交流传动电力机车司机室设计规范0624doc.docx
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交流传动电力机车司机室设计规范0624doc
交流传动电力机车司机室设计规范
1范围
2
2.1本规范规定了交流传动电力机车司机室布置的简统化模式和原则,该设计规范以运装技验[2004]177号文批准的《机车、动车组司机室设计规范》为基础,根据交流传动机车的技术特点和近年来铁道部的各项新规定,结合近几年铁路牵引设备行业技术的发展,进行了相应的调整和更新。
2.2
2.3本规范仅适用于交流传动电力机车。
2.4
3规范性引用文件
4
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版适用于本规范。
UIC651OR-2002机车、有轨电车、动车组、驱动拖车的司机室布置
GB/T3317电力机车通用技术条件
GB5914.1机车司机室了望条件
GB5914.2机车司机室前窗、侧窗和其他窗的配置
GB/T6769机车司机室布置规则
GB6770机车司机室特殊安全规则
GB6771电力机车防火和消防措施的规程
GB10000中国成年人人体尺寸
GJB2873-1997军事装备和设施的人机工程设计准则
TB/T1736内燃、电力机车车型及车号编制规则
TB/T2868机车、动车司机室布置规则
TB/T2961机车司机室座椅
5司机室
6
6.1概述
6.2
司机室的设计必须给司乘人员提供良好的人机界面、便利的操作空间、充分的瞭望条件。
同时也应设置基本的辅助设施,为司乘人员提供安全、可靠、舒适的工作环境。
室内设备的布置应符合人机工程原理且必须满足单司机操作的要求。
每台机车具有两个相同操作功能的司机室,分别设在机车两端。
6.3司机室总体要求
6.4
a)司机室设计必须符合该设计规范;
b)
c)司机室布置必须保证当司机坐着和驾驶时应面向前方线路,且司机可以站立操作,符合GB/T6769中相关的要求;
d)
e)司机室内实际有效空气容量不小于10m3,如果司机室有充足的通风或空气调节,则此值可以适当降低。
司机室空间的其他控制尺寸应符合GB/T6769中第3.2.1条的相关要求;
f)
g)司机室相关安全规则符合GB6770中的相关要求;
h)
i)司机室瞭望条件符合GB5914.1中的相关要求;
j)
k)司机室前窗、侧窗和其他窗的设置符合GB5914.2及GB/T6769中第8条的相关要求;
l)
m)司机室的噪音按照GB/T3450-2006规定的工况和测试方法进行测试,司机室内部噪声等效声级不超过75dB(A);
n)
o)司机室应为全密闭式,门、窗、管道和电缆连接等接口处都应结合严密。
司机室的顶棚、侧墙、地板应具有隔热保温性能。
p)
q)司机室必须设置取暖、通风及空调装置,上述装置符合GB/T6769中3.2.3条及TB/T2866-1997中的相关要求;
r)
s)司机室门的设置符合UIC651中2.2及2.3条的要求;
t)
u)操纵台几何设计的控制尺寸及司机座椅设计或选型应满足GB/T6769中第5、6项的规定。
v)
w)在Ⅰ端司机室操纵台内设置微波炉,Ⅱ端司机室操纵台内设置冷藏箱,这些设备必须符合环保、卫生及司机室特殊安全的规定。
x)
y)司机室内操纵台、侧墙、车门、地板和顶棚的色彩反射系数必须符合UIC651中2.12条的相关要求。
zz)
aa)司机室防火、人身自救等安全要求均应达到有关标准的规定,其中灭火器应设置在各车型统一规定的地方,但无论是哪种车型,灭火器均不得安放在柜橱内。
bb)
cc)司机室内照明及其他附属设备的设置均需符合GB/T6769中对应条款的要求;
dd)
