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第31卷第4期 2011年8月 铁道机车车辆 RAII WAY I OC()MOTIVE&CAR Vo1.31 No.4 Aug. 2011 文章编号:1008—7842(2011)04—0079—04 成都地铁1号线地铁车辆塞拉门常见故障及处理方法 李建明 (成都地铁运营有限公司 车辆中心,四川成都610081) 摘要结合塞拉门机械机构和工作原理,主要介绍了成都地铁1号线地铁车辆塞拉门常见故障及改进处理方 法,为以后相似类型的塞拉门系统故障提供处理经验。 关键词塞拉门;故障;处理方法 文献标志码:A 中图分类号:U270.38 6 成都地铁1号线地铁车辆客室门采用电动双扇塞 拉门,司机室门采用手动单扇塞拉门。其优点是质量 轻、噪声小、关门后外观美观,门板外表面与车体外侧统 一率指标。 1 塞拉门运行时出现非正常自动防挤压故障 1.1 故障现象 平面、密封良好及实现可靠的机械锁闭。但由于其机 在早期正线空载运行中,成都地铁1号线地铁车辆 构较为复杂、检修空间狭小、车门塞拉角度大(大约为 35。左右),关门难度相对于内藏门、外挂门要大很多。 几乎每天都有4~5起车门出现在未遇到障碍物情况 下,出现非正常的防挤压功能,即在正常关门时如果遇 而且还因为本身地铁车辆运营需要特点门扇数量多、开 关门频率高都会对门系统形成较严峻的考验。成都地 铁1号线17列地铁车辆,经过近1年多来的检修、维护 摸索,车辆中心专业工程师逐渐掌握了车门故障发生点 和各个故障的处理方法,并对前期车门制造厂家所遗留 到障碍物,最大关门力持续0.5 S后门会停止关闭并自 动开启,车门打开350 mm后车门立即自动再次关闭。 若门不断受阻,该门重复上述过程,重复2次,3次后车 门保持打开,门控器报警。 1.2故障分析 下来的设计、生产过程中的缺陷进行了整改。从成都地 车门防夹功能最小检测障碍物大小为25 mm× 铁开通运营至今,车门系统故障已经大幅度降低,其故 障率远远低于同类其他地铁公司地铁车辆的运营故障 李明建(1 973一)男,重庆人,工程师(修顺日期:2011—01—24) 6O mm(宽×高),防挤压力控制在140~150 N之间。 车门出现这种情况,这说明在关闭过程中,车门受到了 参考文献 Eli BS 6853—1999.Code of practice for fire precautions in the [2J BS 476—20—1987.Fire tests on building materials and struc— tures Part 20:Method for determination of the fire resistance design and construction of passenger carrying trains[S]. British:British Standard Institution,1999. of elements of construction(general principles)IS].British: Briirsh Standard Institution,1 987. Fire Resistance Comparison of Floor Structures in Urban Mass Transit Vehicles ZHANG R札i—tiI,ZHANG linz (1 Nanjing Metro Co.,Ltd.,Nanjing 210008 Jiangsu,China: 2 CSR Nanjing Puzhen Co.,I td.,Nanjing 210031 Jiangsu。