[发明专利]地铁车辆受电弓碳滑板磨耗估算方法及寿命预测方法

说明书

本发明提供了一种地铁车辆受电弓碳滑板磨耗估算方法及寿命预测方法，用于解决现有技术中无法对碳滑板磨耗进行准确估算的问题。所述磨耗估算方法及寿命预测方法，结合碳滑板磨耗率曲线和接触线的布置方式，计算出碳滑板在一定的运行里程内不同位置的磨耗量，得到沿碳滑板横向分布的磨耗轮廓，将碳滑板磨耗外形分布计算出来并可视化，并进一步对碳滑板的使用寿命进行预测。本发明对碳滑板的磨耗程度做出预判，为维修部门提供有针对性的碳滑板打磨或更换建议，降低了时间、经济成本，同时得到碳滑板磨耗较严重的区域，通过致因分析来进行相应的技术调整，避免在碳滑板上形成凹槽，从而提升弓网运行的安全性，具有一定的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于城市轨道交通领域，具体涉及一种地铁车辆受电弓碳滑板磨耗估算方法及寿命预测方法。

背景技术

随着城市的不断发展，轨道交通在城市的正常运转中发挥着越来越重要的作用，而安全问题是轨道交通的一个重要方面。地铁是一种重要的城市轨道交通工具，地铁的牵引系统为地铁车辆的运行提供动力和制动力。地铁运行时，电流从受电弓进入电机，然后从与地网接在一起的轨道流出，从而牵引车辆运行，而受电弓碳滑板是地铁车辆取流的关键部件。随着城市的膨胀，地铁的运行环境越来越复杂，受电弓碳滑板的磨耗问题也日益突出。磨耗过度或磨耗不均匀都会缩短碳滑板的使用寿命，甚至带来极其严重的后果。

受电弓碳滑板一方面沿着列车前进的方向与接触线纵向磨损，另一方面由于接触线的拉出值布置，在碳滑板上横向移动，碳滑板上不同位置对应的磨耗率不同，与接触线的相对滑动距离也不同，因而造成了碳滑板上的磨耗不均匀。对碳滑板的磨耗情况进行提前预估，能极大地方便运营及维修部门对受电弓碳滑板的合理使用，减少不必要的过度磨耗，提升弓网接触受流的安全性和稳定性。

现有技术中，预估地铁车辆受电弓碳滑板的磨耗问题，通常包括以下方法：基于载流摩擦实验来研究碳滑板的磨耗率影响规律，通过图像等检测磨耗深度和外形。但是，尚没有结合地铁实际运营条件的可预测性碳滑板磨耗研究方法，也没有通过机理分析的碳滑板磨耗率计算模型，无法对地铁受电弓碳滑板的磨耗进行准确判断，存在一定的安全隐患。

发明内容

为了提高地铁车辆运行的安全性和稳定性，克服现有技术中无法对地铁车辆受电弓碳滑板的磨耗进行准确判断的问题，本发明提供了一种地铁车辆受电弓碳滑板磨耗估算方法及寿命预测方法，结合接触线布设形式，对磨耗一定距离的碳滑板不同位置的磨耗量进行计算，得到沿碳滑板横向分布的磨耗轮廓，从而为受电弓碳滑板的使用和维保策略制定提供参考，提高地铁运行的经济效益，保障地铁车辆的安全可靠运行。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种地铁车辆受电弓碳滑板磨耗估算方法，所述估算方法包括如下步骤：

步骤S1，建立受电弓碳滑板磨耗率计算简化模型；

步骤S2，计算当前接触线布设方式下碳滑板横向不同位置的磨耗距离占整个磨耗距离的比重；

步骤S3，估算碳滑板磨耗轮廓。

进一步地，所述步骤S1进一步包括：

步骤S101，获得熔化磨耗机制下的磨耗率计算原始模型；

步骤S102，将弓网间电流等效为压力，与实际接触力共同构成总接触力；

步骤S103，将所述总接触力、材料属性系数、压力影响因子、电流影响因子、速度影响因子引入所述计算原始模型中，得到磨耗率计算简化模型；

步骤S104，在碳滑板的横向上取一个小区间，小区间内磨耗是均匀的，将所述磨耗率计算简化模型转换为在所述小区间内弓线相对滑动每公里磨耗的深度磨耗率计算简化模型。

进一步地，所述深度磨耗率计算简化模型为：