ee)司机室人体振动应符合TB/T1828-2004的规定。
ff)
6.5司机室设备布置原则
6.6
6.6.1司机室内所有与运行有关的操纵装置、仪表、显示屏、启动程序开关、带转换、调节性的开关以及各种按钮、超速防护显示装置等的布置均应满足单司机操作的要求。
一些气候控制开关、辅助开关、作业转换开关可布置在操纵台主台司机右侧立柜面板上;主台前应为司机设置一把面向前窗、符合GB/T6769标准的座椅。
6.6.2
6.6.3操作台副台前为添乘者设置一把面向前窗、可调节的座椅。
添乘者身份由用户自行定义。
6.6.4
6.6.5同一型号的机车,两端司机室应采用同一设置和同一布置。
6.6.6
6.7司机室设备总体布置
6.8
司机室布置分成平面设备布置、前墙设备布置、后墙设备布置、侧墙设备布置、顶部设备布置五个部分。
司机室平面设备主要有:
操纵台、正、副司机室座椅。
具体布置见图1所示:
图1司机室平面设备布置
司机室前墙设备主要有:
刮雨器、遮阳帘、八灯显示器、车载安全防护系统(6A)显示终端。
具体布置见图2所示:
图2司机室前墙设备布置
司机室后墙设备主要有:
紧急放风阀、暖风机、添乘座椅、灭火器、衣帽钩。
具体布置见图3所示:
图3司机室后墙设备布置
司机室侧墙设备主要有:
侧门、侧窗、侧墙暖风机、后视镜。
具体布置见图4所示:
图4司机室侧墙设备布置
司机室顶部设备主要有:
顶灯、阅读灯、转叶扇。
具体布置见图5所示:
图5司机室顶部设备布置
7操纵台
8
8.1操纵台的布置原则符合《机车、动车组司机室设计规范》中3.2.1条的规定。
8.2
8.3操纵台总体布置
8.4
操纵台的具体布置见图6
图6操纵台布置
8.5技术要求
8.6
a)操纵台要进行人-机关系和工程美学原理的设计,造型美观,色彩协调,人-机安全;
b)
c)操纵台的设计考虑了走线、布管的方式、安装位置和空间;考虑移动、安装维修、搬运方便,安全可靠;
d)
e)操纵台的设计考虑了乘务人员的身材尺寸及其所执行的操作任务(操纵设备及监视仪表)。
f)
g)操纵台的安装能方便司机就坐,并且能使双腿和膝关节行动自如,还能随时让司机站着操纵。
h)
i)对操纵台上司机频繁接触的零部件采用舒适性材料;
j)
k)所有与运行有关的操纵装置、仪表、显示屏、操控开关、带转换、调节性的开关以及各种按钮、超速防护显示装置等均布置在操纵台主台面上;其它控制开关、辅助开关、转换开关布置在操纵台主台司机右侧立柱面板上;操纵台副台台面上仅设置一风笛按钮;
l)
m)操纵台的使用寿命应不低于200万公里。
n)
8.7操纵台各功能区设备布置
8.8
8.8.1制动区的布置
8.8.2
8.8.2.1制动显示区
8.8.2.2
制动显示区应设置制动显示屏、制动风压表及列车供风数码显示集成模块,模块一般包括以下两块风表:
总风/列车压力表、制动缸1/制动缸2压力表。
8.8.2.3制动操作区
8.8.2.4
制动操作区设置有制动控制器(EBV)、自动换端按钮、停放制动施加按钮、停放制动缓解按钮、无人警惕按钮、高音喇叭按钮、后视镜阀等。
8.8.2.5建议一些与空气压缩机、制动状态有关的开关、按钮也布置在制动区内。
8.8.2.6
8.8.3牵引区的布置
8.8.4
8.8.4.1牵引显示区
8.8.4.2
机车牵引显示区中设置行车安全监控屏、微机显示屏以及机车多功能状态显示模块。
行车安全监控屏应尽可能的设置在正司机的正前方。
机车多功能状态组合模块包含以下组件:
速度表仪表模块(双针速度表)、网压表(控制电压表)、紧急制动按钮、列车供电钥匙开关、状态指示灯、微机复位按钮等。
紧急制动按钮应设置在运行区右上方司机最大作业域可达的位置上。
8.8.4.3牵引操作区
8.8.4.4
