廣州地鐵三號線閘機扇門電機電磁制動器的研究及相關異常問題分析

摘 要:地鐵自動售檢票系統，簡稱地鐵AFC系統，是城市軌道交通的重要組成部分。地鐵AFC系統中的扇門式閘機(簡稱閘機)是一種對地鐵乘客的出入進行有效控制的檢票設備，是AFC系統中的關鍵終端設備之一。閘機安裝于地鐵車站付費區與非付費區的分界處，只允許合法的乘客通過閘機，為乘客提供自助式的檢票和快速出入通行服務。

截至2011年6月，廣州地鐵三號線開通至今有五年半的時間，全線閘機的使用次數最高的設備已達一千萬次，隨著線網的客流不斷升高，作為運行狀態與客流量密切相關的扇門模塊，整體動作次數也在升高。線上的大部分扇門模塊出現了工作在非正常狀態的現象，我們可以通過對閘機扇門的制動器研究以及對相關模塊的維修、維護達到提高閘機的開關門順暢以及提高閘機整體性能使得乘客能安全進出閘機的目的。

關鍵詞:扇門式閘機 電磁制動器 行程開關

中圖分類號:U273文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)10(c)-0055-01

1 引言

廣州地鐵三號線閘機設備需要更換扇門電機的故障原因90%是因為制動器制動面(剎車片)的磨損。一旦出現扇門異常開關門，則容易出現扇門夾人的情況，從而造成客傷事件，地鐵運營安全一直被視為城市軌道交通建設的重中之重，如何確保AFC系統的閘機設備運行正常，必須對已有線路的閘機扇門電機制動器工作狀態進行研究，并且針對各種異常問題提出相對應的解決思路和優化維修、維護流程。

目前，從廣州地鐵現有的扇門式閘機的使用情況來看，我們分析三號線客流大站崗頂站和天河客運站的季度客流統計數據后顯示，這兩個站平均每臺閘機扇門動作頻率分別達到34萬次/季度、30萬次/季度，其中最高客流的單臺閘機達到了78萬次/季度。

2 三號線扇門電機電磁制動器原理及分析

三號線扇門電機采用的是進口AMB10小倉離合器。直流24伏固定于電機的螺紋距為40MM與電機中軸緊配合，軸外徑為8MM。該電磁制動器屬于電磁摩擦式制動器，激磁線圈通電產生磁場，通過磁軛吸合銜鐵，銜鐵通過聯結件實現對軸制動。制動器上所用摩擦材料(制動件)的性能直接影響制動過程，摩擦材料應具備高而穩定的摩擦系數和良好的耐磨性。

通過測量新制動器剎車皮比兩邊的鐵框高0.01～0.02mm的高度。隨機抽樣拆解線上幾臺閘機扇門電機制動器，并對其進行測量，制動器剎車磨片經過磨削后，均低于兩邊鐵框0.02～0.03mm不等程度。且制動面跟線圈內外鐵圈已經有0.03mm的磨損。隨著使用時間的增長，這幾臺設備制動器的磨損必定會導致扇門電機的損壞。我們可推斷三號線全線的閘機扇門隨著使用次數的增加，制動面的磨損將愈加嚴重，閘機扇門故障率將有持續上升的趨勢。拆解的電磁制動器，除制動器內殼布滿層層黑色粉末之外，由于制動器剎車皮低于兩邊鐵框高度時，制動的摩擦力僅能從線圈內外鐵圈與制動面摩擦獲得，于是線圈內外鐵圈以及剎車皮磨損情況也很嚴重，同時將制動面進行新舊對比發現用于固定的三顆螺絲已將近全部磨削。(見圖1)

3 處理方案建議

針對扇門電機電磁制動器的維護、維修流程的優化和延長閘機電機使用壽命的處理方案，我們提出以下四點建議:

(1)通過采購國產電磁制動器代替進口AMB10電磁制動器以延長三號線全線扇門電機壽命，國產電磁制動器價格一般為:800～1000元/個，使用壽命:1～3年，能一定程度延長閘機電機的使用壽命。

(2)通過技術改造，采購損耗件的制動面更換現有尚未更換扇門電機制動面的方式使得三號線全線的閘機扇門電機能正常運作。同時為了保證電磁制動器不間斷的運行，必須要經常對其進行維護和保養:

①潤滑:經常在電磁制動器的可動部分添加潤滑劑。

②定期檢查銜鐵行程長度:因為在制動器的運行過程中，由于剖動面的磨損，銜鐵的行程長度將增大。當銜鐵行程長度達不到正常值時，必須進行調整，以恢復制動面與轉盤之間的最小間隙。如果銜鐵行程長度增大到正常值以上，就可能大大降低吸力。間隙不得超過0.25mm。

③調整間隙:如果更換了磨損的制動面，應重新適當調整制動面與轉盤之間的最小間隙。最佳間隙為0.15～0.20mm。

④檢查磨損及清除污垢:定期檢查可動部件的機械磨損情況，并清除電磁鐵零件表面的灰塵、花毛和污垢。

(3)隨著國產化扇門門體的引進，新扇門門體的外觀、體積和材質均有不同程度的改變，也間接影響了扇門電機制動器的磨損程度，通過抽樣更換新式門體并對扇門電機進行使用壽命的預估性測試，可得出采購新式扇門的相關依據。

(4)通過在扇門門體上張貼安全標識和調整扇門行程開關來合理控制扇門開關門位置，提高了扇門閉合安全性，同時也能降低因乘客不文明進出閘或者拖拉大件行李進出閘機時對扇門的碰撞而造成電機損壞的機率。

4 結語

通過以上處理方案能有效解決因電磁制動器故障而導致的異常開關門或者扇門卡死等異常問題。從而減少不必要的設備故障，提高三號線扇門式閘機的安全性。