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浅谈高压连接器对接故障

浅谈高压连接器对接故障

来源:未知    发布时间: 2018-11-09 14:36    次浏览  
1、概述 高压连接器广泛用于交流和直流八轴电力机车,主要由支持瓷瓶、盖板组装、羊角、波纹管、顶杆、十字头组装、锁止器等组成,如图1所示。其主要功能是实现八轴电力机车A节和B节车顶高压电路的可靠连接,并可在司机室中实现控制,避免危险的车顶作业发生

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 1、概述

    高压连接器广泛用于交流和直流八轴电力机车,主要由支持瓷瓶、盖板组装、羊角、波纹管、顶杆、十字头组装、锁止器等组成,如图1所示。其主要功能是实现八轴电力机车A节和B节车顶高压电路的可靠连接,并可在司机室中实现控制,避免危险的车顶作业发生。在批量生产中,偶尔会出现两个对接的高压连接器分离后无法再次对接的情况。
 
2、对接故障分析
    对接故障发生的频率虽然低,但一旦发生就很难排除,只能拆解更换高压连接器的羊角,以重新验证。高压连接器对接故障直接表现为:2个高压连接器分开时羊角上的锁舌没有打开,导致下次闭合时羊角上的环无法插人锁中,发生故障。目前,解决故障的方法为:将高压连接器的羊角拆解,对照图纸检查每个部件找出问题部件,更换后重新组装。多次拆解总结找出了发生变形的部件是羊角中的卡箍,但由于卡箍与羊角中的其他零件组成了一个复杂的四连轴结构,现场无法进行定量、定性分析。羊角中的锁舌、卡箍与环如图2所示
 
3、用CATIA三维模型分析对接故障
    CATIA三维建??梢栽诘缒灾型昝赖啬D饷扛隽慵?,按图纸要求组装零件,实现每个零件运动位移的定量控制,并同步相关联零件的运动轨迹。因此,CATIA三维建模分析比传统的现场分析更具优势和效率。
    以下用CAT工A三维建模分析卡箍变形对高压连接器产生的影响。对羊角中卡箍及相关零件进行CAT工A三维建模并组装、约束,如图3所示(弹簧通过CAT工A的约束系统模拟)。从图3中可以看出拉簧与盖板由轴连接,卡箍与拉簧由轴连接,卡箍与锁舌由轴连接,盖板与锁舌由轴连接,组成一个复杂的四连轴结构。
    图3中的四连轴结构只要旋转任意一轴(通过角度约束实现),其他几轴便同时旋转,用这种联动的方式对锁舌各种状态进行定量分析。当四轴处在一条直线上,系统受力平衡,锁舌静止,如图4所示;锁舌关闭状态对应高压连接器对接状态,图4表明环的高度(27 mm)大于锁舌静止状态前端距盖板的高度(12.28 mm ),高压连接器对接时,环会向上顶锁舌打破平衡,锁舌闭合。图5表明锁舌闭合会受一个斜向下的力维持状态;锁舌打开状态对应高压连接器分离状态,图4表明环的直径(12 mm)大于锁舌静止时距盖板的宽度(10.23 mm ),高压连接器分离时,环会向下拉锁舌打破平衡,锁舌打开,图6表明锁舌打开受一个斜向上的力维持状态。上述分析验证了高压连接器设计是正确的。
 
 
    高压连接器设计正确,对于对接故障的原因,可以暂时抛开现场结论,用CATIA进行理论上的模拟。根据图4可以发现,如果锁舌静止时,锁舌距盖板的宽度大于环的直径(12mm),如图7所示,则锁舌将保持关闭状态,高压连接器一旦打开将无法关闭,对接故障发生。
    图7表明当锁舌与盖板的宽度等于环的直径(12 mm )时,卡箍与弹簧连接轴的位置比正常的位置向上移动4.83 mm。此时,卡箍与弹簧连接轴、卡箍与锁舌连接轴、盖板与锁舌连接轴三者处于同一直线,达到平衡。这是对接故障发生的临界点,所以,当卡箍变形使卡箍与弹簧连接轴向上移动大于4.83 mm,就会发生对接故障。对接故障极限模拟如图7所示。
 
 
4、结论
    通过CAT工A三维模拟得出卡箍弯曲变形大于4.83 mm就会发生对接故障。高压连接器羊角中的卡箍为不锈钢材质,硬度低、易变形。
    现场测量发生故障的卡箍弯曲变形都大于4.83 mm,很好地验证了CATIA三维分析得出的结论。后续生产中,将卡箍的材质替换为普通得Q235A钢板,表面镀铬,这样既增强了卡箍的强度(避免变形),又降低了生产成本,因此,新的卡箍有效减少了高压连接器对接故障的发生。
 
 
 

 


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