牵引操作区设置司控器、扳键开关组(排列)、高音喇叭按钮、自动过分相按钮及定速按钮等。
8.8.5副司机侧
8.8.6
在一般情况下,操纵台副台台面上仅设置一风笛按钮。
8.8.7气候区
8.8.8
气候区设在操纵台正司机右侧立柜面板上,此区域设置有空调、刮雨器控制面板、监控故障隔离(防误操作开关型式)、取暖器、转叶扇、前窗玻璃加热、车底灯、冰箱/微波炉等转换开关;转换开关下部布置无线通讯装置打印机以及AC220V/50Hz的电源插座。
8.9机械要求
8.10
8.10.1操纵台
8.10.2
a)操纵台台面的材质采用钢板或铝合金材料,厚度不低于3mm,皮肤接触要舒适。
台面与司机接触处不允许有任何尖棱角出现;颜色要与仪表架(座)、柜体及操纵台上各种设备颜色协调搭配,操纵台台面、仪表架(座)、柜体及操纵台主要设备外观颜色选择应不超过三种。
b)
c)仪表台的安装板采用钢板,厚度不低于3mm;
d)
e)仪表台可采用玻璃钢,必须满足抗老化、防紫外线要求;
f)
g)仪表台必须有遮檐设计,整个司机室的设计保证不会因为外界的光线而影响司机对司机室显示界面的观察;
h)
i)操纵台的表面结构不会产生镜面效果,显示器不会受到外来光线的影响,任何时候显示器都清晰可见。
j)
k)操纵台表面及各种集成模块板面需施行亚光处理,其表面光泽不大于50。
l)
m)操纵台台面平面度应≤2mm。
n)
o)操纵台柜体骨架对底部基准面的垂直度和骨架立柱间的平行度按GB1184的规定,其精度不低于C级;操纵台整体水平度与垂直度应≤2mm。
p)
q)操纵台台面必须具有足够的机械强度和良好的耐磨性。
r)
s)操纵台表面若采用喷涂工艺,则要求喷涂色泽均匀、无夹杂物、无气泡,不允许有粒状凸起或凹陷。
喷涂层应具有足够的附着力、硬度和冲击强度。
t)
8.10.3操纵部件
8.10.4
a)司机控制器主控制手柄为避免误操作,设有锁闭设置,在主控制手柄头部设置锁闭按钮,从“0”向“牵引”区操纵时,需按下主控制手柄锁闭按钮,从“0”向“制动”区操纵时,则可直接进行操纵。
b)
c)扳钮开关的机械寿命不小于5X105次。
d)
e)转换开关的机械寿命不小于3X105次。
f)
8.11防护要求
8.12
a)司机操纵台小容量(≤2A)的扳钮、按钮触点防护等级为IP60。
万转开关的前端防护等级为IP60,后端装在屏柜内部,防护等级为IP30。
b)
c)司控器的触点防护等级为IP60。
d)
e)显示屏表面防护等级IP54。
f)
9操纵台设备
10
10.1车载平面显示屏
10.2
10.2.1显示屏功能要求
10.2.2
10.2.2.1在机车两端操纵台上各装有两块智能显示屏:
分别为机车状态显示屏及监控装置显示屏。
10.2.2.2
10.2.2.3机车状态显示屏应至少显示如下信息:
接触网电压,原边电流,机车牵引力,机车电制动力,机车设定速度,设定牵引力,受电弓状态、主断路器状态、变流器水温,水压、变流器中间电压、变压器油温、变压器油流、牵引电机温度速度、辅助电路参数等重要参数。
同时显示器应该显示机车控制系统所监控的所有I/O端口的状态。
10.2.2.4
10.2.2.5监控装置显示屏记录运行状态,如:
运行限速,机车实速、距前方信号距离、前方信号机种类及显示色灯、卸载,常用制动,紧急制动,线路纵断面、道桥隧、日历时钟等参数。
10.2.2.6
10.2.2.7两个智能显示屏除正常显示之外,还应能与机车安全信息综合检测装置(TAX箱)、微机控制系统进行通讯,获取各装置和各单元所检测到的故障信息,进行实时显示。
10.2.2.8
10.2.2.9监控记录装置输出提示司机的语音信号至司机室语音箱。
10.2.2.10
10.2.3其他规定
10.2.4
