城轨车门结构毕业设计全解.docx

1、城轨车门结构毕业设计全解一、地铁车门内容摘要1、中文22、英文2二、地铁车门1、地铁车辆车门概述62、地铁车辆车门结构11三、地铁车辆车门动作原理1、地铁车辆单侧门开门功能实现122、地铁车辆再开门功能实现133、地铁车辆车门开门提示14四、地铁车辆车门设计分析1、地铁车辆车门气路控制设计分析152、地铁车辆车门的ATO控制设计分析173、地铁车辆车门的继电器控制方法设计分析184、地铁车辆车门驱动电路设计分析20五、地铁车辆车门常见故障及排除方法1、地铁车辆车门钢丝绳张紧力的调整212、地铁车辆车门锁钩间隙的调整223、防跳轮间隙的调整23六、参考文献24七、设计心得25第一章 地铁车门内容

2、摘要一 中文地铁车门控制系统设计分析关键词：驱动风缸，紧急开门手柄，门切除装置，机械连锁摘要: 每一节车厢每一边安装有5个气动的双扇滑动门。一个单一的窗格、安全玻璃窗通过氯丁橡胶材料安装在每一扇门的上面。门扇是32mm的铝合金三明治结构。通过橡胶封、毛边封和密封圈封装。二 英文The subway car door controls system design analysisAuthor: helongCity orbit transportation technique profession031.Hunan Railway Professional Technology College

3、Zhuzhou.ChinaKey words: Drive breeze urn, The instancy opens a hand handle, The door cuts off the device, Machine catena Abstract: Each car is equipped with five pneumatically operated bi-parting pocket sliding doors per side. A single-paned, safety-glass window is installed in the upper portion of

4、each door leaf by means of a neoprene rubber profile, The door leaf is formed of an aluminium sandwich construction of 32mm total thickness. Sealing is provided by rubber seals, brush seals and a labyrinth arrangement.地铁车辆车门概述车门(如图)是地铁车辆的一个重要组成部件，与运营安全有直接的关系。同时，由于地铁车辆具有运载客流量大，乘客上下车频繁等特点，一般每列车的车门数量较多

5、、开度大，开关门动作也比较频繁。每一节车厢每一边安装有5个气动的双扇滑动门。一个单一的窗格、安全玻璃窗通过氯丁橡胶材料安装在每一扇门的上面。门扇是32mm的铝合金三明治结构。通过橡胶封、毛边封和密封圈封装。门闩以位于屋顶的拉紧索的红色覆盖的手柄的形式，在紧急状态时允许手动操作而起作用。门可以通过用7mm的方形扳手抑制操作状态而停止工作。在乘客车厢的上面，有两个灯显示“门开”和“门关”的状态。清洁和检修人员可以通过钥匙进入车厢，它可以通过主钥匙或者辅钥匙操作。外部和内部工作人员使用钥匙开关面板，面板为A车和B车的17/19 和 18/20门而提供，为C车的1/3 和2/4门而提供。在外部车厢侧墙

6、的左右侧，在B车和C车的门1和2 ，A车的19 和20 ，有一个桔黄色的灯，它点亮，显示车厢里的最少的门是否关闭。门在火车在站台正确的位置停下来就被激活。它们被门操作平台操作。司机室的滑动门每一个司机室每一边都安装有单叶、手动操作、滑动的门。开门可以提供安装在门内和门外的手柄操作。门扇是铝三明治结构32mm厚。氯丁橡胶压缩型材封边。门扇安装在上部，带有落地窗，通过窗钩固定在关闭位置。窗户通过压缩型材、氯丁橡胶封住。窗格没有覆盖，无有色彩的单玻璃。地铁车辆车门(右图)分：客室门、司机室门、司机室通道门、乘客紧急门等。车辆每侧有5个门道10对门，分别沿车辆长度方向等间隔分布。客室车门为带双层安全玻

