蒲晨亮, 武 瑩, 蒲天昊, 董 俊

(西安市地下鐵道有限責任公司 運營分公司， 陜西西安 710016)

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地鐵車輛門系統(tǒng)行程開關異常動作原因分析

蒲晨亮, 武 瑩, 蒲天昊, 董 俊

(西安市地下鐵道有限責任公司 運營分公司， 陜西西安 710016)

介紹西安地鐵2號線車輛門系統(tǒng)行程開關的功能，通過對影響行程開關觸發(fā)條件的分析，結合運營過程中發(fā)生的典型故障，闡述導致行程開關異常動作的故障原因，并對相關故障提出相應的預防措施及整改方案。

西安地鐵； 門系統(tǒng)； 行程開關； 觸發(fā)條件

西安地鐵2號線車輛車門系統(tǒng)采用雙扇電控電動齒帶傳動內(nèi)藏門。車門系統(tǒng)主要組成包括門板總成和驅動機構組成。驅動機構組成包括機械控制及電氣控制兩部分，機械控制部分由安裝底板組成、門扇吊掛部件、傳動裝置、鎖閉解鎖裝置等部件組成；電氣控制部分由門控器、驅動電機及實現(xiàn)自動門功能的其他附件構成。在安裝底板上，安裝有5個行程開關，將門系統(tǒng)的機械動作轉變?yōu)殡娦盘?，實時傳遞給門控器。

在門關閉過程中，位于左、右側門吊板組成之上的鎖閉撞軸進入鎖鉤中，鎖鉤通過復位氣缸內(nèi)部的彈簧可以使之自動復位，同時門到位行程開關以及鎖到位行程開關被觸發(fā)，提供門系統(tǒng)鎖閉到位信號。電動開門時，通過對電磁鐵組成的控制，電磁鐵得電吸合，使鎖鉤轉動從而釋放出鎖閉撞軸，在驅動電機旋轉和齒帶的直線運動下，帶動左右吊板和門扇運動，實現(xiàn)車門打開，同時引起門到位行程開關以及鎖到位行程開關動作，提供門系統(tǒng)開門到位信號。在特殊情況下，通過操作緊急解鎖裝置和隔離裝置可以實現(xiàn)車門的緊急解鎖和隔離，同時觸發(fā)緊急解鎖行程開關和隔離鎖行程開關，提供車門緊急解鎖信號和隔離信號。

1 門系統(tǒng)行程開關介紹

1.1 門行程開關安裝

西安地鐵2號線單個門安裝底板上安裝有5個行程開關，分別為：

S1：鎖到位行程開關。如圖1所示，S1行程開關為單聯(lián)行程開關，有兩對觸點，一對為動斷觸點，為門控器提供中央鎖動作信號；一對為動合觸點，提供門關好信號。行程開關的擺臂滾輪與中央鎖頂部接觸，在開關門時，門控器控制電磁鐵動作，電磁鐵拉動中央鎖鉤轉動，觸發(fā)行程開關動作。

S2、S3：左,右門到位行程開關。如圖2所示，S2,S3

圖1 S1行程開關安裝標準

圖2 S2、S3行程開關安裝標準

行程開關為單聯(lián)行程開關，有2對觸點，一對為動斷觸點，為門控器提供門到位信號；一對為動合觸點，提供門關好信號。行程開關的擺臂滾輪與安裝在左右門吊板上的行程開關碰片接觸，當門處于關好狀態(tài)時，行程開關碰片觸發(fā)行程開關。

S4：隔離鎖行程開關，有4對觸點，一對動斷觸點為門控器提供門隔離信號；兩對動合觸點，分別提供門關好信號和為隔離指示燈提供110 V電源。隔離鎖行程開關只有在手動旋轉隔離鎖凸輪后才能被觸發(fā)。

S5：緊急解鎖行程開關，有4對觸點，一對動斷觸點為門控器提供門緊急解鎖信號；兩對動合觸點，分別提供門關好信號和為緊急解鎖指示燈提供110 V電源。緊急解鎖行程開關在進行緊急解鎖操作后，由緊急解鎖撥片觸發(fā)。

1.2 門關好線連接方式

為保證乘客安全，在牽引回路中，串接一個門關好繼電器常開觸點。在列車各門之間，門關好線通過串聯(lián)方式連接，只有在所有車門關到位的情況下，門關好繼電器得電，常開觸點閉合，列車才能發(fā)出牽引指令。單個車門門關好線連接方式如圖3所示，在車門關到位，S1、S2、S3行程開關被觸發(fā)，動合觸點閉合，且沒有緊急解鎖的情況下，單個門門關好線才能導通。在單個車門故障時，通過操作隔離鎖裝置，觸發(fā)S4行程開關，同樣可以使門關好線導通，防止因單門故障影響運營。