10.2.4.1当机车操纵台设有两块平面显示屏时,监控装置运行状态显示屏应布置在司机的正面,机车牵引设备状态显示屏则布置在司机的右侧;
10.2.4.2
10.3司机控制器
10.4
10.4.1司机控制器触头动作灵活,接触良好;触头各项性能应能满足产品技术条件的规定;
10.4.2
10.4.3司机控制器各触头通断符合相关闭合表的规定;
10.4.4
10.4.5机械连锁及定位要求符合产品技术条件规定;
10.4.6
10.4.7电位器或编码器的输出应符合产品技术条件规定;
10.4.8
10.4.9司机控制器手柄操作灵活,操作力最大不超过49N;
10.4.10
10.4.11司机控制器在相对正常安装位置的倾斜不大于10°时,仍能满足第5.2.1~5.2.5条的动作性能要求;
10.4.12
10.4.13司机控制器应具备夜间档位标识功能;
10.4.14
10.4.15司机控制器各导电零部件的温升限值和温度限值满足TB/T1391-2007《机车司机控制器》第7.3条的规定;
10.4.16
10.4.17绝缘性能满足TB/T1391-2007《机车司机控制器》第7.4条的规定;
10.4.18
10.4.19工作性能符合TB/T1333.2-2002中8.2.8规定的A3、C3类要求;
10.4.20
10.4.21司机控制器振动条件满足TB/T3058-2002中对1类B级设备的规定;
10.4.22
10.4.23司机控制器冲击条件满足TB/T3058-2002中对1类B级设备的规定;
10.4.24
10.4.25通断能力满足TB/T1391-2007《机车司机控制器》第7.8条的规定;
10.4.26
10.4.27司机控制器接触元件部分防护等级不应低于GB/T4208-1993的IP40。
10.4.28
10.5按钮开关
10.6
10.6.1按钮开关动作性能上分为自复式及非自复式,触点应具有自净、速动、密封的性能,按钮开关头部具有平头、蘑菇头、带指示灯及防水头部等类型以满足不同用途的需要;
10.6.2
10.6.3按钮开关头部外形符合《机车操纵台按钮开关技术条件》(运装技验【2004】177号文批准);
10.6.4
10.6.5寿命
10.6.6
机械寿命>1´106次
电寿命>1´105次
10.6.7结构、材料要求参照TB/T1455第5.1条结构、材料要求。
10.6.8
10.6.9按钮开关的颜色及形状编码应符合下表要求:
按钮名称
颜色
形状
备注
紧急制动按钮
红色
蘑菇头
带自锁功能
无人警惕按钮
黄色
蘑菇头
风笛按钮
绿色
蘑菇头
手动过分相按钮
白色
平头
微机复位按钮
黄色
平头
停放制动施加按钮
红色
平头
带灯
停放制动缓解按钮
绿色
平头
自动换端按钮
白色
平头
带灯
定速按钮
绿色
平头
(株机)功能在司控器上
10.7扳钮开关
10.8
10.8.1扳钮开关分为自复式及非自复式,并可提供多档位供选择;小容量触点应具有自净、速动、密封的性能,扳钮开关应能提供多组触点的组合形式,用于严禁同时操作或不必同时操作的开关组合,以减少操纵台扳钮开关数量。
并应在结构上考虑构成组件后增加机械联锁的功能。
10.8.2
10.8.3扳钮开关手柄形状符合《机车操纵台扳钮开关技术条件》(运装技验【2004】177号文批准);
10.8.4
10.8.5操纵台面板上安装的扳钮开关及闭合级位见下表:
扳钮名称
扳钮闭合级位
备注
受电弓升、降开关
(自复位)降-0-升(自复位)
机械联锁
主断路器开关
(自复位)分-0-合(自复位)
机械联锁
空压机开关
0-合(自动)-强(自复位)
机械联锁
前照灯开关
0-强光-弱光
辅照灯开关
全-后-0-前-全
考虑频闪示警方案
标志灯开关
全-后-0-前-全
司机室灯开关
