiskofSubwayMaintenanceOperation,"ManagementandServiceScience,2021.MASS'09.InternationalConferenceon,vol.,no.,pp.1-5,20-22Sept.2021
[2]许玉清.机务段机车检修工艺治理的探讨[J].机车电传动.2005（06）
[3]刘光煜,冯贺微.大型养路机械检修的工艺治理[J].铁道技术监督.2007（01）
[4]张永革,宁广庆,梁晟桦.构建符合生产实际的大型养路机械检修治理模式[J].铁道技术监督.2021（02）
[5]陆万忠，柳拥军.关于城市轨道交通车辆检修制度的改革设想[J].城市轨道研究2021-05-15
[6]候承印,杨德清.大型养路机械检修工作的探讨[J].铁道技术监督.2000（02）
[7]YingLu;QimingLi;LiangliangSong;,"SafetyriskanalysisonsubwayoperationbasedonSocio-TechnicalSystems,"Quality,Reliability,Risk,Maintenance,andSafetyEngineering（ICQR2MSE）,2021InternationalConferenceon,vol.,no.,pp.180-184,15-18.June.2021
4.进度安排
序号
毕业设计各阶段名称
起止日期
1
确定具体选题
2
撰写，提交开题汇报
3
打算资料、展开毕业设计
4
毕业论文撰写
5
毕业论文定稿、打印装订及辩论打算
6
毕业设计辩论
5.其他事项
毕业设计〔论文〕
开题汇报
题目：
轻轨车辆电器检修与维护分析
学院：
专业：
机电一体化〔轻轨方向〕
学生：
**
学号：
指导教师：
重庆交通大学继续教育学院
一、选题目的与意义
近几年来，我国城市轨道交通开展迅速，为缓解城市交通压力作出庞大的奉献。
重庆的跨座式单轨也是为重庆的交通做出了庞大奉献，而这项技术全由日本引进过来。
而单轨车辆作为城市轨道交通的重要组成局部，为保证车辆的正常运行，车辆检修显得尤为重要。
单轨车辆检修和地铁车辆检修类似，包含机械检修和电气检修两大局部，其中电气检修又包含电器设备检修和电气系统检修，本课题将重点研究单轨车辆电器设备的检修与维护。
本课题将从单轨电器设备中的较为重要的空调系统、蓄电池、受电弓进行研究分析，研究分析内容包含功能、结构、工作原理及检修维护等方面，为同行业提供参考。
二、国内外的研究状况
三、主要研究内容
〔1〕单轨车辆概述
〔2〕城轨车辆空调系统的检修与维护
〔3〕城轨车辆蓄电池的检修与维护
〔4〕城轨车辆受电弓的检修与维护
四、研究方法与实施方案
五、主要参考文献
[1]FuRong;LiQiming;,"AnalysisontheSafetyRiskofSubwayMaintenanceOperation,"ManagementandServiceScience,2021.MASS'09.InternationalConferenceon,vol.,no.,pp.1-5,20-22Sept.2021
[2]许玉清.机务段机车检修工艺治理的探讨[J].机车电传动.2005（06）
[3]刘光煜,冯贺微.大型养路机械检修的工艺治理[J].铁道技术监督.2007（01）
[4]张永革,宁广庆,梁晟桦.构建符合生产实际的大型养路机械检修治理模式[J].铁道技术监督.2021（02）
[5]陆万忠，柳拥军.关于城市轨道交通车辆检修制度的改革设想[J].城市轨道研究2021-05-15
[6]候承印,杨德清.大型养路机械检修工作的探讨[J].铁道技术监督.2000（02）
[7]YingLu;QimingLi;LiangliangSong;,"SafetyriskanalysisonsubwayoperationbasedonSocio-TechnicalSystems,"Quality,Reliability,Risk,Maintenance,andSafetyEngineering（ICQR2MSE）,2021InternationalConferenceon,vol.,no.,pp.180-184,15-18.June.2021
六、指导教师意见
指导教师：
时间：
七、学院毕业设计〔论文〕指导小组意见
负责人：
时间：
毕业设计〔论文〕
题目轻轨车辆电器检修与维护分析
专业机电一体化〔轻轨方向〕
班级2021
学生**
学号
指导教师
重庆交通大学继续教育学院
2021年
轻轨车辆电器检修与维护分析
摘要：
近几年来，我国城市轨道交通开展迅速，为缓解城市交通压力作出庞大的奉献。
重庆的跨座式单轨也是为重庆的交通做出了庞大奉献，而这项技术全由日本引进过来。
而单轨车辆作为城市轨道交通的重要组成局部，为保证车辆的正常运行，车辆检修显得尤为重要。
单轨车辆检修和地铁车辆检修类似，包含机械检修和电气检修两大局部，其中电气检修又包含电器设备检修和电气系统检修，本课题将重点研究单轨车辆电器设备的检修与维护。
本课题将从单轨电器设备中的较为重要的空调系统、蓄电池、受电弓进行研究分析，研究分析内容包含功能、结构、工作原理及维护检修等方面，为同行业提供参考。
关键词：
轻轨车辆；电器设备；维护与检修
AnalysisofMaintenanceAndRepairoftheElectricalofLightRailVehicle
Abstract:
inrecentyears,thedevelopmentofcityrailtransitinChinaissorapidly,whichmadeagreatcontributiontoeasethetrafficpressureinthecity.StraddletypemonorailinChongqingalsomadeagreatcontributiontothetrafficinChongqing,whichallimportedfromJapan.Whilethemonorailvehicleisanimportantpartofcityrailtraffic,toensurethenormaloperationofthevehicle,vehiclemaintenanceisveryimportant.
