铁道机车车辆毕业论文论文.doc

地铁车门设计一 地铁客室车门的一般要求对开式电动塞拉门。每个客室车门上均安装有一个车门控制单元（EDCU），车门的开关指令由VTCU通过列车总线传输到每个车门的EDCU，车门的动作由EDCU控制。一、客室车门的分布每个客室配置有10个侧门（左右侧各5个，均匀分布），整列车共60个客室侧门，客室侧门中心线距离为4560mm。 左侧门和右侧门的定义如下：当从车辆的2位端向1位端看去时，位于人左侧的门定义为车辆的左侧门，另一侧门则定义为右侧门。二、客室车门编号客室侧门沿着每节车的左右侧对称均匀分布，沿着每辆车的左侧，门页采用从1到19之间的奇数进行连续编号。沿着每辆车的右侧，门页用从2到20之间的偶数进行连续编号。门的编号是两个单独门页的号码合并组成，左侧编号为1/3 的门和右侧编号为2/4的门是距离车辆1位端最近的门，左侧编号为17/19的门和右侧编号为18/20的门距离车辆2位端最近。参见图4-1。1/3门17/19门13/15门9/11门5/7门18/20门14/16门10/12门6/8门2/4门图4-1 客室车门编号示意图1位端2位端三、 技术参数 三、技术参数 l 车门净开度（在车门中间高度测量）：1400mml 车门净高度（从地板面至门驱机构盖板底部）：1860mml 开门时间：3.5±0.5sl 关门时间：3.5±0.5sl 关门峰值力：230Nl 锁定杆长度：122.5±0.5mml 同步杆长度：993.3±0.5mml 能检测到的最小物体（硬物体）尺寸：宽X高=30X60mml 10X60mm物体（表面光滑硬物体）被夹住时的最大拆除力：150Nl 供给电压： DC110Vl 门组成的总重量：176.48kg四、MMI显示的车门图标在司机室的TMS-MMI显示屏上，有一组车门图标，显示车门当时的工作状态，当车门关闭时，车门图标为蓝色，当车门打开或正在打开、正在关闭时，蓝色的车门图标闪烁，当车门发生故障时，图标显示红色，当车门的紧急开门装置手柄被拉下时，图标显示黑色，当车门被切除时，图标显示黄色。参见图4-2。图4-2 MMI显示的车门图标故障车门EED被激活车门被切除空气制动停放制动空气压力车间供电车门环路二 地铁客室车门的类型及比较。一、按驱动方式的不同进行区分 1电控风动门 电控风动门由压缩空气驱动传动汽缸，在通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关动作。机械传动系统的作用使将传动奇光活塞杆运动传递至车门，使车门动作。电气控制系统爆过气动门控制、再开门控制、车门动作监视和列车控制电路连锁等内容。其作用是为了保证车门动作可靠和行车安全。2电传动门 电气驱动车门由电动机、传动装置（轴、磁性离合器、皮带轮和齿形皮带）、控制器、闭锁装置和紧急开门装置组成。齿形皮带与两个门翼相固定，闭锁和解锁所需的扭矩由电动机提供。另一种电器驱动装置为电动机通过一根左右同步的螺杆和球面支承螺母驱动滚珠摆动导向件和与其固定的门翼二、按其开启方式的不同进行区分1内藏钳入式对开侧移门开关车门时门翼在车辆侧墙的外墙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。2外侧移门与上述内藏钳入式对开侧移门区别仅在于开关车门时，门翼均处于侧墙的外侧，车门驱动机构工作原理与内藏钳入式对开侧移门相同。3塞拉门借助于车门上端的传动机构和导航，车门开启状态时门翼贴靠在侧墙和外侧，车门在关闭状态时，门翼外表与车体外墙成一片面。 