0-强光-弱光
仪表灯/记点灯开关
全-仪表-0-记点-全
机械室灯开关
0-开
10.9万能转换开关
10.10
10.10.1万能转换开关根据功能分为自复式及非自复式,万能转换开关有多档位供选择,接点数量为多组,并可按照需要进行扩展,接点应具有密封、自净、速动功能;
10.10.2
10.10.3万能转换开关手柄具有多种类型,转换开关的旋柄形状编码符合《机车操纵台按钮、扳钮、万能转换开关编码的技术规范》(运装技验【2004】177号文批准)的要求;
10.10.4
10.10.5操纵台右侧气候区立面上至少包含以下转换开关,其闭合级位设置见下表:
万能转换开关名称
万能转换开关闭合级位
监控故障隔离(防误操作开关型式)
正常—隔离
取暖器开关1
方案1:
正司机-0-副司机-全
方案2:
脚炉-0-膝炉-全
取暖器开关2
侧墙-0-后墙-全
电风扇开关
0-开
电热玻璃开关
0-开
车底灯开关
0-开
冰箱/微波炉开关
0-开
株机在此区域设置了应急驾驶开关
11通讯设备与机车信号
12
12.1通讯设备
12.2
无线通讯装置布置在司机操纵台通讯区内。
司机室之间,司机室与旅客车厢之间的有线电话以及监控受话器,应布置在操纵台司机左侧立柜面板上,为方便司机在夜间放置授话器,电话座上应设置一白色指示灯,授话器摘取后点亮,放置后熄灭。
12.3机车信号
12.4
机车信号灯布置在司机室前端易于观察的位置,当司机室前窗采用整块玻璃时,机车信号灯则可布置在前窗玻璃两侧的侧梁上。
13车载安全防护系统(6A)显示终端
14
14.1在司机室前端左侧梁处安装车载安全防护系统(6A)显示终端,安装位置必须保证6A系统显示屏的可视性,且司机在观察显示屏时头部转动角度左、右不得超过45°。
14.2
14.3车载安全防护系统显示终端集成语音箱的功能,主要包括6A系统显示处理器,语音箱处理、液晶屏和其他外围电路。
14.4
14.5车载安全防护系统显示终端的其他技术要求详见《机车车载安全防护系统_显示终端技术规范》。
14.6
15司机室设计的几何检验
16
司机室设计的几何检验按照《机车、动车组司机室设计规范》执行。
17司机座椅
18
18.1每个司机室内设司机座椅,该座椅应有足够的稳定性,能进行上下、前后及转动的调节,并在转动范围不碰及其他设备。
18.2
18.3司机座椅的设计能够让司机在必要时迅速离开司机室,也能够允许司机根据需要站着操纵。
18.4
18.5司机室内提供两把固定式折叠座椅(添乘座椅),置于司机室后墙上。
18.6
18.7座椅主要性能满足以下要求:
18.8
a)座椅面料阻燃性能试验,满足TB/T3138试验要求。
座椅护面材料的透气性,满足GB/T5453规定的要求。
座椅衬垫材料的性能,满足QC/T56的规定。
座椅面料色牢度试验,满足GB/T3920纺织品色牢度试验要求。
b)
c)座椅升降机构及前后运动滑轨试验,符合标准QC/T805《乘用车座椅用滑轨技术条件》中规定。
d)
e)座椅旋转调节稳定性试验,符合标准TB/T2961规定。
f)
g)扶手强度试验,满足标准TB/T2961的规定。
h)
i)扶手疲劳强度试验。
扶手水平安装,距离前边缘60mm,对其施加一个周期性600N的力,力的方向45º向外并向下,频率20次/分钟,循环周期20000次,要求试验过程中扶手不得有变形,永久变形量不得大于5mm。
j)
k)座椅靠背及其调节装置的强度试验依据标准GB/T15083《汽车座椅座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》。
l)
m)座椅靠背角度调节寿命试验。