7、璃窗的双门页电动塞拉门。门的净开度不小于：宽1400 mm、高1860 mm。每辆车每侧的一扇门处设有一个乘务员的钥匙和防滑脚蹬，并考虑合适的扶手，以便维修人员在线路旁进入客室内。为确保安全、准点的运行，车门装有机械锁闭机构、解锁机构和故障隔离装置，每扇车门的开、关状态应在司机室显示器中得到显示。车门一般采用压缩空气作为开关的动力，也有采用电机驱动的车门。车门按照其开启及结构形式主要可以分为以下几种类型：1、内藏式滑动移门2、外挂式滑动移门3、塞拉门广州地铁一号线车辆使用的是奥地利IFS公司生产的内藏式双页对开移动滑门，属于电控气动门。二号线车辆使用的是法国法维莱公司生产的外挂门，属于电动电控

8、门。按车门形式有塞拉门、外挂门和内藏门之分；按驱动形式来分，有电动门与风动门两种。香港的旧车多用风动外挂门，北京和上海地铁一、二号线及广州地铁一号线使用气动式内藏门，香港机场快线采用电动塞拉门，深圳地铁车辆也采用电动塞拉门。每节车的每侧有五个内藏式的对开门，每个车门由两扇门页组成。每个门的上方装有车门驱动风缸。两扇门同时动作。每个客室门的上方设有一个机械联锁，当车门处于全关闭状态时，可将车门机械锁定。每个门内侧上方的盖板内安装有红色紧急开门手柄和门切除装置。在每个客室门内、外侧的上方安装有用于指示车门状态的橙色门解锁指示灯，在门内侧上方的盖板上还安装有红色的车门切除指示灯。每节车的17/19号

9、门和18/20号门内、外侧设有专用的钥匙开关，用专用的77或78钥匙通过它可以开启相应的门。除客室车门外，列车的车门一般还包括司机室侧门，紧急疏散门以及司机室与客室之间的分隔门。司机室侧门(见图1-2)通常采用单门页，手动开启和关闭。出于行车安全，避免乘客进入司机室的考虑，侧门通常带有锁闭机构，需要通过专用钥匙才能打开。出于保障乘客安全的考虑，一般在列车两端司机室的前端设有紧急下车的安全疏散斜梯，在紧急情况下可以向前放下到路基上，作为通向地面的踏板，用于列车发生火灾或紧急事故时疏散乘客。(见上图)司机室与客室之间的分隔门主要用于分隔司机室和客室，防止乘客进入驾驶室，对行车造成影响。但在紧急情况

10、下，乘客可以通过解锁机构打开分隔门，到达司机室前端的安全疏散门进行疏散。地铁车辆车门结构一、车门结构以广州地铁一号线车辆客室车门为例(下图)，车门系统主要由控制系统、驱动系统、机械传动系琉、悬挂和导向系统、锁闭机构。门页以及负责检测的各种行程开关组成1:右门页 2:左门页 3:导轨 4:锁钩/紧急手柄 5:左门驱动连杆 6:驱动风缸 7:解锁风缸 8:中央控制阀 9:导向衬块 10:橡胶密封条 11:防跳轮/支撑滚轮 12:锁闭行程开关S1 13:密封毛刷 14:钢丝绳 15:关闭行程开关S21、主要技术参数车门净开度：14000(4)MM车门净高度：1860mm供电电压：DCll0V供风压力

11、：5bar(现改为35bar)开关门时间：305S障碍物探测能力：30mm x 60MM2、气动式内藏门 北京一、二号线及复八线、上海地铁一、二号线和广州地铁一号线采用内藏门：在门上方设置有一套气动机构，由风缸、滑轮、铝合金导轨、钢丝绳等组成，地板上也设有导轨，使车门在风缸的驱动下，沿上下导轨平滑运动。开关门的速度及压力可以通过调节节流阀来实现。风缸内设有大小两种活塞，开始关门时大活塞起作用，压力大、速度高，接近关闭时，小活塞起作用，压力小、速度慢。滑轮轴承均采用球轴承，以降低开关门噪声，车门上方还设置一套紧急解锁装置，以便在紧急情况下，能从客室内直接打开车门。门板由铝框架和夹层铝板制成，门窗