China) Abstract:This paper introduces two kinds of floor structures in urban mass transit vehicles,describes the fire test method,and com— pares the fire resistance ability of the two structures.The results show that both the structures can satisfy the fire protection standard of BS6853,and the latter is hetter. Key words:floor structure;fire test;firmresistance abilitv
80 铁道机车车辆 第31卷 外力阻碍作用,门电机通过不断增大电流来强制关闭车 门,当电机电流超过防挤压电流时(可换算出对应的阻 力),车门出现防挤压功能。通过查看录像查明当时的 故障车门并没有出现夹人或是夹其他物体的现象,由此 断定车门所受到的阻力,来自于车门系统本身的门机构 锁闭系统。塞拉门锁闭系统主要由图1连杆机构组成。 图1 塞拉门锁闭系统 锁闭装置的工作原理是利用连杆系统的“死点”锁 闭门系统(在开关门时,当连杆系统的锁闭转杆与锁闭 弯连杆重合,此时铰链位置即为“死点”)。经检查分析, 车门锁闭时阻力曾大的原因有两个:一是旋转立柱转臂 与锁闭弯连杆之问的装配重合部分过多,缩短了锁闭弯 连杆的力作用长度,相当于减少了力矩中的力臂长度, 从而增大了阻力;二是锁闭转杆中的旋转轴承松动,甚 至破裂致使锁闭转杆本身内部受力不均,造成阻力增 大。 1.3 改进措施 (1)对锁闭弯连杆的长度调整制定了装配工艺长 度,并加强对检修工技能培训,使之能正确判定车门调 整状态及受力状况; (2)严格控制锁闭转轴产品质量,加强对客室塞拉 门锁闭转轴的检查,对于松动的部件进行更换,严禁把 不合格的产品装车。 2 客室塞拉门在开门时,出现非正常自动解锁故障 2.1 故障现象 初期的正线空载运行中,司机室操纵台DDU屏上 曾多次在门故障信息带上显示某门灰色标志,此标志代 表客室塞拉门进行过紧急解锁。 2.2 故障分析 紧急解锁操作是司乘人员或乘客操作内或外紧急 解锁装置拉动钢丝绳,钢丝绳拉动解锁旋转架转臂和解 锁拉杆组成运动。解锁拉杆拉动电机外壳转动,使锁闭 结构解锁操作。紧急解锁动作时,解锁旋转架上的行程 开关组成触发,提供电信号给电气系统,图2。 图2紧急解锁解锁旋转架组成 及解锁拉杆组成 无论是正常解锁还是非正常解锁,DDU上的解锁 故障信息必然是解锁旋转架动作,触发行程开关组成所 致。通过录像监视发现车门出现解锁时,客室内并没有 人为操作内外紧急解锁装置,那么其结果必为解锁旋转 架和解锁拉杆自身相对运动造成。当把解锁拉杆拆卸 下来作分析时,发现此杆为渡铬件,其直线度严重超差, 解锁拉杆与旋转架之问的配合于涉,造成解锁拉杆随电 机转动时带动旋转架旋转动作,触发行程开关所致。 2.3 改进措施 将原所有镀铬紧急解锁拉杆更换成冷拉不锈钢杆, 严格将其直线度控制在0.5 mm以下,保证解锁拉杆与 旋转架孔之间的滑动顺畅。 3地铁车辆开门跑车故障 3.1 故障现象 在一次空载试验中,曾出现过客室内一车门处于非 正常打开位置,但司机室操纵台DDU门监视带上不显 示故障信息,却仍旧显示车门正常关闭状态,导致车门 在打开状态行车的故障。 3.2故障分析 车辆回段后检查发现车门关门到位行程开关安装 螺钉松动脱落,误触发关门到位行程开关,门闭锁开关 触点的错误状态被门控器采集并通讯给TMS,导致 TMS显示屏上对应显示此门状态是关闭,当其他门均 关闭时,此门串在车门全关闭回路中的一组闭锁开关触 点因上述故障将车门全关闭回路接通,进而列车可以牵 引,造成列车开门行车。此故障表明成都地铁车辆塞拉 门无论是在制造工艺上还是门控器软件设计上都存在 严重的缺陷,其设计严重违反了行车设计安全导向规 则。 3.3 改进措施 (1)闭锁开关紧固方式改进 闭锁开关的紧固方式改为平垫片+锥型垫圈+涂 打螺纹锁固胶紧固方式,并将安装支架调位方孔改为长 圆孔,以增大垫圈的接触面积。