对完整座椅上部做10000次循环(一个循环为靠背在最大角度,释放调节手柄,使靠背逐级回弹到最小角度,释放调节手柄,将靠背再调整到最大角度),频率为2个循环/分钟。
要求试验过程中不得发生任何裂纹,断裂情况,座椅不得产生异音。
n)
o)冲击振动测试符合标准GB21563/IEC61373《铁路应用机车辆设备冲击和振动试验标准》按照一类A级规定。
p)
q)座椅出厂后,在正常使用条件下,在装车使用三年时间或运用六十万公里(以先到为准),如出现由于产品质量引起的损坏,将免费为用户修理直至更换。
r)
s)满足上述要求之外,按照UIC651中第5条相关要求执行。
t)
18.9添乘座椅
18.10
a)添乘座椅骨架为钢制,铺垫为轻薄阻燃海绵,外层使用皮革包装。
皮革要求耐划伤,抗老化。
b)
c)添乘座椅安装座安装在司机室钢结构壁上,添乘座椅使用状态时应能承受不小于120kgf垂向压力。
d)
e)添乘座椅具有自动缓慢回收功能。
f)
g)添乘座椅所用的非金属材料要求阻燃,无毒无刺激性气味。
阻燃性能符合TB/T3138要求。
h)
19前窗玻璃
20
20.1采用分层电加热玻璃,有除霜、加热功能。
玻璃与钢结构采用胶粘接。
20.2
20.3前窗玻璃可以避免反射和高热量传递,不会使观察景象畸变,同时具有良好的隔热以防止正常情况下凝结和结冰。
20.4
20.5前窗玻璃采用安全防碎玻璃,性能要求满足TB/T1451的相关要求。
20.6
21侧窗
22
22.1司机室侧窗的设置应遵照GB5914.2的规定。
侧窗的外形尺寸可随机车钢结构制定,但必须保证侧窗的有效开度。
侧窗的有效开度为:
宽度W=430mm,高度H≥510mm。
22.2
22.3侧窗采用中空钢化玻璃,窗框采用铝合金材料,窗框经过表面氧化处理或表面喷塑处理,整个侧窗应具有良好的密封效果。
22.4
22.5侧窗的开启方式为活动窗下拉开启,活动窗能随遇平衡,侧窗开启的时候,司机可以探身出去观察列车。
22.6
22.7在紧急情况下,司机能够打破侧窗玻璃经侧窗逃离司机室。
22.8
22.9侧窗淋雨性能满足TB2054-1989《铁路机车漏雨试验方法》要求。
22.10
22.11抗风压性:
变形压力差值≥3kPa;
22.12
22.13耐久性:
下开窗经3万次全行程启闭试验,侧窗主体构件不变形、不开焊。
经2万次全行程启闭试验,侧窗均衡机构仍能在全行程随遇平衡;
22.14
22.15侧窗打开和关闭操作时,其所需的操纵力不大于70N。
22.16
23刮雨器
24
24.1采用气动刮雨器。
24.2
24.3刮雨器带有喷淋装置,具有间歇动作功能。
24.4
24.5刮雨器正常工作时,刮刷面积应达到风窗有效面积的80%并符合司机视野要求。
24.6
24.7刮雨器无故障运用期不小于100´104次。
24.8
24.9耐久性试验:
刮雨器马达经600×104次刮刷循环、刮臂经300×104次刮刷循环、刮片经120×104次刮刷循环后,刮雨器工作正常,各零部件无机械破坏、断裂(允许对磨耗进行少量的维修),不得有明显松动和其他异常现象出现。
24.10
24.11空气动力学性能
24.12
a)线路试验,应达到机车最高速度并在正面会车时以最高刮刷频率进行刮刷三次,刮片不应浮起。
b)
c)风洞试验,模拟机车最高车速的115%的风速以最高刮刷频率进行刮刷三次,刮片不会浮起。
(无实验条件)
d)
24.13振动和冲击试验符合GB/T21563/IEC61373《铁路应用机车辆设备冲击和振动试验标准》。
24.14
24.15制动性:
刮雨器在正常工作状态下,应能承受因用机械方式突然制动刮杆所产生的负荷。
经制动性试验后,刮雨器应仍能正常工作。
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