12、采用单层玻璃，两门之间采用氯丁橡胶条双层密封，四周采用单层密封，门板具有足够强度与刚度。它由压缩空气动力推动气缸活塞，再通过由钢绳，转轮等组成的机械传动机构完成门的开关动作。风动门具有结构简单，易控制，故障率低 ，安全性能好等优点，被广泛地用于各种交通车辆。风动门的检：风动门在列车运营时经常要实施开关门动作，动作是否可靠直接关系到列车运行的安全，所以应经常对它各部分工作进行检查(出车前尤为重要)，以确保工作良好。出车之前，乘务人员应反复操纵全列车各客室左右两侧车门的开、闭动作，并进行巡视看每一车门的动作是否正常，检查空气管路接头，塞门开闭状态是否正常，有无泄漏。同时观察传动气缸，传动系统是否正

13、常，有无异物卡门或动作异常现象。在开关门操纵的同时要观察开、关门灯的显示是否与车门动作相合，关门时的蜂鸣器响是否良好，在确认各部位正常后方可投入运行。3、电动塞拉门深圳地铁一期工程车辆将采用电动塞拉门，由于供货商不同，具体结构也有差异，其驱动装置有螺杆和齿带传动两种，而旋转装置分为有旋转立柱和无旋转立柱两种。(如下图)所示是车辆供货商在投标文件中推荐的一种。其驱动电压为DCll0V，车门有效开度为1400mm，门口高度为1860mm，由驱动装置、旋转立柱和门板等组成。4、外挂门目前国内地铁车辆尚未广泛采用外挂门，只有广州地铁二号线开始采用这种车门。该型车门与内藏门相似，传动机构也设在车内门上方

14、，不同的是无论是开门或关门状态，门板总是挂在车体外边。通过一个吊装机构，穿过车体与驱动机构相连。4、驱动装置(见下图)包括由三个部件组成的可伸缩导轨，在电机驱动下，经驱动皮带、驱动臂和横轴等传动机构,完成车门的平移、塞紧和外移等功能。两个横轴各由一套滚轮定位的滚轮箱固定在车体上。每个车门都有一个单向作用的驱动风缸，用于实现门页面的开、关动作。该风缸在一个行程末端有缓冲作用。风缸活塞杆用杆托架连接在左门页上。开门行程受安装在导轨上的止挡的限制。在最后的组装中才将门页和活塞杆支架用螺钉连接起来。风缸和中央控制阀之间用尼龙管连接5、旋转立柱(见右图)在门口两边各设有一个旋转立柱，其滚轮安装在门板的上

15、下导轨内，滚轮通过驱动臂与立杆相连，通过支架固定在门框上。它的作用是在门开关运动中滚轮通过门板导轨引导并支撑门板。6、对塞拉门的优缺点分析塞拉门有以下优点：在关门状态时门板外表面与车体外表面齐平，所以车体外形美观，在行车时空气阻力小，也不会因空气涡流而产生噪声。塞拉门的密封性比外挂门、内藏门好，可以减少车内噪声。采用塞拉门能使车内有效宽度增加，载客量也会增加。塞拉门的缺点如下：由于塞拉门多了一个塞紧动作，结构比较复杂，价格比外挂门约高 20。故障率高。随着设计、制造技术的不断改进和用户使用、维护经验的增加，其可靠性将会不断提高。由上述可以看出，无论采用哪种车门，在车辆事故总数中，车门故障所占的

16、比例是相当大的，是维护中关注的焦点，这是由于车门数量多、运转频繁所致，通常出现的故障部件有：门驱动装置、门控单元、轴承、开关和密封条等。因此为了使地铁车辆达到安全、快速、输送乘客大运量等，在车辆设计中对门的设计必须满足以下条件：、要有足够的有效宽度。、车门要均匀分布，以方便上、下车乘客。、要有足够的车门数量。、车门附近要有足够的面积空间、便于乘客的上、下车。缩短集散时间。、确保乘客的安全。地铁车辆车门动作原理一、动作原理地铁车门为电控气动门，由压缩空气驱动车门的驱动风缸，通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关动作。控制系统采用1l0V有节点电路，通过整车、单节车、单个门各级继电器控制车门

