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指导教师 姓 名 | 系 （教研室） | 汽车工程 | 职称 | 教授 | |
毕业设计 （论文）题目 | 北京地铁10号线地铁车辆基础制动装置设计 | 题目 类别 | 设计 | ||
1．立题的目的和要求 | |||||
由于制动系统是地铁车辆涉及运行安全关键系统，北京10号线基础制动采用PEC7系列单元式踏面制动缸。车辆每根轴都配备两套单元式踏面制动装置，一套带停放制动的单元制动缸和一不带停放制动的单元制动缸。这就保证了列车的每根车轴都带有停放制动功能。。它包括一系列杠杆、拉杆、制动梁、吊杆等各种零部件组成的机械装置。本次设计的任务是根据机械设计和城轨车辆的基本知识，设计适合地铁车辆使用的基础制动和监控装置。它采用杠杆式制动单元、包含较完整实时监控装置；综合所学知识，运用力学原理对制动单元的零部件进行设计与校核，制动效率进行设计。通过本次设计让学生培养以系统观来解决问题，综合运用所学知识解决机电液一体化产品设计。 说明书2万字以上，设计图纸2.5张A0及以上，部分图纸中必须含有三维图。外文翻译3000字以上。 | |||||
2．课题的基本参数与设计依据 | |||||
总风缸、管的最大工作压力为1000kPa；正常工作压力范围为750 kPa至900kPa。（1）常用制动平均减速度≥1.0m/s2；（2）快速制动平均减速度≥1.2m/s2（3）紧急制动平均减速度≥1.2m/s2；（4）停放制动 停放制动采用弹簧制动，压缩空气缓解。对超员载荷（AW3）的列车，停放制动应能使列车在35‰的坡道上保持停车，不溜逸。对空载列车（AW0），停放制动应能使列车在40‰的坡道上保持停车，不溜逸。（5）制动冲击率≤0.75m/s3；（6）制动计算粘着系数值≤0.16；（7）紧急制动距离：初始速度80km/h，AW0-AW2载荷 ≤205m；AW3载荷≤215m；（8）制动单元的制动缸直径：φ177.8mm，最大闸瓦间隙调整能力：125mm，闸瓦一次调整量： 约10mm，鞲鞴最大行程：72mm，闸瓦与车轮踏面正常间隙：4～8mm，制动倍率 4.2制动单元输出力：33.52kN（制动缸压力为410kPa时），弹簧停车制动器输出力：20kN。 主要工作如下：1、论证基础制动结构形式选择的合理性；2、各轴制动倍率及制动效率的选择；3、制动方案的选择；4、制动系统结构图和监控方案；5、基础制动及其零部件结构设计。 | |||||
3．课题实施安排 | |||||
1-2周 完成调研和资料查找，完成英文翻译； 3-4周 完成资料查找，并写出调研报告。完成方案设计； 5-6 周 完成总体方案选择和总体技术设计； 7-8周 完成零部件设计计算； 9-10周 完成机车制动系统（A1）； 11-12 周 完成一套带停放制动的单元制动缸和一不带停放制动的单元制动缸部件图设计（A1）； 13-14 周 完成零件图设计和三维图（A3和A2）； 15-16 周 完成毕业设计说明书编写和老师验收； 17周 修改教师意见和答辩。 | |||||
4．主要参考资料 | |||||
[1] 科学技术协会主编.城规车辆技术与应用[M].北京:中国铁道出版社,2009. [2] 张旺狮主编.车辆制动装置[M].北京: 中国铁道出版社,20065. [3] 何宗华主编. 城市轨道交通车辆运行与维修 [M].北京:中国建筑工业出版社,2007. [4] 王伯铭主编. 城市轨道交通车辆工程[M].成都:西南交大出版社,1995. [5] 殳企平编著. 城市轨道交通车辆制动技术[M].北京: 中国水利水电出版社,2009. [6] 杨建伟张元主编.城市轨道交通车辆工程[M].北京:中国铁道出版社,2015. | |||||
5．系（教研室）意见 | |||||
系（教研室）主任签字： 年 月 日 | |||||
6．学院意见 | |||||
