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摘 要:本文主要介绍高速动车组转向架动态电缆的固定方式从而分析连接器发生故障的原因。
关键词:动车组;转向架;动态电缆;连接器
0 引言
电机连接器是转向架电机电缆与车体侧电缆的连接装置,根据动车组牵引系统控制逻辑,当电机变流器模块检测到牵引电机、电机电缆或MCM接地故障时,列车立即报出“接地故障MCMx”,并封锁相应的变流器模块;当电机变流器模块检测到某一相电流超过电流限值时,列车立即报出“转向架x-MCMx:电机相x过流。本文针对转向架动态电缆在实际应用过程中的受力状态做出分析并提出解决方案。
1 连接器的安装结构
连接器安装结构见图1-1:从转向架过来电机电缆与车体侧电缆在设备舱隔板处通过魏德米勒连接器连接。魏德米勒连接器为公母端插接结构。电机电缆共6根150 mm2,外径约26 mm,分两层布置,即3根电缆共用一个连接器插头。在转向架侧,连接器尾部电缆由线夹固定,线夹包括上、下橡胶夹及金属夹板。
2 连接器故障状态以及原因分析
(1)故障状态:
连接器缩针情况见图2-1。
连接器插针护套止动卡扣出现断齿,见图2-2。
电缆在线夹处无滑移现象,线夹(橡胶夹及金属夹板)变形比较严重,线夹固定支架轻微变形,见图2-3。
(2)连接器烧损故障原因为连接器尾部电缆(电机侧)固定强度不够,列车运行中电缆摆动产生的力传递到连接内部,造成连接器绝缘护套止动卡扣断裂,进而导致插针缩针,接触电阻变大发热烧损。
3 作用力分析以及整改措施
3.1 作用力分析
对转向架侧电机电缆现有结构进行有限元分析,取活动段电机电缆振动加速度进行加载。计算结果电缆末端最大位移3.05 mm,见图3-1;电缆固定支架最大应力为271 MPa,见图3-2。
3.2 整改措施
对连接器尾部电缆固定支架和线夹进行加固,见图3-3:电缆固定橡胶块宽度由30 mm改为60 mm,即两边各增加15 mm,固定点由2个增加到4个;金属夹板板厚由2 mm改为4 mm不锈钢板;固定支架加强,板厚由2 mm改为
3 mm不锈钢,上、下两个支架整合成一个件。
优化安装工艺,在连接器线夹安装过程中,增加工装控制电缆移动代替工人手推电缆操作,能避免人为因素引起的电缆大幅度活动,从而避免对连接器产生不良作用。
3.3 整改方案驗证
对改进后的方案进行有限元分析,取活动段电机电缆振动加速度进行加载。计算结果电缆末端最大位移0.38 mm,见图3-4;电缆固定支架最大应力为72.49 MPa,见图3-5。
与原方案对比,整改后方案在结构强度和对电缆的固定方面都有很大提高,见表3-1。
4 结论与建议
通过以上分析,对连接器尾部电缆固定支架和线夹进行加固,能有效解决列车在运行过程中由于电缆的摆动造成对连接器插针缩针的问题。
参考文献:
[1]王开团.CRH380D型动车组[M].北京:中国铁道出版社有限公司,2019.5.
[2]霍长存.高速动车组转向架技术研究[J].中国周刊,2020,45(4):190.
[3]CRH1型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2007.8.
关键词:动车组;转向架;动态电缆;连接器
0 引言
电机连接器是转向架电机电缆与车体侧电缆的连接装置,根据动车组牵引系统控制逻辑,当电机变流器模块检测到牵引电机、电机电缆或MCM接地故障时,列车立即报出“接地故障MCMx”,并封锁相应的变流器模块;当电机变流器模块检测到某一相电流超过电流限值时,列车立即报出“转向架x-MCMx:电机相x过流。本文针对转向架动态电缆在实际应用过程中的受力状态做出分析并提出解决方案。
1 连接器的安装结构
连接器安装结构见图1-1:从转向架过来电机电缆与车体侧电缆在设备舱隔板处通过魏德米勒连接器连接。魏德米勒连接器为公母端插接结构。电机电缆共6根150 mm2,外径约26 mm,分两层布置,即3根电缆共用一个连接器插头。在转向架侧,连接器尾部电缆由线夹固定,线夹包括上、下橡胶夹及金属夹板。
2 连接器故障状态以及原因分析
(1)故障状态:
连接器缩针情况见图2-1。
连接器插针护套止动卡扣出现断齿,见图2-2。
电缆在线夹处无滑移现象,线夹(橡胶夹及金属夹板)变形比较严重,线夹固定支架轻微变形,见图2-3。
(2)连接器烧损故障原因为连接器尾部电缆(电机侧)固定强度不够,列车运行中电缆摆动产生的力传递到连接内部,造成连接器绝缘护套止动卡扣断裂,进而导致插针缩针,接触电阻变大发热烧损。
3 作用力分析以及整改措施
3.1 作用力分析
对转向架侧电机电缆现有结构进行有限元分析,取活动段电机电缆振动加速度进行加载。计算结果电缆末端最大位移3.05 mm,见图3-1;电缆固定支架最大应力为271 MPa,见图3-2。
3.2 整改措施
对连接器尾部电缆固定支架和线夹进行加固,见图3-3:电缆固定橡胶块宽度由30 mm改为60 mm,即两边各增加15 mm,固定点由2个增加到4个;金属夹板板厚由2 mm改为4 mm不锈钢板;固定支架加强,板厚由2 mm改为
3 mm不锈钢,上、下两个支架整合成一个件。
优化安装工艺,在连接器线夹安装过程中,增加工装控制电缆移动代替工人手推电缆操作,能避免人为因素引起的电缆大幅度活动,从而避免对连接器产生不良作用。
3.3 整改方案驗证
对改进后的方案进行有限元分析,取活动段电机电缆振动加速度进行加载。计算结果电缆末端最大位移0.38 mm,见图3-4;电缆固定支架最大应力为72.49 MPa,见图3-5。
与原方案对比,整改后方案在结构强度和对电缆的固定方面都有很大提高,见表3-1。
4 结论与建议
通过以上分析,对连接器尾部电缆固定支架和线夹进行加固,能有效解决列车在运行过程中由于电缆的摆动造成对连接器插针缩针的问题。
参考文献:
[1]王开团.CRH380D型动车组[M].北京:中国铁道出版社有限公司,2019.5.
[2]霍长存.高速动车组转向架技术研究[J].中国周刊,2020,45(4):190.
[3]CRH1型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2007.8.