17、的中央控制阀内部3个电磁阀的动作，实现对驱动风缸的供，排气控制，从而使车门按要求开关。同时，依靠每个门上的行程开关检测车门状态，并将信息返回诊断系统及控制系统，实现对车门的监测。驱动系统主要为双向作用的驱动风缸，压缩空气经过中央控制阀的分配进入驱动风缸推动活塞运动，使车门实现开启和关闭。机械传动系统由钢丝绳及滑轮组成。当驱动风缸活塞杆带动左门页运动时，作用力通过连接在左门页上的钢丝绳，导轨两端的钢丝绳滑轮以及连接到右门页上的钢丝绳带动右门页动作，从而实现左右门页的同步动作。锁闭系统主要由锁钩，门页上的锁销，解锁风缸组成。当车门关闭时，锁钩下落至水平位置，钩住两门页上的锁钩，实现机械锁闭。当开门

18、时，压缩空气经中央控制阀进入解锁风缸，使之动作将锁钩顶开，同时驱动风缸活塞向左运动，打开车门。车门在锁闭位置时，两门页之间的关紧力靠进人驱动风缸右腔的压缩空气来保持。当紧急情况下需要打开客室车门时，可以拉下紧急解锁手柄，这时驱动风缸内的空气羽排向大气，用手可以轻易将两门页推开。二、单侧门开门功能的实现假设只对列车左侧门进行开门动作,可安下列步骤进行操作:当列车到站停稳后,车站ATC系统检测到以后,向车载ATP开门系统发送一个预备开左侧门的信号.一般在行车时列车ATP开门旁路开关匀反指向1的位置，也就是说此时列车处于ATP允许开门状态。在这里我们假设列车处于这种状态，此时ATP允许列车开左侧门继

19、电器8K2线圈得电，其动作过程如下：1、8K2的常开触点 33、34闭合，于是被控制的开列车左门的按钮8S2的灯泡得电亮起，提示司机可以进行左侧门的开启。2、8K2常开触点13、14闭合。3、8K2常开触点23、24闭合，使整列车控制列车左侧车门的所在解锁继电器线圈得电，此时解锁电磁8Y1-Y3、8Y3-Y3、8Y5-Y3、8Y7-Y3、8Y9-Y3的工作线圈匀得电。从而使在电磁阀控制下的所有解锁气缸动作，列车左侧左于是被打开。三、地铁车辆车门再开门功能的实现为保证列车安全、正点运营，列车门控系统设有一套较完整的应急开门功能，以达到一旦个 别车门在列车关门过程中由于异物或人员拥挤造成该门未能关

20、上，(司机可根据8S3或8S4指示 灯的显示状态来判断车门是否全部关闭)，如在规定时间内指示灯未亮，司机可再按一下8S1或8S2，此时凡未关好的车门将被重新开启，司机释放8S1或8S2后，车门按关门程序自行关上，而无需再按关门按钮。具体原理如下：由综合线路图08-05、图08-06中，我们来分析一下整个再开门功能的整个过程。我们从上面章节已经知道，当有车门未关上时控制A车的8K9或8K10将不能工作，则8K9或8K10的6162触点闭合，又由于司机已发出关门指令，此时8K1或8K2的6142触点已闭合，而此时的8K23处于工作状态。这样，当司机按下8S1或8S2时即能使8K7或8K8得电。再由

21、图08-06我们可以知道，当8K8或8K7得电后，由于某节车的某扇门未关好，则该车的8K17或8K18不得电，由于8K17的2122触点闭合及8K7的1314触点闭合，使该节车的8K11重新得电，达到了再开门的目的。而一旦司机释放8S1或8S2，实际上就是使8K8或8K7失电，即发出了关门指令。这时该车门按顺序进行再次关门动作。这里需要说明的是：司机进行再开门作业时，已关好的车门不会再被开启，其原因是：1、列车的一节车门已全部关上，即该车的8K17或8K18已得电，所以该车的8K11或8K12在整个再开门过程中不能重新动作。2、当一节车的某扇门未关好时，虽然在再开门过程中，该节车的8K12得电

