淺談司機室手動內(nèi)藏移門鎖擋設(shè)計

徐海市，王琴

（南京康尼機電股份有限公司，江蘇 南京 210000）

1 司機室手動內(nèi)藏移門相關(guān)概論

1.1 門系統(tǒng)

門系統(tǒng)作為軌道交通車輛的重要組件，主要實現(xiàn)將軌道車輛車體封閉的功能，防止乘客在軌道車輛行駛時跌落出車輛，造成安全事故。從結(jié)構(gòu)上，軌道門系統(tǒng)分為塞拉門、鉸鏈門、移門等。塞拉門整體美觀，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低；鉸鏈門可靠性高，但占空間大；移門質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，但強度稍低。從功能上又分為客室門和司機室門，司機室門通常為電動單開門或手動單開門，客室門多為電動雙開門，客室門做成電動雙開門方便乘客到達(dá)車站時上下車，電動靈敏快速，雙開保證上下客流量，防止擁擠。

1.2 門到位開關(guān)組件

由于功能原因，門到位開關(guān)組件和鎖閉裝置在門系統(tǒng)中極為重要，門到位開關(guān)組件的作用就是限制鎖舌運動，與鎖舌相配合將門鎖閉或打開，工作內(nèi)容分為鎖閉過程和解鎖過程。鎖閉時，門扇向關(guān)門方向移動，安裝在門上的鎖閉裝置隨之一起運動，當(dāng)鎖舌觸碰到鎖擋時，鎖舌向下壓縮，從鎖擋下面滑過鎖擋，滑過后彈簧恢復(fù)，而這時鎖擋與鎖舌接觸面是一平面，鎖擋面卡住鎖舌面，鎖舌無法移動，門系統(tǒng)保持閉鎖。開門時先旋轉(zhuǎn)保險解除，轉(zhuǎn)動門把手，鎖舌向下壓縮彈簧，此時鎖舌脫離鎖擋控制，向另一側(cè)拉門，鎖舌從鎖擋下面經(jīng)過，門扇打開。

由于關(guān)門后，門系統(tǒng)所有的鎖閉力均來源于門到位開關(guān)組件（又稱鎖檔組件），門到位開關(guān)組件相比于其他功能元部件故障率較高，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)由于調(diào)整復(fù)雜、腰型孔容易發(fā)生位移，開關(guān)容易遭到撞擊破壞、鎖檔斷裂等問題已經(jīng)無法完全滿足目前性能要求，為了提高門系統(tǒng)的綜合可靠性，設(shè)計出一種新結(jié)構(gòu)的門到位開關(guān)組件在目前尤為迫切。

2 司機室手動內(nèi)藏移門鎖擋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

2.1 現(xiàn)有鎖擋結(jié)構(gòu)

為了設(shè)計出功能更出色的門到位開關(guān)組件，本設(shè)計首先對以往的門到位開關(guān)組件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析理解，研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)門到位開關(guān)組件的結(jié)構(gòu)較為簡單、功能較為單一、可靠性和安全性的實現(xiàn)也并不理想。

傳統(tǒng)門到位開關(guān)組件由壓板、墊片、上齒板、下齒板、鎖擋組成。鎖擋通過內(nèi)六角低圓柱頭螺釘與壓板、墊片、上齒板固定配合，下齒板通過內(nèi)六角沉頭螺釘與上導(dǎo)軌固定配合，通過旋緊螺釘保證徑向固定，墊片調(diào)整徑向間隙，通過上齒板和下齒板的齒槽面配合實現(xiàn)橫向固定，腰形孔與齒槽調(diào)整橫向間隙，達(dá)到將鎖擋固定在上導(dǎo)軌上的目的，又減小了鎖擋所承受的力。

但該門到位開關(guān)組件無開關(guān)，對于門系統(tǒng)是否鎖閉到位沒有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)，司機無法確定車門是否鎖閉到位，只能根據(jù)經(jīng)驗判斷，若判斷有誤，門到位開關(guān)組件并未鎖到位，由于軌道車輛行駛中的持續(xù)震動，極易造成門系統(tǒng)脫離鎖閉狀態(tài)，從而對城軌司機人身造成巨大傷害，引起嚴(yán)重事故。

2.2 鎖檔設(shè)計方案介紹

新鎖檔設(shè)計時，考慮過將開關(guān)組件固定在鎖檔組件上，形成一個整體，我們稱為整體式鎖檔；也考慮過將開關(guān)組件與鎖檔組件分開，形成兩個獨立的個體，我們之為分體式鎖檔。

