地铁塞拉门的结构设计及改进

1、地铁塞拉门的结构设计及改进作者：刘妮娜来源：科技创新与生产力2017年第6期摘要：对地铁塞拉门的结构设计进行了有效分析，详细阐述了门系统、锁闭结构、门扇分析了现场运营故障并提出了解决故障的方法，同时结合运行情况提出了后续设计应该改进的措施，为城市轨道交通车辆的设计应用提供了借鉴。关键词：地铁车辆：塞拉门：门系统组成：锁闭结构：门扇中图分类号：U270.38、6文献标志码：ADOI:10.3969/jissn1674-9146.2017.06.090地铁的发展不仅缓解了城市交通拥挤的问题，而且使得城市居民出行更加便捷，拉动了整个城市经济的快速发展。在地铁运行中，会出现各种各样的故障。如何解决故障

2、并保证在短时间内恢复正常运营，是笔者研究的重点。目前，地铁车辆客室门主要采用的是塞拉门。由于塞拉门密封性好、美观(车门关闭后和车辆侧墙外表面齐平)，因此被广泛应用于国内各城市的地铁车辆上，然而在运行中出现故障的频率也较高。笔者以地铁某线电动塞拉门为例，阐述了地铁塞拉门常见的结构设计，结合实际运行情况提出了改进建议。门系统组成11客室车门的组成客室车门主要由左门扇、右门扇、嵌块、门槛、隔离装置、乘务员门锁、内部紧急解锁装置、安装架、密封条、滑道、紧急解锁装置钢丝绳组件等组成。客室车门的控制原理车门命令方案。主要包括手动打开手动关闭(DOMSONMO/MC)、自动打开自动关闭(DOMSONAO/A

3、C)、自动打开手动关闭(DOMSONAO/MC)。车门释放原理。只有门释放列车线有效，才有可能打开门，在这种隋况下，内部安全继电器直接由此信号激活。安全继电器的电流消耗约为10mA。激活的安全继电器将关闭接到电机电源的接线，从而使软件可以在开门方向上驱动门机构。紧急操作。如果出现紧急情况，乘客可使用内部紧急解锁装置开门。锁闭结构锁闭结构的类型和概念锁闭结构主要包括：内部紧急解锁装置、乘务员门锁、单门隔离装置。其中，内部紧急解锁装置是指用于在紧急情况下从车辆内部手动打开车门的操作装置：乘务员门锁是指在车门不适用于正常操作时从车辆外部打开车门的操作装置：单门隔离装置是指使不适合正常使用的车门退出安

4、全联锁回路并固定在关闭位置的操作装置。锁闭装置门系统锁闭装置采用全程锁闭形式。锁闭原理如下：制动器允许电机双向自动旋转，而限制丝杆向开门方向旋转，即如果车门在开关门过程中突然停止，制动门只允许车门向关闭的方向运动。电机安装在制动器的主动轴端，丝杆安装在制动器的从动轴端。门系统正常工作时，电机带动丝杆双向自由旋转，实现门系统的自动开关。制动器还设置了一个释放手柄，在无电或紧急情况下，操作解锁装置，拉动钢丝绳解除制动器柄对丝杆的单向限定作用，可手动开门。内部紧急解锁装置靠近每扇门附近有一个手动解锁装置，用于紧急情况下乘客操作解锁开门。内部紧急解锁装置设有手柄，操作手柄的解锁力不大于150N.利用7

5、mmx7mm四方钥匙操作力矩小于6Nm。手柄为红色，并设有有机玻璃盖以防止滥用。在紧急情况下，乘客可打碎有机玻璃盖并旋转把手将相应的门解锁：平时，工作人员可以通过7mmx7mm四方钥匙旋转把手使车门解锁，而不需要打碎有机玻璃盖。门机构上设有紧急解锁限位开关，当操作内部紧急解锁装置后会触发紧急解锁限位开关，为车门提供紧急解锁信息。门扇门扇结构图1为门扇结构。门扇是采用铝合金框架外加蒙皮的复合结构，厚度为32mm。框架用铝型材焊接而成，蒙皮为1mm厚的铝板，蒙皮之间填充铝蜂窝，铝蒙皮采用结构胶粘接在门页内外表面。图1门扇结构56勵飜i申测门窗在每扇门上部设有双层中空安全玻璃的固定窗，门窗玻璃符合G

6、B/T11944-2012中空玻璃GB18045-2000铁道车辆用安全玻璃2个标准。内层玻璃涂有防晒保护膜，外侧玻璃与门扇外表面平齐，四周为直角。采用结构胶粘接在门页上.其承受的压力满足车辆在隧道中运行的要求。门窗玻璃设计成尽可能大的可视区域。门扇强度门扇强度满足以下要求：在门扇宽度方向距地板布面1300mm,施加一个200mm宽的1500N均匀载荷，门页的最大允许变形量不超过8mm;在车门关闭锁闭后，在门扇宽度方向距离地板布面高1300mm,施加宽度为200mm的垂直分布载荷3500N,持续作用5min,门扇无永久变形。图2为门扇强度加载试验示意图。门扇的密封通过门页四周的密封胶条和车体门

