[发明专利]高速磁浮道岔转辙控制时序在审

专利信息
申请号: 202010336065.9 申请日: 2020-04-25
公开(公告)号: CN112182687A 公开(公告)日: 2021-01-05
发明(设计)人: 牛均宽;李利军;余锋;吉敏廷;张宁 申请(专利权)人: 中铁宝桥集团有限公司
主分类号: G06F30/13 分类号: G06F30/13;G06F30/23;G06F119/14
代理公司: 杭州中平专利事务所有限公司 33202 代理人: 翟中平
地址: 721000 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 高速 道岔 控制 时序
【说明书】:

发明涉及一种能够解决现场试验确定转辙时序方法所存在的现场时序调试工作量大,调试过程中易导致道岔部分结构损坏,短时间内无法确定道岔合适的转辙时序问题的高速磁浮道岔转辙控制时序,采用有限元法对道岔各种转辙工况进行计算分析和优化,具有设计效率高,灵活性强、结果准确等优点,提高了道岔结构的使用寿命,降低了驱动电机功率,改善了道岔阶梯销的受力大的状况,有效地解决了高速磁浮道岔转辙时序现场试验确定的质量风险和可靠性低的缺点。

技术领域

本发明涉及一种能够解决现场试验确定转辙时序方法所存在的现场时序调试工作量大,调试过程中易导致道岔部分结构损坏,短时间内无法确定道岔合适的转辙时序问题的高速磁浮道岔转辙控制时序,属于城市轨道交通技术领域。

背景技术

(1)朱志伟.高速磁浮线高速道岔驱动布置的研究[J].城市轨道交通研究,2011(5):83。该文献介绍了世界上首副电机驱动、齿轮齿条传动的高速磁浮线高速道岔的驱动方案。通过几何非线性分析,对不同驱动布置方案下的高速道岔转辙过程的特性进行对比,得到了支点到位位置偏差小,线形、主梁应力和驱动力变化平缓,经济性好的布置方案。本文献所列5个方案,只是对主动支点进行简单组合,没有对主动支点的核心设计方法和原理进行研究,没有对主动支点的驱动时序进行研究,驱动时序将影响道岔梁的驱动功率和转辙应力。文献中没有涉及道岔转辙时序设计方法。

(2)张宏君.高速磁浮线路道岔钢梁移位过程及其数值分析[J].城市轨道交通研究,2010(7):32。该文献介绍了高速磁浮线路道岔主体结构为一连续箱形截面钢梁。采用端部刚接和铰接两种支座条件、梁单元和壳单元两种计算模型,从结构受力角度对道岔切换方案进行了数值计算,并对计算结果进行了比较分析。在进行计算时,如果不要求得到截面上的细部结果,可用梁模型进行计算;如果要得到截面上的细部结果,就必须采用壳模型进行计算,获取相应的数据。文献只是对其所列一种驱动方式进行了有限元计算,主要研究了梁单元和壳单元在计算中的影响,研究了端部刚接和铰接的区别。文献中未涉及道岔转辙时序设计方法。

(3)目前,国内高速磁浮道岔的转辙时序没有形成系统性研究成果,主要是通过现场试验的方法确定道岔转辙时序。现场试验确定转辙时序的方法存在现场时序调试工作量大,调试过程中易导致道岔部分结构损坏,短时间内无法确定道岔合适的转辙时序。缺少一种系统的设计方法,不仅浪费人力,效率低而且不够精准。

发明内容

设计目的:避免背景技术中的不足之处,设计一种能够解决现场试验确定转辙时序方法所存在的现场时序调试工作量大,调试过程中易导致道岔部分结构损坏,短时间内无法确定道岔合适的转辙时序问题的高速磁浮道岔转辙控制时序。

设计方案:高速磁浮道岔分为高速道岔和低速道岔两种,均为可挠道岔,道岔梁长度在道岔梁体在台车作用力下发生弹性变形至理论线形。驱动台车的运动时序对驱动台车功率、道岔梁使用寿命、台车轮运行轨迹有很大影响。因此,高速磁浮道岔转辙时序为道岔设计阶段的核心内容。

该设计方法由确定关键台车布置位置、确定转辙时序关键要素、提出转辙时序控制方法、通过对比计算和优化确定转辙时序四个步骤中的一种或多种组合而成。

(1)关键台车布置位置

如图1所示,根据道岔线形要求“直线-缓和曲线-圆曲线-缓和曲线直线”,由5个分段函数组成的平面组合来拟合道岔钢梁的弯曲曲线,道岔梁要在集中载荷驱动下须达到如上三段曲线(缓和曲线-圆曲线-缓和曲线)组成的变形曲线。

由静力学可知集中载荷作用下道岔梁横向弯曲计算简图如图2所示,用内力分析截面法计算道岔梁任意位置处的剪力及弯距,2#~6#间假设距2#点距离为X的任意位置截面,则该截面内弯矩为 ,其中L1为0#-2#之间的距离。又由弯曲状态下梁轴线弯矩与曲率的关系公式:

对于2#~6#之间为圆曲线,即曲率半径为一定值,抗弯刚度相对于道岔梁为一常量,所以有:

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