Monorailvehiclerepairandmaintenanceofsubwayvehiclesimilar,includingmechanicalmaintenanceandelectricalmaintenancetwoparts,whereintheelectricalmaintenanceandrepairelectricalequipmentmaintenanceandelectricsystem,thispaperwillfocusonthemonorailvehicleinspectionandmaintenanceofelectricalequipment.Thistopicwillbethemonorailfromelectricalequipmentinairconditioningsystem,themoreimportantthepantographbybattery,carriesontheresearchanalysis,researchcontentsincludingfunction,structure,workingprincipleandmaintenanceandotheraspects,soastoprovidereferenceforthesametrade.
Keywords:
lightrailvehicles;electricalequipment;maintenanceandrepair
1轻轨车辆简介
本文本文所称轻轨是指重庆的跨座式单轨，跨座式单轨交通系统属于车轮运行模式，但与传统的钢轮钢轨、双轨线路有很大的区别，它占有的空间比传统的双轨线路要小。
跨座式单轨铁路具有占用空间少、空间利用率高、噪声低、爬坡能力强、转弯半径小、建设周期短、造价比地铁低等优点，特别适合重庆山城丘陵的地理特点。
目前，重庆已开通轨道交通二号线，三号线两条单轨线路。
下面就对单轨车辆进行简单介绍。
图1.1重庆轨道交通二号线和三号线
图1.2跨座式单轨轨道梁和车辆断面
图1.3轨道梁和列车行走的简易示意图
1.1车体
跨座式单轨车辆分大、中型两种,为4辆或6辆编组；受橡胶轮胎载重的限制,为了多载乘客必须使车体轻量化，故车体一般采纳铝合金焊接结构；为了降低主电动机、减速齿轮装置等主噪声源往外扩散的噪音,车辆两侧都设裙板进行包封,既美观又能减噪音。
1.2司机室
司机室设在列车的两端,设侧开门,并与乘客车厢隔开，正面的窗户采纳平面玻璃保证了司机室的正面采光；两边角处使用了适宜的曲面玻璃以扩大司机的视野；这种单轨车通过ATO能进行自动运行，也可人工操作运行。
1.3车厢内部
车厢地板面为全平板地面，在车轮部位也没有突起；电器设备,也设在该地板下面的车底局部；座席采纳纵向座椅，从而增大了车厢内的有效空间；车厢间设全贯穿式通道，车的头部设有紧急出口门；在车厢内还装有空调装置，该空调装置可制冷和采暖，通过环流风扇保持了舒适的室内环境。
1.4转向架
重庆二号线跨座式单轨交通车辆转向架为无摇枕特别结构的跨座式2轴转向架，每辆车有2台跨座式转向架，转向架的每根车轴由1台交流牵引电动机驱动。
转向架承载面为中心牵引装置和空气弹簧。
构架是钢板焊接结构，具有足够的刚度和强度。
转向架与车体之间的悬挂装置为空气弹簧，并装有横向减震器，有良好的动力性能，轴重小于11t。
走行轮，导向轮，稳定轮均为橡胶轮胎。
走行轮系无内胎钢丝橡胶轮胎，内充氮气，每台转向架有4个走行轮胎；导向轮、稳定轮内充压缩空气。
走行轮泄气时由安装在转向架两端梁上的实心轮胎做为辅助车轮。
水平车轮中，有位于上方的4个导向轮和位于下方的2个稳定轮，都是带尼龙丝的橡胶车轮。
转向架构架由侧梁、横梁、端梁及导向、稳定车轮的支承架构成，构架内部作空气弹簧辅助空气室。