當(dāng)采用分體式鎖檔時，鎖檔和開關(guān)組件需要單獨調(diào)整，一旦鎖檔組件調(diào)整過后，開關(guān)組件必然要進(jìn)行調(diào)整，反過來，當(dāng)開關(guān)組件調(diào)整過后，鎖檔也有一定的影響，也需要進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)采用整體式鎖檔時，開關(guān)和鎖檔的位置相對固定，只要保證鎖舌和鎖檔組件的搭接量即能夠保證開關(guān)被有效觸發(fā)。但由于開關(guān)是非金屬件，處于固定位置，且不允許受到直接的沖擊，如何保證鎖舌在鎖閉的過程中，不會對開關(guān)造成撞擊破壞是必須要考慮的。

經(jīng)過分析和權(quán)衡后，設(shè)計的鎖檔組件如圖1 所示，該方案門到位開關(guān)組件由鎖檔體、片簧、開關(guān)組件等組成，整個鎖檔組件設(shè)計成一個整體，鎖檔組件通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘和墊圈固定在承載機構(gòu)上。門鎖鎖舌并不直接撞擊開關(guān)，而是通過片簧來觸發(fā)開關(guān)。這樣設(shè)計后，即使鎖舌和鎖檔的搭接量過大時，其多余的搭接量通過片簧變形吸收，從而避免開關(guān)組件受到撞擊而破壞。

圖1

（1）鎖擋：門到位開關(guān)組件的主要部件，與鎖舌配合實現(xiàn)門系統(tǒng)的鎖閉與解鎖。兩側(cè)面尺寸一致，工作面為銷軸與軸套配合，接觸為滾動摩擦，減小了磨損和所需的關(guān)門力。在兩側(cè)分別通過腰型孔進(jìn)行固定，腰型孔使得鎖檔可以沿車長方向進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)車體和門系統(tǒng)安裝帶來的誤差。鎖檔后部設(shè)有細(xì)小的齒面，該齒面和齒板上的齒面配合，使鎖擋受到力的傳遞到齒板上，從而避免鎖檔固定螺釘受到剪切。為防止安裝螺釘與鎖舌運動軌跡產(chǎn)生干涉，將腰形孔做成階梯孔。尖角處作R2 圓角，防止應(yīng)力集中，出現(xiàn)斷裂情況，如圖2 所示。

圖2 鎖擋

（2）片簧：采用片簧作為傳動件，安裝在鎖擋工作面相對側(cè)觸發(fā)微動開關(guān)，片簧與微動開關(guān)觸點為柔性接觸，沖擊震動小，能起到保護(hù)開關(guān)的作用。用固定軸將片簧固定在鎖擋上，以止擋限制片簧動作范圍，防止片簧因為重力原因產(chǎn)生下垂。關(guān)于片簧尺寸選擇問題，首先，片簧彈性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎖舌下彈簧彈性以保證鎖舌可以頂起片簧，為了觸發(fā)微動開關(guān)，又要保證片簧具有一定的強度。另外，強度不能太大以免損壞微動開關(guān)，綜合考慮最終片簧厚度定為0.5mm，如圖3 所示。

圖3 片簧

（3）微動開關(guān)：采用沙爾特寶S804B 型微動開關(guān)，沙爾特寶微動開關(guān)采用雙轉(zhuǎn)換純在線式的架構(gòu)，雙轉(zhuǎn)換開關(guān)具有強制斷開功能，這就保證了常閉觸點的可靠打開，即使由于短路或過載原因使觸點熔焊也能保證觸點強制斷開，可靠性極高，特別適合于對安全要求極高的場合。

（4）齒板：考慮到制造誤差，齒板上的齒并不是全面覆蓋的，而是僅僅覆蓋了其中的一部分。齒板通過沉頭螺釘固定在導(dǎo)軌上，從而將鎖檔傳遞過來的剪切力傳遞到導(dǎo)軌上，避免鎖檔的螺釘受到剪切力。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)要求

在對方案的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹后，已確定方案的最終零件。對于鎖檔組件來說，和鎖舌接觸的面由于需要不停地接受碰撞，因此，其接觸面不但硬度要高，且還要考慮進(jìn)行防腐處理。而鎖檔基體僅起到支撐門鎖的作用，且齒面為應(yīng)力集聚面，要避免硬度過高從而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。綜上，我們對鎖檔基體采用鑄造不銹鋼處理，而對和鎖舌接觸的軸套則采用三元共滲處理。

4 結(jié)語

門系統(tǒng)作為城軌的一個重要組成，起到封閉城軌車輛車體的作用，防止出現(xiàn)人員意外跌落造成重大事故。實現(xiàn)這一功能主要靠門到位開關(guān)組件與鎖閉裝置的配合。為保證門系統(tǒng)的安全可靠性，對門到位開關(guān)組件的要求越來越高，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的門到位開關(guān)組件由于種種問題已經(jīng)不能滿足新的安全可靠性要求了，因此，研究出一種新的門到位開關(guān)組件結(jié)構(gòu)已經(jīng)勢在必行。