第4期 成都地铁1号线地铁车辆塞拉门常见故障及处理方法 81 (2)门控器软件的改进 为连续工作6 000 h,它的参数如表1。 表1轴承规格型号NSK 607—2Z 在螺钉紧固方式改进的同时,为防止闭锁开关出现 松动导致门控器无法正常判断车门实际状态,拟在软件 程序上增加编码器输出、电机电流等参数来判断车门状 态,使车门状态的判断更准确、可靠,进一步深化“故障 导向安全”的设计理念:门从关闭位置打开时,如果闭锁 按车门系统正常的受力范围来看车门承受的轴向 开关没有产生正确的状态变化,则判定闭锁开关故障, 和径向力是不可能达到表中规定的数值。而发生了滚 立即将此故障信息传送TMS,同时将开关门指示灯和 外侧门未关好指示灯点亮;门从打开位置关闭时,如果 闭锁开关没有产生正确的状态变化,门控器判定闭锁开 关故障,并立即报告TMS,同时将开关门指示灯和外 侧门未关好指示灯点亮;当门控器判定有闭锁开关故障 时,门控器由于无法确认门是否关好,这时根据编码器 输出和电机电流来判断门的状态,根据安全导向的原 则,不管实际门状态是否已关好,门控器都判定门的状 态为开状态,并使外侧门未关好指示灯点亮;在门控器 判定有闭锁开关故障时,当有关门指令且零速信号有 效时,该门将执行关门指令,确保门被关好。 4塞拉门旋转立柱下转臂与门扇下滑槽干涉故障 4.1 故障现象 成都地铁车辆到站以来,几乎所有的客室塞拉门都 发生过旋转立柱转臂与门扇干涉接触摩擦的现象。在 一次地铁车辆试车线动态调试过程中,其中一个门由于 这种故障造成整个门扇与旋转立柱转臂完全卡死,门无 法关闭的情况。 4.2 故障分析 多数这类故障是由于旋转立柱背紧螺母松动造成。 在整个门机构装配制造过程时,由于旋转立柱背紧螺母 检修空间狭小,设计的扳手空间不够,造成扭力达不到 紧固要求,在经过一段时间的运动后,旋转立柱紧固螺 母松动使整个立柱往上窜动,造成旋转立柱转臂与门扇 下滑槽接触摩擦。 4.3 改进措施 设计两把不同角度的专用扳手,满足小空间范围内 扳手的活动范围,使背紧螺母的扭力达到设计的要求。 5客室塞拉门滚轮破裂故障 5.1 故障现象 自成都地铁1号线运营以来,共发生了12起旋转 立柱滚轮破裂故障,这种故障轻则引起车门开关门动作 不畅,重则卡死门扇无法关门行车。 5.2 故障分析 发生这种故障后,对滚轮里的轴承进行了分析,导 轮里的轴承为NSK 607~2Z,设计传承德国设计,寿命 轮破裂,说明了轴承受到了较大的轴向分力所致。门有 一定的斜度,当门扇调整太紧时,导轮轴承就会受到较 大的轴向分力。滚轮受力分析如图3所示。 轴向力 向力 图3滚轮轴承受力分析 另外,在装配过程中,轴承的保持架受损伤,也有可 能造成此故障的发生。 5.3 改进措施 (1)严格控制轴承装配质量,严禁有损伤的轴承保 持架装车; (2)在车辆双周检和三月检中,加强对此部件的检 查,发现松动或是破裂现象时,及时进行更换; (3)在对门进行调整时,门扇调整不能过紧,以门 调整好后,门板中缝不透光、不漏雨为宜,并尽量把门调 整至垂直位置。 6司机室塞拉门锁闭开关故障 6.1 故障现象 成都地铁1号线司机室塞拉门的关闭窜入了安全 牵引环路内,一旦其旋转锁不能正确触发行程开关,整 个车辆的牵引回路就将中断,造成列车无法牵引。由于 设计和制造原因,成都地铁1号线电客车曾出现多次车 门在关闭时,安全牵引回 不能建立,或是车门在打开 状态下,安全牵引回路非正常建立的情况。 6.2 故障分析 成都地铁l号线司机室门旋转锁结构如图4所示: 图中位置为锁闭位置,当司机室门开启时凸轮机构组成 向右旋转,压铰接头向下运劫,开关触铁随铰接头向下, 触发锁闭行程开关。经实际运用证明这种结构设计存 在严重不合理,解锁风缸的铰接头和风缸的缸体为铰链 结构,两个零部件均为活动件,其相对运动必会导致风