车体支承装置中有空气弹簧、高度自动调节阀、压差动作阀、油压减震器、横向止档、防震橡胶等组成。
图1.4动力转向架组装图
1.5驱动装置
跨座式转向架的驱动装置与铁路转向架一样，由牵引电机、联轴器和齿轮减速箱等部件等成，所不同的是铁路转向架的驱动装置全部放在轮对的两个车轮之间，而跨座式则全部放在构架外侧。
重庆“较——新〞线单轨车辆的牵引电机为三相鼠笼式异步电机。
电机输出功率105KW，线电压1100V，额定转速3439R/MIN，电机绝缘等级为H级，自然通风冷却，转子导条采纳铸铝材料。
电动机固定在跨座式转向架上，电机通过弹性联轴结与齿轮箱连接，齿轮箱传动比6.55:
1，有利于提高牵引电机转速，减小牵引电机体积，为解决牵引电机安装控件缺乏制造条件。
图1.5单轨交通机械传动局部图1.6鼠笼式电动机
三相鼠笼式异步电动机，主要由定子和转子两个局部组成，定子、转子之间是间隙。
转子绕组是用作产生感应电势、并产生电磁转矩的，它的转子绕组是自己短路的绕组，在转子的每个槽中放有一根导体，导体比铁芯长，在铁芯两端用两个端环将导体短接，形成短路绕组。
假设将铁芯去掉，剩下的绕组形状似松鼠笼子，故称鼠笼式绕组。
鼠笼式电动机结构简单、制造本钱低、运行维护方便，被广泛地应用于工农业生产中，也作为电力拖动的原动机。
但是它的缺点是调速能力差，启动力矩小，因此在一些要求平滑调速和启动力矩大的工况下，常采纳多种方法进行运作。
1.6传动装置
采纳两级减速直角齿轮传动方法，减速箱由输入轴、中间轴和驱动轴组成。
电机到齿轮箱的连轴节为弹性连轴节，齿轮采纳飞溅润滑方法。
减速箱的外面敷设有降低噪音的减振材料。
1.7主电动机
主电动机输出功率为75KW，采纳带有直流串联绕组补偿极的圆形偏转线圈的开式自通风结构。
每台转向架安装两台电动机，通过橡胶挠性联轴节与齿轮箱相连，进行传动。
主电动机的绝缘等级为H级，电机转子，励磁系统都采纳无溶剂树脂进行真空浸渍，满足了小型轻量化要求。
在换气侧设置了冷却风扇，在出口处安装有消音器以降低其本身噪音。
1.8斩波器操作装置
每列车设两组斩波器，每组可操作八台主电动机，斩波方法为串联消弧形翻新振荡脉冲方法，使用反向耐压2500V、额定平均正向电流400A的反向导通式可控硅。
作为附加再生制动的电动机斩波器操作方法，是通过来自主操作器的手动运行指令，和来自ATO装置的自动运行指令，在牵引运行时操作直接加在主电动机上的电压，在制动时操作电力再生，进而操作了电车的减速度。
通过采纳再生制动装置，降低了电能的消耗，同时完成了主回路的无接点化、自动化，提高了可靠性。
1.9集电装置〔受电弓〕
跨座式单轨车辆受电装置分正极和负极2种，2种受电装置安装在转向架上，采纳侧面滑动受电。
在司机室车辆上，每辆车安装2台负极受电弓；在无司机室的车上，每辆车安装2台正极受电弓。
图1.7单轨接触网受电图
1.10变流装置
重庆单轨车主电路由受电装置、熔断器、避雷器/浪涌汲取器、高速断路器、输入滤波器、VVVF逆变器、线路接触器等部件组成。
在受电装置附近装有一台避雷/浪涌汲取器，每个动力单元主逆变器受高速断路器〔HSCB〕爱护，高速断路器可高效地爱护由于短路、接地造成的过流，其爱护特性与相对应牵引变电站64D爱护系统相匹配和协调。
输入滤波器有电抗器和电容器组成，故障情况下滤波器储存的能量当即被释放不会对车辆任何系统部件导致二次性损坏。
全部接触器均使用DC1500V等级。
VVVF逆变器通过输入过流、输出过流、低输入网压、过压、过热、相电流电压不平衡和牵引电机的过流爱护等实施爱护。
VVVF逆变器包含输入滤波器、三相逆变器模块，VVVF逆变器采纳自然冷却。
每台逆变器装一台DC1500VHSCB。