22、，而使整节车的车门都得到开门指令，但由于再开门指令的内容，只是开门而无解锁指令，所以己被关闭并锁，定的车门由于锁钩的作用，而不可以被打开，从而达到了只开启未被锁定的车门。上述情况只有在ATP未切除时，而且ATP无开门指令才具有再开门功能。四、地铁车辆车门关门提示当司机发出关门指令后，8K22失电，8K5即失电，8K5的13、14触点断开，由于8K11是延时释放继电器，8K13要延时失电(4-5秒)；8K5的2122触点闭合通过8K13的4344触点使关门报警继电器gKl5得电，关门报警蜂鸣器8H31工作(综合线路图08-08)。当8K11延时继电器在设定时间后释放，则8K13继此蜂鸣器停止工作

23、，开门电磁阀(8Y1-Y1)失电，关门电磁阀(8Y1-Y2得电)车门关闭。地铁车辆车门设计分析广州地铁一号线车辆的车门为电控气动门，其控制电路为110V有节点电路，车门作为关系到行车安全的部件，采取了必要的保护措施确保当车门没有关闭好时，列车无法起动。一、地铁车辆车门气路设计分析气动执行装置是指把压缩空气的能量变换成直线、旋转或摆动等运动来驱动机械作功的装置。在气动执行装置中，有把压缩空气的能量变换成直线运动的气缸，变换成旋转运动的气动马达和变换成摆动运动的摆动式气动执行装置等。1、马达是指供给压缩空气后可以获得连接旋转运动的装置。它有活塞式和叶片式等几种型式。径和活塞式气动马达的工作原理如下

24、：各活塞与曲轴由连杆连接，与转轴为一体的旋转阀门把从A口进的压缩空气依次供给各活塞。受压缩空气驱动的活塞推动曲轴产生旋转力矩。另一侧的B口作为排气口。若从B口供给压缩空气，则气动马达反向旋转，此时A口时变为排气口。2、动式气动执行装置一般以小于360。的角度摆动。根据其结构的为同它可分为叶片式和齿条轮副式等。A、片式由在机壳内侧滑动的叶片和与叶轮相联的轴，以及限位器等腰三角形构成。其工作原理如下：从A口供给压缩空气，推动叶片并在轴上产生力矩。排气室的压缩空气从B口排出，转轴向顺时针方向旋转。叶轮碰到限位器后停止。若从B口供给压缩空气，则马达向逆时针方向旋转。B、齿条轮副式由气缸、在缸体内滑动的

25、两个活塞，位于两活塞之间的齿条以及转轴等构成。其工作原理如下：从A口供给压缩空气，推动活塞A，通过齿条轮副在齿轮轴上产生力矩。排气室的压缩空气通过B口排出，转轴向顺时针方向旋转。当活塞B碰到端盖停止睦，转轴也停止转动。若从B口供给压缩空气，则转轴向逆时针方向转动。1气动执行装置的工作原理有如下两种方式：1、供给气缸内压缩空气，使活塞往复运动，由活塞杆将运动力传出，带动机械作功。2、向机体的封闭腔内供给压缩空气，带动叶轮旋转，从而获得旋转运动。气动执行装置的特点是能够把压缩空气的能量简便地转换成机械运动。其缺点是难以进行速度控制和位置控制，并且容易受负载变化的影响。2气动执行装置的特点：1、地球

26、上有无限的清洁、安全的空气可供使用。2、气动执行装置具有结构简单、体积小、价格便宜等特点。3、对使用环境无特殊要求。4、保养、维护简单。5、力和运动转换简单，容易构成系统。3气缸气缸就是向缸体内供给压缩空气，使活塞往复运动，由活塞杆将动力传出动力传出，带动机械作功，它可分为单动式和复动式两种。1、单向驱动气缸由缸体内滑动的活塞和活塞杆构成。其式作原理从A口供给压缩空气，推动活塞前进。活塞杆上产生推力。依靠内部安装的弹簧力使活塞返回。2、双向驱动气缸由气缸体和在气缸内滑动的活塞及活塞杆构成。其工作原理：从A口供给压缩空气，推动活塞，排气塞的压缩空气从B口排出，在活塞杆上产生推力，使活塞前进。若从

