城市轨道交通车辆维修工艺与设备报告-潘汪洋

城市轨道交通车辆维修工艺与设备城市轨道交通车辆维修工艺与设备 课程报告课程报告 报报 告告 题题 目目 轨道交通塞拉门维修瓶颈及改进方案轨道交通塞拉门维修瓶颈及改进方案 课课 题题 组组 别别 第五组第五组 姓姓 名名 潘汪洋潘汪洋 学学 号号 101112215101112215 指指 导导 教教 师师 方宇方宇 完完 成成 时时 间间 2015.6.222015.6.22 目录 1、绪论3 2、城市轨道交通客室车门简介城市轨道交通客室车门简介33 3、 塞拉门的基本原理及故障分析塞拉门的基本原理及故障分析44 4、塞拉门维修工艺瓶颈及改进方法塞拉门维修工艺瓶颈及改进方法66 5、小结小结1111 6、参考文献参考文献1212 轨道交通塞拉门维修瓶颈及改进方案 1 1 绪论绪论 我国目前许多大中型城市都在加速建设城市轨道交通系统。城市轨道交通 系统在城市发展和市民日常生活中正发挥着越来越重要的作用。在运输过程中 车辆除了消耗电能量，还会由于车辆已经零件的设计，材料，工艺和装配等各 种原因引起“失效” 、 “故障” 。 当车辆的关键零部件失效时，就意味着车辆处于故障状态，将会对运营安 全造成极大的危害。车辆维修的目的就是不断地修复和更换已经受到损伤的零 部件，避免关键零部件的失效，恢复其原有的原始技术状态，以保证城市轨道 交通安全，正常的运营。 任何事物的产生、发展和消亡都有它自身的规律。城市轨道交通车辆每个 零部件的设计，制造，运用，损伤以至失效也有它自身的规律。因此，车辆维 修的目的不仅仅是把零部件的损伤修复，而且要研究和掌握损伤产生的原因， 发展的规律以及预防失效的方法，从而采取必要的措施，减少失效的发生或减 缓损伤的发展速度。 而在城市轨道交通中，客室车门是一个非常重要的零部件。它在停靠车站 时开启，从而让乘客能进入车厢。而在驶离车站前关闭，从而保障了车辆在区 间内的运行安全。如果车门无法开启或关闭，轻则列车无法在车站办理正常的 上下车业务，导致车辆请客退出运营，重则直接危害乘客安全，造成重大人身 伤亡事故。因此，降低车门的故障率在保障城市轨道交通运营安全中就显得尤 为关键。 2 2 城市轨道交通客室车门简介城市轨道交通客室车门简介 2.12.1 内藏门内藏门 开关车门时门翼在车辆侧墙的外档与内护板之间的夹层内移动，传动装置设于 车厢内侧车门的顶部，装有导轮的门翼可在导轮上移动并与传动装置的钢丝绳 或皮带相接，借助气缸或电动机驱动传动机构，从而使钢丝绳或皮带带动门翼 动作。 2.22.2 外挂门外挂门 外挂门有时也称为外移门，与内藏门区别在于开关车门时，门翼均处于侧墙的 外侧。外挂门采用模块化设计和安装，门页，车门悬挂机构以及传动机构的部 分部件安装于侧墙外侧，电子门控单元和驱动电机装于车体侧墙的内侧。此外， 车门还装有车门关闭行程开关，锁闭行程开关，切除行程开关以及紧急解锁开 关。外挂门由电机带动丝杆传动，丝套在丝杆上的横向移动带动门页在导轨上 滑动。外挂门外观如图所示。 2.32.3 塞拉门塞拉门 塞拉门主要由门叶、电机、支撑杆、托架组件、车门导轨、传动组件、制动组 件、紧急解锁机构、车门旁路机构以及 EDCU 等组成车门还装有锁闭行程开关， 切除开关，紧急解锁开关和 EDCU 复位开关，实现对车门的电气控制。 2.42.4 三种门的特点对比表三种门的特点对比表 内藏门外挂门塞拉门 造型凹凸流线型 可维修性差较差一般 可靠性高较高一般 成本高一般较高 3 3 塞拉门的基本原理及故障分析塞拉门的基本原理及故障分析 3.13.1 动作原理动作原理 这里以上海地铁普遍使用的电控电动塞拉门系统为研究对象。电控电动塞 拉门系统主要包括：车门悬挂及导向机构、车门驱动装置、左右门页、内外操 作装置、紧急入口装置、上部左右部密封胶条（安装于车体）等机械部件，以 及电子门控单元、负责检测的各类行程开关、指示灯等。通常将子部件按照系 统功能分为六个子系统，包括承载导向装置、驱动锁闭装置、控制系统、门扇 装置、内外操作装置和基础部件。 承载导向机构主要包括底架，丝杆，短导柱支架，长导柱支架，携门架组 件，长导柱以及短导柱等。携门架组件如图 3.1 所示，由携门架挂架和套筒组 成。为了使门扇具有更高的安装适应性，在携门架组件中设有可调节装置。携 门架挂架和门扇连接，保证门扇与车体外侧面之间的平行度。