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关于地铁塞拉门摆臂脱落问题的研究

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-09 编辑:生活故事

1序言

地铁乘客门是地铁车辆的重要组成部分。目前,乘客舱门主要分为三种类型:滑动门,内门和外门。其中,由于其良好的密封性,低的占用率,较高的美观度和流畅的流线型,滑动门已成为城市轨道车辆乘客车厢门中最好的综合门系统。以奥地利IFE,南京康妮,德国博德和法国Faiveley为代表的门研发制造商推动了推拉门的快速发展,并成为阿尔斯通,西门子,庞巴迪和国内南北轿门的首选。

1.左门页面2.右门页面3.门槛4.左摆臂5.右摆臂6.隔离开关7.紧急入口设备8.紧急出口设备9.侧面安装支架10.中间安装支架11。机构12.上部护板13. EDCU组件14.左侧护板15.右侧护板16.紧急入口单元钢丝绳17.紧急出口装置钢丝绳塞门工作原理:门的左门页面和右门页面以及机构门架连接,门机构的顶部装有上滑道,门的下部装有滑行道。门的运动由EDCU电子门控制器控制。当门打开时,门架的辊在上滑架中滚动并安装在车身的结构中。上摆臂装置与门扇的滑动路径配合以引导门扇的平移运动。

作为插入门系统的组件,摆臂组件在门页切换过程中起着重要的指导作用。

摆臂的脱落直接影响门系统的切换轨迹,这可能导致门无法打开或关闭,这将不可避免地影响地铁的运行,甚至对乘客的人身安全构成威胁。

2问题概述

在实际的车辆操作中,地铁线路存在在试运行过程中手臂悬空的问题,从而导致明显的乘客失灵。

通过现场检查发现,在下降的摆臂原始安装区域中,车身的C形槽出现了鼓胀变形,并且摆臂的T型螺栓从C形槽中掉落了。的身体。

可以看出,C型槽的变形是螺栓脱落的原因。螺栓脱落并拉动门页最终导致臂脱落和门系统故障。找出C形槽变形的原因是解决摆臂掉落问题的根本方法。

本文对摆臂安装结构中C型槽和螺栓的应力状态进行了理论分析和模拟,并通过试验方法找出了C型槽失效的可能原因。

首先,通过理论模型下理想模型的分析,获得了C型槽的理论力数据。

其次,通过模拟三种极端工作条件,得出了C型槽应力状态的变化趋势。

然后,通过测试方法验证了仿真结果。

最后结合分析结果提出了预防措施。

3个原因分析

3.1理论分析

在特定区域中,C型槽仅承受单向力F,这会由于过大的力F而造成损坏。

具体分析:

T=KDF(1)

T-螺栓紧固力矩;

K型螺栓扭矩系数(0.1-0.45)(与螺栓齿的类型和摩擦系数有关);

F螺栓预紧。

假设螺栓应力均匀分布,则螺栓与C形槽之间的应力为_

_=F/S(2)

公式中的S应力区域。

在C型槽和T型螺栓紧固结构中,如果T型螺栓的尾部较大(S),则C型槽的应力将较小,并且结构将相对安全。

在该模型中,所施加的扭矩t=17.3mm,k=0.2,d=8mm,s=2cm2=54.1Mpa<;[\u3]=240mpa(3)

根据理论参数的理想模型,c型槽和t型螺栓是完全安全的。

3.2有限元分析

为了真实地模拟c型槽和t型螺栓的应力,在abaqus中引入并建立了下摆臂、螺母、垫片、立柱和t型螺栓的有限元模型。螺栓材质为304,立柱材质为6005a,给出弹性模量、泊松比、抗拉强度等材料。加载扭矩值为17.3nm的预紧力。根据分析,执行以下操作:

(1)理想的工作条件(侧面压缩50%,根部压缩50)

(2)仅C型槽侧面加载条件(简单侧面压缩)

(3)仅C型槽根部加载条件(简单根部压缩)

(1)理想工作条件

在理想工况下,螺栓在扭转过程中均施加预紧力和扭转力,侧向和根部的承载力分别占50%。此时,C型槽的应力分布图和螺栓的屈服状态。

(2)只有侧向加载条件

当T型螺栓与C型槽顶部由于人为因素未完全接触时,螺栓预紧力起决定性作用,假设只施加螺栓预紧力,而不施加螺栓与C型槽接触后的扭转力。

c型槽的最大应力值位于侧面,螺栓根部大面积屈服。

(3)仅根部加载条件

当人为因素造成的T型螺栓未完全与C型槽侧面接触时,此时螺栓扭矩起决定性作用,假设仅T型螺栓之后的扭矩值与C型槽侧面接触。使用C形槽,并且不应用螺栓预紧。受力时,C形槽的最大应力在根部,螺栓的根部出现小面积屈服。

根据以上分析结果,可以在三种情况下获得C型槽应力和T型螺栓的应变值。从分析中可以看出,C形槽根部的损坏主要来自螺栓预紧力的施加。从表1可以看出,在理想的工作条件下,C形槽和T型螺栓比较安全,但在仅侧轴承的情况下,螺栓头的底部和C形槽具有虚拟连接,应力和塑性应变突然升高,导致C型槽和T型螺栓在一定程度上屈服,直到完全失效。

3.3测试验证

使用车身的C形凹槽以及实际摆臂选择的紧固件和垫圈来模拟螺栓连接和C槽虚拟连接条件,并分别以17.3Nm和22.5Nm进行测试以检查C-的损坏。形凹槽。

实验1:施加的扭矩为17.5 Nm,结果示于表2。__从实验中可以看出,T型螺栓的底部与C形凹槽之间存在错误的关系,即与C形凹槽的变形和破坏直接相关。

随着扭矩施加的逐渐增加,T型螺栓的底部与C形凹槽实际上相连,T形凹槽的损坏也增加了; T型螺栓的底部与C形凹槽完全接触,并且T形凹槽没有损坏。

这与模拟分析的C槽应力状态趋势一致。

4结论

通过对摆臂安装结构的分析可以看出, T型螺栓的底部与C形槽有虚连接,T型螺栓施加的预紧力太大,这是C形凹槽变形和破坏的根本原因。

由于上述原因,请制定以下预防措施:

(1)在设计阶段,选择摆臂安装螺栓时,优先选用紧固面积较大的T型螺栓,增加C型槽受力面积。

(2)在工艺安装阶段,严格控制螺栓的拧紧方法:对角拧紧并逐渐施加扭转力的方法,减少了螺栓头底部与C型槽的虚连接。并严格控制摆臂螺栓扭矩值的应用。不大于17.3mm,以确保C型槽无损伤。

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