27、B口供给压缩空气，从A口排出空气，则使活塞向后移动。二、地铁车辆车门的ATO控制设计分析车门既可在ATO模式下自动打开也可以由司机进行开关。考虑到安全的因素，有两种不同的。在通常的操作中车门打开可以由ATP系统来完成。门的电气命令操纵一个单向作用的气缸去使锁钩打开。这些操作都是在开门过程中通过中央控制阀来进行控制的。只有当列车静止且在站台正确的位置时，ATP系统才能给出使能信号。在URM模式下操作，可以通过司机室的按钮来实现开门使能。在这种情况下，车门使能与牵引控制单元的0kmh信号互锁。用乘务员钥匙也可以进行单独打开某扇门。门只有在司机操纵台启动下才官附开。当列车控制只连接着ATP系统时，中

28、央开门及关门是不可能的。车门控制主要包括以下几个重要的电路：1开关门控制电路当满足司机台激活、列车速度为“0”、ATP给出门使能信号后，按下开门按钮，经过整列车，单节车、单个门的相关继电器使单个门的中央控制阀控制车门打开。停站时，按下“关门”按钮，时间继电器延时结束后，中央控制阀控制(详见车门气动控制部分)使车门关闭。2车门的监测电路由于车门的状态关系到乘客及运营安全，为确保列车运行过程中车门正确锁闭。只要检测到有一个车门没有正确锁闭，列车将无法起动；而在运行过程中，如果有乘客将紧急解锁手柄拉下，列车将触发紧急制动并停车。3重开门当单个或多个车门没有完全关上时，可以按下“重开门”按钮重新把门打

29、开并关闭(司机操纵台：8S06是开右侧门；副司机操纵台：8S05开左侧门)。若按钮一直按下，车门将一直打开直至松开按钮已锁闭的车门将不会被打开。4自动折返：如果司机操纵台在自动折返线时已锁，在An控制启动之前，开门命令直保持有效。如果指令输出“列车控制已开”从列车前端转到尾端，贝岍门指令被尾端司机室控制取代。打开司机操纵台后，门就可以从该操纵台打开。5用乘务员钥匙开门：每节车的1917门和2018门可以局部打开。主要依赖于列车是否启动(蓄电池连接上)及压缩空气是否可以利用。开门指令是由门上的乘务员可旋转钥匙开关(车内及车外)两个中的一个给出。开门命令存储下来了，门一直开着，直到：门上的个旋转钥

30、匙开关给出局部关门命令、列车该侧给出”开门关门”指令、列车该侧给出了“重开门”命令为此。用乘务员钥匙进行局部开门不依赖ATP的释放(或者在URM操作模式下速度为0kmh)，即使列车在驾驶时也可以进行局部开门。当门被切除时不可以用乘务员钥匙来开门。三、地铁车辆车门的继电器控制方法设计分析参与门控的继电器主要分为以下三类：1整列车控制所使用的继电器8K01、8K02：左右侧门的门使能继电器、8K03，8K04：开门继电器、8K05，8K06：延时断开继电器、8K07，8K08：门未锁继电器、8K09，8Y10：整列车所有门关好继电器、8K41：关门报警起动继电器、8K42：关门报警电闪继电器、8K43：关门报警继电器、8K47：左边门开继电器、8K48：右边门开继电器、8K49：门关好监测继电器。2单节车继电器8K21、8K22：解锁继电器、8K23、8K24：开门继电器、8K25、8K26：重开门继电器、8K27、8K28：关门监测继电器、8K29：1719门乘务员钥匙开门继电器、8K30：1820门乘务员钥匙开门继电器、8K45、8K46：关门报警继电器。3每个门的控制继电器8K31、8K33、8K35，8K37、8K39：左边门门未切除继电器、8K11，8K13，81