4外摆式车门开门时通过转轴和摆杆使车门向外摆出并贴靠在车体外墙板上，门关闭后门翼外表面与车体墙成一片面。三、按其用途的不同进行区分 1客室侧门：每辆车安装了10个客室侧门（每侧5个，均匀分布），整列车共60个客室侧门，供乘客上下车使用 2紧急疏散门：在A车司机室安装有一个紧急疏散门。 列车在隧道内运行一旦发生火灾或其他险性事故时，司机可打开设在前后A车端墙中间的紧急疏散门，引导乘客通过紧急疏散门走向路基中央，然后向两端的车站疏散。3司机室侧门 在司机室侧墙上各有一扇单叶的门，其结构与客室车门类似，供司机上下车。4司机室后墙门 在司机室背墙中间有一通客室的通道门，供司机走入客室的通道。它在客室一侧没有开门把手，乘客是不能开启这扇门的。但在其上方有一红色紧急拉手，其用途是当乘客发现司机因突发疾病时，可用紧急手柄开启通道门对司机进行抢救。 三 客室车门组成及部件结构一、 客室车门组成（图4-3）图4-3 客室车门组成 客室车门主要由门驱机构、协调杆组成、紧急开门装置、门页、密封门框5大部件组成，其中门驱机构是集车门控制和驱动装置为一体的核心部件。客室车门组成部件的隶属关系见图4-5。图4-4 客室车门实物图客室车门门驱动机构紧急开门装置协调杆组成门 页固定横梁车门控制单元电机支撑装置伸缩滑道装置悬挂支撑装置悬挂装置门切除装置滚轮箱皮带传动装置（由同步皮带和带轮装置等组成）连杆机构（由锁定杆和同步杆等组成）图4-5 客室车门部件隶属关系框图二、部件结构（一）门驱机构（图4-6）图4-6 门驱机构结构图门驱机构是车门的核心机构，集车门控制、驱动和执行机构于一体，它由固定横梁、悬挂装置（包括电机支撑装置、连杆机构、皮带传动装置）、门控单元、门切除装置、滚轮箱等组成。（二）悬挂装置（图4-7）悬挂装置是一个悬空吊挂的部件，它由连杆机构（包括同步杆、锁定杆）、皮带传动装置（同步皮带、带轮装置）、电机支撑装置、悬挂支撑装置、伸缩滑道装置组成。悬挂装置通过左、右悬挂支撑装置的导柱悬挂在滚轮箱上，整个悬挂装置的重量由两个导柱承担，导柱可相对于滚轮箱运动，使车门实现塞拉运动。在电机的驱动下，连杆机构带动悬挂装置做塞拉运动，皮带传动装置带动悬挂装置做平移运动。图4-7 悬挂装置结构图图4-8伸缩滑道结构图（三）伸缩滑道（图4-8）图4-9 电机支撑装置伸缩滑道采用三层滑道组成，可实现较大的车门开度。每层滑道之间安装有钢珠，以减少运动阻力。内层滑道通过悬挂导柱悬挂在滚轮箱上。开门时，外层滑道首先向两侧滑动，滑动一定距离后，通过中间滑道止挡带动中间滑道开始向两侧滑动。关门时滑道的运动方向相反。（四）电机支撑装置（图4-9）每个客室车门配置有一个电机支撑装置，它由电机、齿轮、压带轮、支座、解锁滑轮、DLS和DCS行程开关、DLS和DCS凸轮等组成，是驱动车门运动的动力装置。 图4-10 悬挂支撑装置图电机体带着DCS凸轮一起转动，并激活DCS行程开关，EDCU接收到DCS激活信号后，使电机电图4-11 协调杆组成结构图安全锁钩下滚轮上滚轮止挡流增大，即关门力增大，车门做塞入运动，这一阶段车门没有障碍物检测功能。当车门机构达到锁闭位置时，安装在电机支撑装置上的DLS凸轮将DLS开关激活，电机断电，车门处于安全锁闭状态。（五）悬挂支撑装置（图4-10）悬挂支撑装置分左、右结构，左、右支撑装置对称安装于悬挂装置上，右支撑装置多一个塞拉止挡和一个门切除装置安装螺杆。塞拉止挡用来限制连杆机构的运动位置。悬挂支撑装置的作用是将悬挂装置与滚轮箱连挂，悬挂导柱可以相对于滚轮箱运动，帮助车门实现塞拉运动。（六）协调杆组成（图4-11）协调杆由垂直杆、安全锁钩、滚轮、止挡、上支座、下支座等组成。