使用双微机系统对VVVF逆变器进行操作。
1.11根底制动装置
空气制动的结构式通过空油变换器使空气压力和油压相互交换，使传动装置设置的通过油压卡钳增压的制动闸片作用到制动圆盘的结构。
每辆车内，由每台转向架的二根轴组成停车制动机构，停车制动是利用在空油变换器内设置的弹簧而产生作用的。
平常通过压缩空气压缩弹簧缓解制动，通过电磁阀断电产生制动作用。
这种制动力，即使在满员时通过最大坡道也具有能使车辆处于停止状态的性能。
在传动轴端部设走行轮的内压检测装置。
当轮胎压力低于规定压力时，开关关闭，设有驾驶台上的监视器将显示轮胎内压警报。
在齿轮轴箱体上的安装感应式速度传感器。
1.12空气制动装置
空气制动装置采纳附加空重车调整装置，并利用再生制动的电磁直通方法。
通过空油变换器可完成空气压力和油压的交换，从而产生制动作用。
当再生制动力缺乏的时候，由空气制动力补充。
制动系统由常用制动、紧急制动、和平安制动三个系统构成。
其它，还具有利用空油变换器内的弹簧力产生停车制动的性能。
2轻轨车辆空调装置的检修与维护
2.1轻轨车辆空调装置的维护
制冷系统的设备，因运动部件的磨损、腐蚀、结垢、振动、劳累等会逐渐丧失其原有的工作性能。
操作人员对系统内的设备必须进行必要的维护和保养，以延长其使用寿命和修理周期。
因此，认真地维护保养，确保各设备长期正常运行，才能充分发挥其最大的经济效益。
系统在运行过程中，故障的产生必定有其先兆和起因。
先兆可以通过操作人员的听看、闻、摸等手段发觉，并对一些不正常现象进行正确的分析出理，以预防故障的产生和失控。
产生故障的原因，除了自然磨损、腐蚀、结垢、损坏外，还有是因操作不当、维护保养不善造成的。
因此，操作人员实行上岗前的专业技术培训，对制冷系统的正常运行，减少维修费用和配件库存量等非常必要的，也有利于操作人员业务素养的日益提高。
2.1.1压缩机的维护保养
压缩机在正常运行时油位应保持在油眼中线附近，过高或过低会失去油眼对油位的监视作用，且润滑不利。
新安装的压缩机油位可在油眼2/3处高度上，以保证试运行时油位不会太低。
试车结束后应将曲轴箱内的冷冻机油全部放尽，并进行内部清洗，然后加油至标准油位。
在运行中当油位下降至最低限位以下时，可按加油操作程序进行补充冷冻机油。
假设油位下降失常，不能盲目加油，应停机检查、分析漏油原因，并进行处理。
为确保压缩机平安运行，必须认真调节满足油压。
为保证压缩机运行时的正常油压，保持正常油位，清洗油过滤器，疏通输油管路，更换冷冻机油，标准选用的品牌是应做的日保养工作。
运行中的油温一般在35~50℃之间，因为该油温是局部排气热量、摩擦热、吸气冷量、环境温度、油冷却器之间的热平衡温度。
过高或过低的油温，应对其原因进行分析，及时进行处理。
一般观察润滑状况、触摸运动部位外表温度和冷却器进出水温及温差、调整冷却水量、定期去除油冷却管内的水垢和杂质，是保证压缩机正常油温的工作内容。
运行中的压缩机是有肯定振动和响声的，假设产生强烈振动和异常噪音的部位，预防地脚螺栓松动、衔铁移位、联轴器减震橡胶磨损，如振动和噪音来自压缩机内部，应根据压缩机相位故障进行分析并及时排解。
压缩机简单泄漏的部位主要是轴封处，其次是螺纹连接的油眼和螺栓连接的密面。
轴封处泄漏量不超过10滴/小时或更低，如发生大泄漏，则应停机检修。
造成轴封泄漏的原因很多，其中维护不善是其主要原因，如油压缺乏、润滑油不清洁等。
油眼泄漏主要是操作人员没有按正常停机操作程序，曲轴箱内制冷剂较多，使曲轴箱压力升高，或油眼、密封圈老化等。
密封线泄漏主要是运行时压缩机的振动和压力的冲击，使螺栓松动。
平常在维护中发觉螺母、螺栓松动，应及时紧固。