挂架设有偏心轮， 通过对其进行调整可以改变门扇 V 形尺寸及门扇与车体外侧面的角度。 塞拉门系统通过安装架与车体连接，长导柱通过 3 个挂架与安装在承载支 架上的短导柱，长短导柱保证了车门门页在平行和垂直于车体侧面方向上的运 动。门页的开关门动作由电子门控器 EDCU 控制，车门电机驱动通过丝杆螺母副 转化为门页的开合动作，其中携门架作用连接门页和丝杆螺母副，使门页平稳 运动。 塞拉门系统的电气系统和车门机械操纵机构之间通过电子门控器 EDCU 连接。 在零速信号有效和收到开门使能信号的前提下，EDCU 接收到开门指令后会控制 电动机朝开门方向动作（关门过程相反） ，并将车门的相关状态，如门页位置传 感器，电机电流信号，开门力等信号传送给列车控制及诊断系统。 子系统基本组成部件 承载导向装置 安装架，机架，携门架，挂架，压轮 上下导轨，直线轴承，滚轮摆臂组件，长短导 柱 驱动锁闭装置 直线电机，丝杆，螺母组件，丝杆支撑 LS 锁闭机构 控制系统 关闭行程开关，切除行程开关，紧急解锁开关， 锁闭行程开关 门扇装置门页，玻璃，定位销，嵌块，缓冲头 内外操作装置 内部解锁操作手柄，内部解锁钢丝绳组件，端 部解锁装置，中间解锁组件 外部紧急解锁操作手柄，外部解锁钢丝绳组件 基础部件 防夹橡胶条，密封胶条，蜂鸣器，内外部指示 灯，车门切除指示灯，门关好指示灯，接地线 图 3.1 3.33.3 塞拉门的故障树塞拉门的故障树 车门故障 门控信号故障 电机无动作 电机 损坏 齿轮部 件损坏 供电电 路损坏 关门阻力大 见下图 EDCU 故障 电源 故障 内部线 路损坏 无开/关 门信号 关门阻力大 动作机构卡住 车厢过 于拥挤 长导柱 变形 导轨变 形 定位销 变形 螺母 副变 形 4 4 塞拉门维修工艺瓶颈及改进方法塞拉门维修工艺瓶颈及改进方法 4.14.1 塞拉门的当前维修方法塞拉门的当前维修方法 车门定期检查的目的是为了检查零件在正常使用中是否损耗，遗失和松动。上 述情况的发生将降低车门的操作性能。因此需及时采取补救措施。 （1）检查客室门各装配部件的螺钉，要求紧固完好，无松动，防送线标记明显。 如果螺钉松动，那么必须拆除，清洁，再进行紧固，并重新补划防送线。 （2）清洁和检查上下导轨，要求清洁无异物，无变形，丝杠螺母，导柱与轴承 间配合良好。清洁车门拱形板内部，润滑丝杠，导柱和 2 个携门架中的直线轴 承，对上滑道圆弧处、下滑道内侧、平衡压轮周边和门周边胶条进行润滑。 （3）检查车门外观、橡胶条和玻璃窗，要求门叶外观整洁，门叶无变形，损伤， 开门后门叶上下部摆出尺寸满足技术要求（左右门叶的摆出距离最大相差 2mm） ，玻璃无破损，密封良好，门叶胶条无异常磨损。定期更换窗玻璃。 （4）检查携门架和丝杆固定处的卡簧挡片、开门缓冲橡胶止挡、要求防松标记 无错位，无损坏。止档无弯曲、无脱位。定期更换窗玻璃。 （5）检查车门导向螺栓及导向槽，要求相互之间无接触，定位销侧面与定位槽 内侧面的间隙尺寸满足技术要求，定位销底面与定位槽底面应满足技术要求、 防送标记无错位。 （6）检查开关门动作以及指示灯、蜂鸣器功能，要求指示灯亮，蜂鸣器声音响 亮，动作灵活、开关门动作整齐到位。 （7）检查摆臂的滚轮，压轮及携门架上的滚轮，要求滚轮滚动灵活，压轮位置 正确，用手基本不能转动 （8）检查清洁门槛条，要求完好无损，安装牢固，无污垢。检查内门槛条安装 是否与周边的地板平齐，否则须重新安装。定期更换门槛嵌块。 （9）检查车门电路部分以及地线接线牢固，应无松动，无虚接。电线表面无破 损。 （10）检查门控器各插头是否安插到位，通信插头紧固螺栓是否松动。连接控 制线是否紧固良好，无松动。 （11）检查车门切除功能，门灯及 DDU 状态，要求隔离开关动作，内外红色警 告灯亮。DDU 显示车门状态正确。定期更换门到位开关，隔离开关和紧急解锁 开关。 （12）定期更换所有门的密封件，门锁组件，钢丝绳，档销组件，平衡轮组件 和摆臂组件的滚轮，左右螺母组件。 4.24.2 瓶颈问题瓶颈问题 4.2.14.2.1 背景介绍背景介绍 地铁车门连续两天被挤坏2011 年 11 月 4 日 昨日早上 8 点 5 分，北京地铁 5 号线由北向南的列车，车门在北苑北站时被挤 坏，故障造成列车停运约 15 分钟，地铁 5 号线由北向南全线晚点，部分上班族 迟到约半小时。 