7、框上安装密封框架相配合，实现车门门扇的密封。图2门扇强度加载试验示意图密封胶条门扇周边安装密封胶条。门扇中间装有软性防夹密封橡胶条，既能够满足车门密封要求，又能够满足障碍物检测功能的要求。所有胶条采用三元乙丙橡胶(EthylenePropyleneDieneMonomer,EPDM)，能够适应南京气候条件的要求。胶条的使用寿命为6年，防火等级满足法国标准NFF16-101铁路车辆防火性能材料的选择的A1级或英国标准BS6853载客列车设计与构造防火通用规范的la级。密封框架车门四周车体上安装有车门密封框架。密封框架由上部密封、左密封、右密封、门槛等部分组成，各部分配合在一起为车门密封胶条提供一

8、个搭接面。各部分设计成可调节功能(安装位置设有调节垫片，安装孔为长圆孔)，消除车体制造误差以及各部分的安装和加工误差，确保车门四周密封胶条有足够大的压缩量和搭接量，从而保证车门四周具有良好的密封性能。EDCU模块门控器模块和承载驱动机构分开安装到车体上，门控器模块上设有连接器，便于门控器模块和承载驱动机构接线。电子门控单元(ElectronicDoorControlUnit,EDCU)模块由电子门控器和端子排组成，是一个以微处理器为核心的用于控制和驱动门系统机械部分的电子门控制单元。电子门控器具有多重障碍物探测功能。端子排上插入槽贴有接线编号，能方便快捷地连接和故障检修。端子排上帝有一个控制门

9、区开关的电源开关，用于控制单个门系统的电源。在工程应用中EDCU模块采用经过试验检测和在线运营验证的成熟产品。EDCU模块的具体性能如下。EDCU模块的防护等级不低于IP20(防尘2级，防水。级)，EDCU模块记录、存储和传递车门故障信息的容量为1MB。2）每个门控器设有通用串行总线（UniversalSerialBus,USB）接口，便于故障数据的下载和门控器软件的升级。每辆车的7号和8号车门的门控器设有多功能车辆总线（MultifunctionVehicleBus,MVB）接口，其余门控器设有RS485接口。图3为门控器网络数据接口分布图。图3门控器网络数据接口分布图3）EDCU模块上设有

10、维护按钮。若门处于关闭状态同时车门接收到门释放列车线信号（含零速信号），按下维护按钮，该门打开：若再次按下，该门关闭。用维护按钮进行开关门时，车门的打开与关闭都没有延时。4）电子设备符合欧洲标准EN50155铁路应用一机车车辆上使用的电子装备的类别S1/T3轨道车辆用电子设备的设计要求。5）电磁兼容性符合欧洲标准EN50121-3-2铁路应用一电磁兼容性3.2部分机车车辆电气设备的设计要求。车门限位开关按照每个车门设置门关到位的要求，车门限位开关、门紧急解锁限位开关、门隔离限位开关均采用单元更换型组件，在开关更换调整好位置以后不需要再做调整，车门限位开关采用模块化设计，其组件上设有长圆孔，用于

11、安装调节，以保证限位开关的触发。运行中常见故障诊断与处理办法故障诊断运行中出现的故障主要分为主要故障和次要故障。主要故障是指高优先级的故障，乘客的安全或门的操作可能受到影响，车辆工作人员要针对这一情况采取措施，如隔离门故障。次要故障是指低优先级的故障，乘客的安全或门的操作不会受到影响，可以在车站检查或维修这些故障。故障处理有些主要故障（例如门“锁到位开关”故障）将导致门立即关闭，并不再响应开门指令。则此门需要被隔离，或者立即检查。另一些主要故障(例如门位置传感器故障)会使门运动停止。虽然门可以被其他指令控制但是门需要被尽快检查。如果设备不能被修复，则此门需要被隔离。次要故障(例如关门障碍检测超

12、过指定次数故障)对于门系统不会造成影响，所有指令均可以操作，门需要检查。表1为故障处理表川。表1故障处理表：.7:.：.ifiS驗血麻n11fid綁越翅甦駅汝结论在塞拉门的设计过程中，要在现有的基础上，对门系统质量、塞拉门外观、锁力矩进行检查，同时对开门、关门和再开门等操作性能进行测试，并进行改进。在后期的设计中，要对采用的新结构中出现的零部件进行分析计算，尤其是关键受力的零部件。地铁塞拉门的研究与发展方向是工业化、轻量化、通用化，改进设计的开关组件应采用扭簧，取代原来的压簧复位，使力的作用线与受力物体运动轨迹一致，从而保证触发装置所有零件的受力都是有效而无害的。参考文献：吴海超，城市轨道交通

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16、015(2):85-86.(责任编辑邸开宇)StructuralDesignandImprovementofSubwayVehiclePlugDoorLIUNi-na(ComprehensiveTrainingCenterofNanjingInstituteofRailwayTechnology,Nanjing210031China)Abstract:Thispaperanalysesthestructuraldesignofsubwayvehicleplugdoor,includingdoorsystem,lockingstructureanddoorleaf.Thenitanalysestheoperationfailuresandputsforwardthemethodsofsolvingtheseprob