假设已经泄漏，在高压部位拧紧的难度较大，施力过猛简单造成螺栓断裂和滑扣，因此，停机泄压后再拧紧更为平安可靠。
正确的保养与维护对螺杆空压机的使用寿命及运行可靠性起着至关重要的作用。
（1）进气空滤芯的维护与保养
空气滤清器是滤除空气尘埃污物的部件，过滤后的干净空气进入螺杆转子压缩腔压缩。
因螺杆机内部间隙只同意15u以内的颗粒滤出。
如果空滤芯堵塞破损，大量大于15u的颗粒物进入螺杆机内循环，不仅大大缩短机油滤芯、油细别离芯的使用寿命，还会导致大量颗粒物直接进入轴承腔，加速轴承磨损使转子间隙增大，压缩效率降低，甚至转子枯燥咬死。
〔1〕空滤芯最好每星期保养一次，拧开压盖螺母，取出空滤芯，用0.2-0.4Mpa的压缩空气，从空滤芯内腔向外吹除在空滤芯外外表的尘埃颗粒，用干净的抹布将空滤壳内壁上的赃物擦干净。
回装空滤芯，注意空滤芯前端部的密封圈要与空滤壳内端面贴合严密。
柴油动力螺杆机的柴油机进气空滤芯的保养应与空压机空滤芯同步进行，保养方法相同。
〔2〕空滤芯正常情况1000-1500小时更换一次，环境特别恶劣的使用园地，如矿山、陶瓷厂、棉纺厂等，建议每500小时更换空气滤芯。
〔3〕清洁或更换空滤芯时，部件是必须一一合对，严防异物落入进气阀。
〔4〕平常须经常检查进气伸缩管有无破损、吸扁，伸缩管与空滤进气阀的连接口有无松动、漏气。
如发觉须及时修复、更换。
（2）机油过滤器的更换
〔1〕新机第一次运行500小时后应更换机油芯，用专用扳手反旋油滤芯取下，新滤芯装上前最好加螺杆机油，滤芯密封用双手拧回油滤座，用力拧紧。
〔2〕建议每1500-2000小时更换新滤芯，换机油时最好同时更换油滤芯，在环境恶劣时使用应缩短更换周期。
〔3〕严禁超期限使用机油滤芯，否则由于滤芯堵塞严峻，压差超过旁通阀承受界限，旁通阀自动翻开，大量赃物、颗粒会直接随机油进入螺杆主机内，造成严峻后果。
〔4〕柴动螺杆机柴油机机油过滤芯及柴油过滤芯的更换应遵循柴油机保养要求进行，更换方法与螺杆机油芯类似。
（3）油细别离器的维护更换
〔1〕油细别离器是将螺杆润滑油与压缩空气别离的部件，正常运行下，油细别离器的使用寿命在3000小时左右，但润滑油的品质及空气的过滤精度对其寿命有庞大影响。
可见在恶劣使用环境下必须缩短空滤芯的保养更换周期，甚至考虑加装前置空气滤清器。
〔2〕油细别离器在到期或者前后压力差超过0.12Mpa后必须予以更换。
否则会造成电机过载，油细别离器破损跑油。
〔3〕更换方法：
a.拆下油气桶盖上安装的各操作管接头。
取出装油气桶盖上伸入油气桶内的回油管，拆出油气桶上盖紧固螺栓。
b.移开油气桶上盖，取出油细别离器。
除去粘在上盖板上的石棉垫及污物。
c.装入新的油细别离器，注意上下石棉垫必须加钉订书订，压紧时石棉垫必须摆整齐，否则会引起冲垫。
d.按原样装回上盖板、回油管、各操作管，检查有无泄漏。
（4）螺杆机油的保养及更换
螺杆机油的好坏对喷油螺杆机的性能具有决定性的影响，良好的油品具有抗氧化稳定性好、别离迅速、清泡性佳、高粘度、防腐性能好，因此，用户必须使用纯粹的本公司专用螺杆机油。
1.新机磨合期500小时后进行首次油品更换，以后每运行2000小时更换新油。
换油时最好同时更换油过滤器。
在环境恶劣的园地使用缩短更换2.更换方法：
a.起动空压机运行5分钟，使油温升至50℃以上，油品粘度下降。
b.停止运行，当油气桶内存有0.1Mpa压力时，翻开油气桶底部的放油阀，接上储油罐。
放油阀应渐渐翻开，以免带压带温润滑油四溅伤人污物。
等润滑油成滴状后关闭放油阀。
拧开油滤芯，把各管路里的润滑油同时放尽，换上新油滤芯。
c.翻开加油口螺堵，注入新油，使
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