据了解，前天早上 8 点左右，地铁 5 号线由天通苑北开往宋家庄方向的一趟列 车行驶至北苑路北站，乘客太多导致车门发生故障，由于工作人员没能当场排 除故障，列车同样只好清人后直接回库检修。两天内连续发生同样故障，北京 地铁公司呼吁广大乘客，乘坐地铁时请“按线候车、排队上车、先下后上、快 下快上” ，并自觉遵守北京市城市轨道交通安全运营管理办法 ，不要挤门、 扒门，以免造成车门故障，遇有清人回库车辆时，请配合工作人员疏导，尽快 下车，以确保宝贵的列车站停时间，从而保证列车正常的运营秩序。 上海轨道交通 4 号线车门被挤坏 殃及 4 条线换乘2009-03-06 昨天上班早高峰时间段，轨道交通 4 号线内圈的一辆列车在西藏南路进站时， 因人流较大车厢拥挤致车门损坏无法关闭，事故延误该班次列车运行约 10 分钟。 由于轨道交通“牵一发而动全身” ，所以事故对 4 号线后续列车及 3、6、8 号线 的换乘都造成了一定影响。 4.2.24.2.2 瓶颈问题瓶颈问题 实际上，在全国各大城市的地铁线路中，由于早晚高峰的客流拥挤，从而导致 车门被挤坏，最终只能采取列车清客回库，造成高峰期间乘客大量积压，严重 影响运营的事件时有发生。因此，如果对车门进行针对性的维修，防止车门在 运营中因变形过大无法正常开关是一个迫在眉睫的问题。 在当前的对地铁客室车门的维修方法中，主要采取的是普遍性的维修方法，并 没有针对个别被挤情况较为严重的车门的针对性的维修。因此，这或许是当前 地铁客室车门维修的瓶颈问题。 4.34.3 改进方法改进方法 4.3.14.3.1 基本思路基本思路 根据本人早晚高峰时乘坐地铁的观察，乘客挤压车门的情况主要发生在两个阶 段： （1）关门时。由于早晚高峰时客流拥挤，个别乘客站在门槛处，在关门动作时， 当遇到障碍物时，根据 EDCU 的指令，车门会试关门数次，夹紧力会随着关门次 数的增多逐渐增大。当多次试关门之后车门依旧无法正常关闭时，车门会完全 打开，此时司机需再次按下关门键进行关门动作。 如图所示，由于障碍物的存在，车门在关门时会受到与导轨方向呈一定角度的 力 F 的作用，长此以往，车门会发生变形，最终导致无法正常开关。 （2）车门完全关闭后。在车门关闭后，由于车厢内十分拥挤，许多乘客会靠在 车门上。此时车门会受到垂直于导轨的力。如图所示。长此以往，车门也会因 此而发生弯曲变形现象。 车门车门 障碍物 F F 车门车门 FFF F 针对第一种情况，如果 EDCU 能够记录下当天车门试关门的次数供维修人员参考， 则就可以对试关门次数较多的车门重点检查。第二种情况，可以在车门和车体 的固定点安装压力传感器，将压力传感器采集的数据存储到指定的存储设备上， 维修人员在维修前调阅存储设备中压力传感器记录的数据，对压力作用较大， 时间作用较长的门进行重点检查。这两种方案一方面可以降低车门的故障率， 保证运营的平稳有序。另一方面可以增加维修的效率，减少不必要的人力成本。 4.3.24.3.2 具体方法具体方法 第一种方案的操作较为简单，只需对 EDCU 的工作回路稍加调整，对试关门动作 的回路添加计数装置即可。 第二种方案：根据塞拉门的结构，在车门关闭后，车体上承受车门横向力的部 件为主要为长导柱和携门架。因此，可以在携门架的套筒中安装压力传感器， 当车门收到横向切应力时，对应的长导柱与携门架与套筒的连接部位也会受到 相应的横向切应力。此时压力传感器便可记录下其数据。 图 4.3.2（a） F F F F FF 安装压力安装压力 传感器传感器 图 4.3.3(b) 压力传感器 SolidWorks 三维建模图 压力传感器的安装三维建模图如图所示。采用应变式压力传感器，安装于携门 架套筒内侧。 4.3.3 方案优缺点分析 优点：1、可一定程度降低车门的故障率，保障轨道交通运营的平稳有序 2、提高检修效率，减少不必要的人力成本 3、符合当前轨道交通以可靠性为中心的维修（RCM）的理念 缺点：需对 EDCU 回路及车门构件加以一定的改造，尤其是需加装压力传感器， 先期投入成本较高。 5 5 小结小结 维修工艺这门课学习了 8 周时间，谈不上对当前轨道交通的维修工艺 有多么深入的研究，但至少对当前轨道交通的维修理念，维修制度有了一定的 了解。对当前维修的瓶颈问题有了一定接触，几周后在九亭基地的实习，或许 可以对这