教学院长签字： 年 月 日（院章） | |||||
注：本页不够时可另加纸 由于制动系统是地铁车辆涉及运行安全关键系统，制动系统是按照“故障－安全”原则设计的微机控制模拟式电/空制动系统，它能在司机控制器、ATO或ATP的控制下对列车进行制动与缓解。系统具有常用制动、快速制动、紧急制动及停放制动功能。常用制动与快速制动采用电空混合制动，优先使用电制动，电制动力不足时由空气制动补充。电制动与空气制动能够实时连续协调配合。基础制动是制动系统执行部件越低，基础制动装置是指从制动缸活塞推杆到闸瓦这部分机械联动部分。它包括一系列杠杆、拉杆、制动梁、吊杆等各种零部件组成的机械装置。本次设计内容包括： 1、基础制动装置尽可能采用XFD型制动缸单元，每个踏面制动单元只作用一个车轮，每轴有一个踏面制动单元带有停放制动功能，且可以在车侧对停放制动方便地进行手动缓解，而不必到车底去完成。停放制动可以保证最大超员（AW3）列车具有停放在35‰坡道上静止不动，以及使AW0列车在40‰坡道上静止不动的能力。XFD型踏面制动单元主要由制动缸、放大机构（杠杆机构等）、间隙调整器及活动瓦托组成。 2、设计基础制动放大机构，应保证放大机构具有重量轻、体积小、输出力大且范围广等优点。计算制动倍率和制动效率 3、当闸瓦磨耗时，闸瓦间隙自动调整器能自动调整闸瓦与车轮踏面间隙变化，使之达到规定的正常间隙。 踏面制动单元在制动过程中，会产生弹性变形与位移，弹性变形与位移也有可能使间隙调整器进行调整，这样会造成车轮踏面与闸瓦间的有效间隙越来越小。为了防止该现象的发生，XFD型踏面制动单元的单向间隙调整器内设置了制动盘机构，以保证弹性变形范围内，间隙调整器不调整，使闸瓦与车轮踏面之间的正常间隙保持始终不变。闸瓦间隙自动调整器，具有手动调整功能，用于更换闸瓦后的调节。 4、设计闸瓦托结构，要能自动保持均匀的闸瓦间隙。当制动时，在输出力作用下，可自动调整闸瓦与车轮踏面间的不均匀间隙，能确保闸瓦均匀贴合，此结构还有避免偏载、弯曲和冲击载荷的传递，防止调整螺杆弯曲变形的特点。 5、停放制动器结构设计，停放制动器每轴一个，呈转向架对角布置。XFD型踏面制动单元的停放制动器由弹簧的压缩力施加闸瓦压力。当停放制动缸有压力空气时，停放制动弹簧被压缩，停放制动缓解；当停放制动缸的压力空气被排出后，停放制动弹簧通过传动机构施加闸瓦压力。在停放制动施加后，当需要手动缓解时，拉动手动缓解装置可以释放被压缩的停放制动弹簧，使停放制动缓解。 6、密封结构设计，尽可能采用全密封结构。制动缸鞲鞴皮碗采用Y型骨架自封结构，安装方便，可延长检修期。 7、引入了压力、温度传感器、图像等各种传感器对制动系统等关键设备进行状态信息的采集、传输和监控。给出具体方案。 指导教师签字： 年 月 日 |
1．调研目的 |
通过对城市轨道交通车辆制动系统的类型，结构，工作原理的调研，学习及研究，深入了解城市轨道交通车辆制动系统的功能、组成、工作原理、结构形式。掌握城市轨道交通车辆制动系统基础制动组成、结构、设计注意的问题和各部分功用及其在整个系统中的重要性，如何对基础制动信号进行采集、传输和诊断监控，明确设计内容。懂得题目目的和意义。 |
2．调研地点 |
1、 北京交通大学国家重点实验室； 2、 学校图书馆； 3、 城轨车辆工程实验室； 4、 网上资料 5、 北京地铁运营公司车辆段 |
3．调研内容 |
1、 城市轨道交通车辆制动系统组成和种类； 2、 基础制动的类型，结构，工作原理； 3、 放大机构（杠杆机构等）、间隙调整器及活动瓦托的结构与设计； 4、 基础制动的主要参数； 5、 制动缸的选择与设计； 6、 基础制动控制电气图； 7、 制动系统组成和结构。 |
4．调研报告撰写要求 |
1、报告正文要包括如下内容： 调研地点、时间 调研目的和方法 调研过程与分析 调研结论和要完善内容 2、参考内容不少于20篇，英文文献不少于5篇； 3、文字不少于5000字 4、使用word排版 |
