昆明地铁3号线司机室座椅坐垫托架右支撑板开裂故障原因分析及整改方案.pdfVIP

昆明地铁3号线司机室座椅坐垫托架右

支撑板开裂故障原因分析及整改方案

摘要：城市轨道交通由于具有方便快捷、安全高效、绿色环保等诸多优点，

受到了群众的广泛青睐。同时，城市轨道交通电客列车运行中频繁的启动、调速、

制动等，对车辆各系统的性能提出了更高的要求。列车任何一个可能存在的隐患

都是不容忽视的，这既是对轨道人职业素养的本质要求，更是对广大乘客负责的

具体体现。

背景：2020年5月，昆明地铁3号线在常规日检作业过程中发现0312车

TC2车司机室座椅靠背支撑螺栓有晃动现象，经确认为：0312#030721,TC2车司

机室座椅靠背支撑螺栓与固定板面焊接处存在裂纹；同时，对3号线30辆列车

60个司机室座椅开展的普查，共计发现18个司机室座椅靠背支撑螺栓与固定板

面焊接处存在不同程度裂纹。电客列车正线运营期间，司机室座椅靠背支撑螺栓

与固定板面脱离将导致座椅靠背塌陷，影响司机正常驾驶，存在行车安全隐患。

本次故障的及时发现有效规避了行车风险，保证了运营安全。

为彻底解决该问题，现就司机室座椅托架右支撑板开裂原因进行分析并制定

整改方案。

关键词：坐垫托架、结构强度、疲劳载荷

一、座椅坐垫托架右支撑板开裂原因分析

1.

靠背倾角调节原理及坐垫托架右支撑板开裂位置结构说明

结构图拆解图

1、靠背骨架2、转轴3、轴用挡板4、锁紧螺母5、调节齿板6、靠背调

节手柄7、坐垫托架8、扭簧

图1坐垫托架右支撑板开裂位置结构示意图

靠背倾角调节原理：如上图1所示，通过向上轻提靠背调节手柄（序号6）

拨开调节齿板（序号5），使调节齿板与靠背骨架（序号1）连接整体的扇形齿

分离，通过人体背部力量实现靠背的倾角调节；当松开靠背调节手柄，在拉簧力

的作用下手柄复位，与靠背扇形齿形成啮合，从而实现靠背锁止。

2、故障原因分析

2.1分析对象

对坐垫托架进行受力分析，左支撑板不受力，仅是支撑靠背旋转。右支撑板

起锁定靠背的作用，是受力部件。因此，选定托架右支撑板及锁定机构为分析对

象，并进行适当简化。托架强度分析有限元模型如图2所示，模型主体采用壳单

元，螺柱采用实体单元，对锁定机构的连接采用施加单元，模型共34049单元，

35094节点，单元尺寸边长小于3mm。

图2托架强度有限元模型

2.2载荷分析

按照EN12663-1-2010+A1-2014《铁路应用－铁路车辆车体的结构要求第一

部分：机车和客车》中对于车体设备的载荷要求，在运行过程中的疲劳载荷为纵

向0.15g，按照EN15663-1-2017《铁路应用－车辆参考质量的定义》，当司机

重量为80kg，则托架的疲劳载荷为纵向120N，作用于靠背中心。

根据靠背的受力特点，只承受靠背的压力，因此托架在正常运用的疲劳载荷

为0~120N；

2.3材料特性分析

托架的制造材料为Q235，表1列出了制造材料的机械性能参数根据美国机械

工程协会标准ASME2007《主S-N曲线疲劳评估方法在ASMEBPVCode,Section

VIII,pision2andAPI579-1/ASMEFFS-1中的实施》，钢结构焊缝疲劳强度

S-N曲线如图3，图中均为对数坐标，本报告采用FE-SAFE软件的等效结构应力

选择95.5%(2σ)曲线进行疲劳寿命计算。

表1Q235在静载作用下各种板厚的机械性能。

板厚类型位置屈服强度抗拉强度

母材235MPa420MPa

2~6m

屈服点

m

焊缝213.6MPa420MPa

图3钢结构焊缝疲劳强度S-N曲线(对数坐标)

2.4结构强度分析

根据昆明地铁司机室座椅故障原