每个客室侧门两侧各安装有一个协调杆，它们的作用是在门页塞拉运动期间给门页导向和限位，防止门页外摆。安全锁钩的作用是增加安全可靠度，防止协调杆下沉时下滚轮脱离门页下导槽，导致门页外摆，另外，在下滚轮脱落的情况下，安全锁钩能够钩住门页下导轨，防止门页外摆。门页的运动轨迹取决于协调杆上臂运动轨迹决定。协调杆通过上、下支座与车体连接。图4-13 门切除装置 （七）紧急开门装置（图4-12）紧急开门装置由手柄、钢丝绳、滑轮、行程开关等组成。图4-12 紧急开门装置工作原理：通过手柄拉动钢丝绳带动电机的滑轮转动带动电机转动带动连杆机构运动当锁定杆的C点退到安全线位置以外（参见图4-33），则车门机械解锁，同时DLS和DCS电路断开，从而车门安全环路断开。紧急开门手柄拉下后，须用钥匙将手柄恢复到原来的位置。在紧急拉手没有复位的情况下，不能强行关闭车门。（八）门切除装置（图4-13）当车门发生故障时，需要将故障车门的机构锁定、电路从车门控制系统中隔离，车门不再接收开关门指令，以确保列车安全运营。因此在每个车门上方的右悬挂支撑装置导柱上设有门切除装置，它由凸轮、行程开关、定位螺钉等组成。工作原理：门切除时，凸轮卡在导柱挡环后面，车门机械锁定，同时LOS行程开关被凸轮压下，使车门的电路从车门控制系统中断开，车门被从电路中隔离。 图4-14 门 页（九）门页（图4-14）（1）门页由铝合金门板、密封橡胶条、玻璃窗、滚轮组成。（2）深圳地铁车辆是鼓形车体，其门页外表面与车体外表面形状相同，门页断面为弧形。（3）门页采用铝合金框架和面板组合结构。框架采用焊接，面板之间用铝蜂窝粘接。（4）每扇门页的上部设有中空玻璃门窗，玻璃四周于门板采用优质胶进行粘接，,外表面与门板平齐。（5）在一扇门的纵向中部，沿横向施加2400N/m的垂直载荷，车门不产生塑性变形。图4-15 密封门框（十）密封门框（图4-15）密封门框为一组弧形的黑色金属边框，通过螺钉安装在车体的门框上，其表面形状与尺寸与门页相同，在车门关闭的状态下，门页周边的橡胶条与密封门框紧密贴合，其作用是增加车门的密封性能，防止车外的雨水进入车内。四 地铁客室车门的工作原理。一、工作原理框图（图4-16）司机发出的开关门指令通过列车控制系统的信号线向车门控制单元输入符合其工作要求的环境信号，使车门电机在EDCU的控制下驱动车门动作，其工作原理框图见图4-16。图4-16 客室车门原理框图检测车门状态列车发出开关门指令EDCU电机转动驱动连杆机构驱动同步皮带连杆结构带动车门做塞拉运动同步皮带带动车门做平移运动EDCU发出信号使电机电路接通图4-17 EDCU原理图车门打开需要具备两个条件：一是列车发出开门指令，二是列车处于停止状态，即列车速度为零。EDCU负责检测列车司机室发出的指令，当司机室发出“开门”指令，则控制电路会给出一个高电平的信号给EDCU，EDCU在得到一个高电平的开门指令以及列车零速的高电平信号，则EDCU就执行开门命令，只要两个信号的其中一个是低电平，则EDCU配置的继电器就会阻止车门打开。EDCU原理参见图4-17。二、开门步骤及工作原理车门打开分3个步骤完成：1开门第一步：车门解锁EDCU接到开门指令，给电机通电，由于门机构上导轨端部被协调杆上滚轮锁定，平移运动受阻，造成电机齿轮无法带动同步皮带运动，电机产生的力使电机体转动并驱动连杆传动机构，使悬挂装置及门页向外做塞出运动，使车门解锁。 