圖3 單個車門門關好線連接方式

2 行程開關異常動作的原因

2.1 行程開關自身故障，不能給門控器提供穩(wěn)定的門狀態(tài)信號

(1)行程開關制造工藝達不到設計要求，開關觸點接觸不徹底，接觸面積小，導致觸點高溫打火，行程開關有拉弧現(xiàn)象或燒毀觸點，影響行程開關的使用壽命和導電能力。

(2)維護保養(yǎng)不當，行程開關觸點污染或腐蝕，影響行程開關導電性能。

(3)安裝緊固力過大，行程開關輕微變形或破裂，導致行程開關卡滯，下擺臂折損。

(4)安裝設計缺陷。西安地鐵二號線門系統(tǒng)行程開關安裝支架只能使行程開關左右移動，不能上下移動。如圖1～圖2所示，行程開關的安裝要求為開關觸點圓柱面與碰片頂部之間有1.5～2.5 mm的空行程，但在實際檢修中發(fā)現(xiàn)，行程開關觸發(fā)后間隙達不到安裝要求，造成行程開關復位彈簧疲勞失效。

(5)維修其他設備時損壞行程開關。從門系統(tǒng)故障統(tǒng)計分析，承載輪故障最高，在更換承載輪時，要將門吊板拆下，因此需對行程開關進行防護。但由于作業(yè)不熟練或防護不到位，常常造成行程開關擺臂折斷損壞。

2.2 電磁鐵組成故障

如圖4所示，開門時，門控器控制電磁鐵動作，電磁鐵拉動中央鎖鉤旋轉，鎖鉤釋放鎖閉撞軸，同時觸發(fā)鎖到位行程開關，開關動斷觸點將開門信號傳送給門控器。電磁鐵組成故障時，電磁鐵無法拉動中央鎖鉤，行程開關無法將開門信號傳遞給門控器，此時車門報3 s不釋放故障。

(1)電磁鐵故障。門控器對電磁鐵輸出正常，但電磁鐵內(nèi)部線圈損壞，無法動作。

(2)電磁鐵內(nèi)部或拉桿上有油污等雜質，導致電磁鐵動作不靈活，行程開關觸發(fā)異常。

(3)電磁鐵與中央鎖鉤連接處開口銷斷裂，銷軸從鎖鉤球關節(jié)處脫出，電磁鐵無法帶動中央鎖旋轉。此故障已多次發(fā)生，其原因如下：

①設計缺陷，開口銷安裝處無墊片。當開口銷連接處球關節(jié)轉動時，開口銷兩端受力不平衡，受剪切力的作用。

②開口銷規(guī)格小，易斷裂。

圖4 中央鎖閉機構

2.3 復位氣缸組成故障

如圖4所示，在門關閉過程中，4個位于門吊板之上的鎖閉撞軸進入鎖鉤中，鎖鉤通過復位氣缸內(nèi)部的彈簧可以使之自動復位，門系統(tǒng)以這種方式被鎖閉。同時S1、S2、S3行程開關的動開觸點同時將門關到位信號傳遞給門控器。當復位氣缸故障時，鎖鉤不能落下，S1行程開關不能被觸發(fā)，無法將門關到位信號傳遞給門控器，根據(jù)程序設計，車門將自動進行3次防夾開關門，最后車門處于打開至200 mm狀態(tài)，門控器報車門3次以上檢測到障礙物故障。導致復位氣缸組成動作異常的原因如下：

(1)復位氣缸故障

①復位氣缸內(nèi)部復位彈簧失效，復位力不足。

②復位氣缸內(nèi)部或復位氣桿附著油污等雜質，造成氣缸內(nèi)部卡滯，阻礙復位氣桿彈出。

(2)復位氣缸安裝支座斷裂

①車門復位氣缸行程不足，內(nèi)部彈簧沒有壓縮余量。車輛在開門時氣缸內(nèi)部彈簧被壓縮到極限，使沖擊力直接傳遞到復位氣缸后端部，對復位氣缸安裝支座產(chǎn)生剛性沖擊力。

②支座設計缺陷。如圖5所示，支座根部為直角過度，導致支座根部應力集中，容易斷裂；此外，安裝底板與復位氣缸安裝支座之間無墊片，由于底板安裝面不平整，安裝緊固后支座受到軸向力的作用。同時，支座橫截面偏小，不能把沖擊力有效的分散到安裝底板的四周面上。

③復位氣缸與中央鎖連接處開口銷斷裂，銷軸從鎖鉤球關節(jié)處脫出，復位氣缸無法帶動鎖鉤旋轉。

圖5 復位氣缸支座改造前后對比

2.4 門系統(tǒng)下導軌中夾有異物

此故障在正線已發(fā)生多次，主要原因是客流量大，乘客不小心將物品掉落到下導軌中。西安地鐵門系統(tǒng)防夾功能最小檢測障礙物大小為25 mm×60 mm(寬×高)，按照下導軌中所夾異物的大小，導致的故障主要有以下兩種：