82 铁道机车车辆 第31卷 缸的拉杆不能与铰接头处于完全直线位置,这样就会造 7.2 故障分析 成拉杆与风缸严重摩擦,出现卡滞现象,进而不能正确 触发锁闭行程开关。 凸轮机构组成 铰接头 从司机室侧门的结构和自身特性分析,造成这种故 障的原因有以下几点:①地铁车辆车体端部有一定量的 下垂,司机室车头由玻璃钢制造而成,其门框形位公差 不宜控制,为保证车门良好的密封性,车门安装存在倾 斜度超差、门扇上的导轨与支座拐臂未能保持平行的情 况;②拐臂与轴向止挡卡环间隙过大(大约为5 ram),拐 臂易上下窜动;③本身手动塞拉门特性在车门关闭时, 由于转臂作用,车门自身有一个往E跳动的趋势,当转 臂与门扇下滑槽问隙过大时,门扇极易从滑槽中跳出 来。 图4司机室门旋转锁结构 7.3 改进措施 6.3 改进措施 将开关触铁材质改为尼龙1010开关碰块,碰块安 装在凸轮机构组成上-,这样就能保证开关碰块能可靠触 发锁闭行程开关。具体改进后的结构见图5、图6所示。 (1)加垫减少拐臂与轴向止挡卡环问隙,使拐臂不 能在销轴上有较大窜动; (2)调整门扇位置时,在保证密封的情况下,尽可 能使门扇和拐臂处于平行状态,避免其间隙的非均匀 性; (3)减少转臂与¨扇之间的距离,在门扇端头增加 一件厚10 mm,长300 mm的防脱条,转臂与防脱条粘 接间隙为10.5 rnlTl,而滚轮上表面到滑槽下边缘高度为 16.5 mm,这样当门扇往j一跳时,防脱条就限制了转臂 与门扇之间的距离;使门扇不可能再发生跳出。 8 结束语 以上是成都地铁1号线地铁车辆车门系统常见故 图5 改进后旋转 锁锁闭状态 图6 改进后的旋转 锁开启状态 障,在以后的正常运营过程中,此类 的塞拉门还将会 出现一些故障,这就要求一定要l』Ju强对门机构系统的检 查,尽可能将车门系统故障降低到最低,为乘客提供一 个高质量的运营服务。 参考文献 [1]施仲衡,周庆瑞,郑晓薇,等.地铁设计规范[M].北京:中 国计划出版社,2003. 7司机室塞拉门门扇跳出滑道故障 7.1 故障现象 在 常运营巾,成都地铁1号线刊机空门扇多次在 关门时¨扇跳出滑槽,致使司机室门无法关闭,司机不 得不在现场进行处理,把脱出的门扇装配回滑槽中的事 故。此故障至少造成地铁运营晚点10 min以上,严重 影响运营质量。 [2]胡世炎.机械失效分析手册(修订本)[M].成都:四川科学 技术出版社,1999. Failures Analysis and Improvements of Plug Door 011 Cheng Du Metro Line One L,J Jan ruing (Cheng Du Metro rolling stock center,Chengdu 610081 Sichuan,China) Abstract:According tO mechanism and working principle of plug door,this paper mainly analyzes the conlmon failures and improve ments of plug door on Cheng Du Metro line one.It also can be the failure treatment experience of the sanle type plug door. Key words:plug door;failures;improvements


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