2开门第二步：塞出+平移混合运动 伴随着悬挂装置及门页的塞出运动，协调杆上臂开始绕着它的轴转动；协调杆上臂滚轮离开门页导轨的端部，当锁定杆到达并压迫塞拉止挡时，悬挂装置及门页的塞出运动结束，电机体转动停止，只有电机齿轮逆时针转动。 3开门第三步：平移运动电机体锁定, 电机齿轮逆时针转动，驱动同步皮带沿着开门方向运动，并通过驱动臂带动门页在伸缩滑道及协调杆滚轮的导向下做平移运动；当开门止挡碰到门框时，电机电流增大，EDCU根据开门时间和电机电流值判断车门开到位，于是切断电机电源，开门运动结束。三、关门步骤及工作原理车门关闭分3个步骤完成： 1第一步：平移运动 EDCU接到关门指令，使电机通电，电机齿轮开始顺时针转动，并通过驱动臂带动同步皮带运动，门页在伸缩滑道及协调杆滚轮导向作用下，向着关门方向以较高的速度平移运动。 2第二步：平移+塞入运动 门页平移运动直到协调杆上滚轮到达导轨端部，单纯的平移运动结束，门页运动速度减慢，门页随着协调杆上臂滚轮开始绕着协调杆轴心向车厢内转动，电机体开始 伴随着齿轮一起转动,同时驱动连杆机构运动，并带动悬挂装置以及门页做塞入运动。 3第三步：塞入运动，车门锁闭门页前端的密封胶条彼此紧密接触，协调杆上臂滚轮紧靠门页导轨端部，DCS被激活，门页的平移运动变得不可能，既电机齿轮转动停止，只有电机体转动，并驱动锁定杆超过死点位置， DLS被激活，电机体继续转动到电机体凸缘压迫锁闭止挡，当电机电流增大到规定值时，EDCU根据关门时间、DLS状态以及电机电流值判断车门关闭好后，切断电机电流，车门处于安全锁闭状态。 结束语 本文对城市轨道交通在我国各大中城市发展具有快速、准时、安全、舒适的特点。 由于地铁列车车门的故障会直接影响乘客安全和运行效率,所以,提出车门的运营安全设计需求与部分操作规程,对提高车门的安全性具有一定的意义。通过上述分析可知,除了改进安全设计以外,对于人为因素引起的车门事故,主要通过建立相应的规范和标准,以约束操作人员的行为,达到减少事故的目的;对于因次生灾害引起的车门事故,可以从避免或降低次生灾害发生的角度出发进行研究。 参考文献1，杨晓林.客室车门系统.城轨交通.2012.09:2-32，杨晓林.城轨交通车辆构造.成灰交通.2010.04:3-53，何宗华.城市轨道交通车辆运行与维修.2009.08:5-19,4，杨晓林.康尼车门结构原理（复习质料）.2013.04:5-195，何宗华.城市轨道交通车辆运行与维修.2009.08:5-19,感言本论文是由曾国新与王准共同合作完成的，王准主要负责资料查询，曾国新负责资料的整理与格式的修改。经过一个多月的学习和工作，我们终于完成了地铁客车车门的功能与结构的论文。从开始接到论文题目，到论文文章的完成，每一步对我们来说都是新的尝试与挑战，在杨晓林老师的细心指导和严格要求下顺利画上句号。衷心感谢指导老师杨晓林，本毕业设计是在他的悉心关怀和精心指导下完成的。毕业设计中的许多思想和方法得益于指导老师的指导和启发，从设计选题到论文写作都倾注了指导老师的巨大心血。本设计能顺利的完成也归功与各位老师的认真负责，使我们能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得一体现。在次向机车车辆系的全体老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。这次做论文的经历也会使我们终身受益，我们感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，不但巩固了这三年来我们所学，也为我们即将不入的工作奠定了基础。希望这次的经历能让我们在以后学习中激励我继续进步。