地铁隧道清洁车技术开发与研究

论文摘要

随着中国经济快速发展、城市化进程逐步加快,城市规模不断扩大,城市交通越来越拥挤。为缓解交通压力,许多城市大力发展地铁。随着地铁里程迅速增加,地铁隧道内的清洁工作日益繁重。地铁隧道的运营环境不仅影响地铁隧道内环境美观,还对地铁车辆行车安全构成威胁。因此,保持地铁隧道清洁是保证地铁安全运营的重要组成部分。传统的人工清洁方法已经不能满足现在地铁发展的需求,因此需要开发新型设备以满足地铁发展需求。基于此,本文设计并研究了一种多功能隧道清洁车,该车基于真空技术回收隧道内垃圾,采用高压水冲洗,毛刷清扫方式进行隧道内清洁作业,本论文对隧道清洁车的关键核心技术进行研究,确定了隧道清洁车的功能、结构及核心技术：专用平车、真空系统、高压水系统。本文主要工作总结如下：1.研究了隧道清洁车的功能和结构。本文针对目前地铁隧道内的卫生状况,分析了地铁隧道清洁作业要求,确定了隧道清洁车功能模块；根据整车功能确定了该车由高压水冲洗、毛刷滚刷、真空回收三大主要功能模块组成。2.根据地铁隧道限界及隧道清洁车各模块重量布置,开展了隧道清洁车轻量化设计研究。基于有限元分析技术,对隧道清洁车车辆车体结构进行了优化设计和分析。优化设计的车体重量实现了轻量化,比国内同类车辆减轻15%。经过试验验证,整车设计结构合理紧凑,静强度和动力学性能完全满足实际要求。3.开展了隧道清洁车真空系统设计研究。确定隧道清洁车真空吸污系统依靠真空风机运转,产生真空气流,利用毛刷将地面灰尘扫起,将地面尘粒吸入灰箱的工作方式；基于真空收集技术,对空气和尘粒性质及规律进行研究,确定真空系统的真空压力、最大风量、吸尘口的结构以及毛刷滚刷速度。4.开展了高压水冲洗和除垢原理的进一步研究。设计开发了隧道清洁车的高压水冲洗系统的原理图,基于高压水冲洗除垢原理技术,设计计算了各水路的流量,设计系统的射流压力、喷嘴直径、喷射位置和角度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出背景及意义
• 1.1.1 地铁隧道内环境现状
• 1.1.2 国内外地铁运营发展分析
• 1.2 地铁隧道清洁车技术研究现状
• 1.2.1 国外清洁车技术发展现状
• 1.2.2 国内清洁车技术发展现状
• 1.3 本课题研究的内容及方法
• 1.4 本文的结构
• 第2章 地铁隧道清洁车功能要求与总体方案设计研究
• 2.1 国内地铁隧道清洁作业现状
• 2.2 隧道清洁车总体要求
• 2.2.1 地铁隧道内清洁作业要求
• 2.2.2 地铁隧道限界要求
• 2.2.3 地铁隧道噪声要求
• 2.2.4 地铁车辆运营时间要求
• 2.3 地铁隧道清洁车主要功能模块
• 2.3.1 隧道清洁车主要功能
• 2.3.2 满足地铁隧道限界
• 2.3.3 噪声排放设计
• 2.3.4 满足客户特殊要求设计
• 2.3.5 辅助功能设计
• 2.3.6 动力系统设计
• 2.4 总体方案设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 隧道清洁车辆轻量化设计研究
• 3.1 隧道清洁车1号车体结构研究
• 3.1.1 隧道清洁车1号车辆轻量化设计研究
• 3.1.2 隧道清洁车1号车辆制动设计
• 3.1.3 隧道清洁车1号车转向架设计
• 3.2 隧道清洁车2号车体整体结构设计研究
• 3.2.1 隧道清洁车2号车底架的结构设计
• 3.2.2 隧道清洁车2号车制动设计
• 3.2.3 隧道清洁车2号车转向架设计
• 3.3 隧道清洁车车载系统布局研究
• 3.3.1 1号车设备布局
• 3.3.2 2号车设备布局研究
• 3.4 隧道清洁车车体轻量化设计的强度有限元分析与校核
• 3.4.1 计算模型及计算载荷工况
• 3.4.2 计算工况及应力合成
• 3.5 评定标准
• 3.5.1 刚度
• 3.5.2 强度
• 3.6 计算结果及分析
• 3.6.1 刚度分析
• 3.6.2 强度
• 3.7 结论
• 3.8 隧道清洁车车辆特点
• 3.9 本章小结
• 第4章 清洁车真空系统设计研究
• 4.1 空气的物理性质及流动规律
• 4.1.1 空气的物理性质
• 4.1.2 空气的流动规律
• 4.2 尘粒的特性及流体阻力
• 4.2.1 尘粒的物理性质
• 4.2.2 尘粒在气流中的受力
• 4.2.3 尘粒的起动理论
• 4.2.4 尘粒的起动速度
• 4.3 真空吸尘的结构及参数确定
• 4.3.1 真空系统结构的确定
• 4.3.2 工作方式
• 4.3.3 圆柱毛刷转速的确定
• 4.3.4 吸尘口结构设计
• 4.3.5 吸尘口的结构参数
• 第5章 隧道清洁车高压水射流系统研究
• 5.1 高压水射流技术国内外发展情况
• 5.2 高压水射流清洗技术原理和特点
• 5.3 隧道清洁车高压水系统设计研究
• 5.4 系统参数的确定
• 5.4.1 高压水除垢原理
• 5.4.2 系统参数的确定
• 5.4.3 计算结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 本课题总结
• 6.2 课题的展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表