(1)當下導軌中障礙物尺寸大于25 mm×60 mm時，車門將自動進行3次防夾開關門，最后車門處于打開至200 mm狀態(tài)，由于S2,S3行程開關沒有被觸發(fā)，動開觸點沒有斷開，不能將門關到位信號傳遞給門控器，門控器報車門3次以上檢測到障礙物故障。

(2)當下導軌中障礙物尺寸小于25 mm×60 mm時，車門將正常關閉，但由于下導軌中夾有物體，導致門縫間隙過大，中央鎖鉤與鎖閉撞軸間隙過小，開門時鎖鉤無法抬起釋放鎖閉撞軸。同時，S1行程開關動開觸點無法閉合，不能給門控器提供中央鎖動作信號，門控器報3 s不釋放故障。

3 行程開關異常動作的應對措施

3.1 行程開關故障的處理方法

(1)在各級修程中，對外觀破損、復位彈簧失效、觸點腐蝕或內(nèi)部有拉弧痕跡的行程開關，直接進行更換，在安裝時，注意力矩校核。

(2)對外觀正常，出現(xiàn)卡滯或復位力不足的行程開關，進行清潔，并將緊固螺釘松開，對安裝力矩進行重新校核。

(3)針對行程開關無法上下調(diào)整，緊固螺釘扭矩不易控制的問題。在2號線增購車上，修改開關支架結構，方便開關上下調(diào)整；緊固螺釘由標準件改為機加工件，結構為臺階螺釘，如圖6所示。

圖6 改造后的行程開關支架及螺釘

3.2 電磁鐵組成故障的處理方法

(1)在檢修作業(yè)時，對電磁鐵拉桿表面的油污雜質進行清潔；對門控器輸出正常，電磁鐵失效的，直接進行更換。

(2)針對中央鎖閉機構連接處開口銷易斷裂的問題，在2號線增購車上，增大開口銷規(guī)格，由φ1.6×12 mm改為φ2.0×14 mm，同時增加墊片。并對現(xiàn)有車的開口銷故障進行跟蹤，根據(jù)故障情況進行整改。

3.3 復位氣缸組成故障的處理方法

(1)如圖5所示，對復位氣缸支座桿進行改造，其尺寸由原有的8 mm增加到14 mm；在氣缸支座根部與安裝底板之間增加1個3 mm金屬平墊，使支座受到復位氣缸的徑向彈性作用力時，能夠把沖擊力均勻地分散在平墊周圍；安裝支座桿根部由直角過度變?yōu)閳A角過度，避免支座根部應力集中。

(2)如圖7所示，氣缸行程由10 mm改為15 mm，增加調(diào)節(jié)余量，保證鎖鉤抬起時復位氣缸內(nèi)部仍然有空行程，不會對氣缸支座造成剛性沖擊。

當正線列車發(fā)生3 s不釋放和車門3次以上檢測到障礙物故障，車門無法正常打開或關閉時，首先檢查車門下導軌中是否夾有異物，避免不必要的下線。

圖7 增加氣缸行程

4 結束語

車門系統(tǒng)結構復雜，使用頻率高，在列車運行過程中，受外界干擾大。從目前運營和維修情況分析，相對

于車輛其他系統(tǒng)，故障率較高。通過對影響行程開關異常動作的典型故障進行梳理，系統(tǒng)的分析故障原因和掌握故障規(guī)律，提高作業(yè)人員對門系統(tǒng)相關設備故障的判斷和維修處理能力。同時，通過備件消耗量的統(tǒng)計和維修經(jīng)驗的積累，為各級修程及普查作業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐，為進一步的技術改造積累經(jīng)驗。

[1] 羅映紅．電工技術[M]．北京：中國電力出版社，2010．

[2] 濮良貴,紀名剛．機械設計[M]．北京：高等教育出版社，2006．

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更 正

2015年第2期，第102頁“高速動車組牽引電機軸承電蝕及對策

相阿峰， 郭秀違”

更改為： “高速動車組牽引電機軸承電蝕及對策

相阿峰， 郭秀文”

Cause Analysis of Travel Switch Abnormal Action of Metro Vehicle Door System

PUChenliang,WUYing,PUTianhao,DONGJun

(Operating Company, Xi'an Metro Operation Co., Ltd., Xi'an 710016 Shaanxi, China)

The function of vehicle door system's travel switch for Xi'an Metro Line 2 is introduction. Through analysis on the trigger condition of travel switch, combining with the typical faults occurred during operation, this paper explains the fault causes of travel switch abnormal action, and proposes the appropriate preventive measures and corrective solutions.

Xi'an metro; door system; travel switch; trigger condition

1008-7842 (2015) 03-0120-04

??)男，助理工程師(

2014-12-01)

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.03.29