軌道交通屏蔽門的機械系統(tǒng)設(shè)計分析

倪億平 陳高 王國勝

摘 要：在城市化進程推進過程中，為更好地滿足人們的出行需要，軌道交通受到了人們的廣泛關(guān)注，本文介紹了軌道交通屏蔽門的外觀設(shè)計、傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動穩(wěn)定性設(shè)計與門體運動軌跡設(shè)計的具體方法，以期保障軌道交通車站的屏蔽門工作的穩(wěn)定性，希望能夠給讀者帶來啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：軌道交通;屏蔽門;機械系統(tǒng)

引言：屏蔽門大多被設(shè)置在地鐵站臺的邊緣，隔離列車與地鐵候車區(qū)，并且通過在列車到來與開動時自動開閉的方式，為乘客營造更為安全舒適的候車環(huán)境?，F(xiàn)階段，軌道交通的屏蔽門主要由電氣系統(tǒng)與機械系統(tǒng)兩部分構(gòu)成其中電氣系統(tǒng)主要由電源、控制、監(jiān)視等部分構(gòu)成;機械系統(tǒng)主要由門體結(jié)構(gòu)與門機傳動等部分構(gòu)成。

1 軌道交通屏蔽門的外觀設(shè)計方法

傳統(tǒng)的軌道交通屏蔽門主要由活動門、固定門與應(yīng)急門共同構(gòu)成，其中固定門與應(yīng)急門共面，并且在列車正常運行時不運動，活動門單側(cè)面，以滑動的形式進行往復(fù)開關(guān)運動，同時，活動門與固定門所在的平面不共面?，F(xiàn)階段，為進一步提升軌道交通屏蔽門的平整性，在進行屏蔽門外觀設(shè)計時，相關(guān)工作人員可以通過對活動門位置進行調(diào)整，使其能夠與固定門共面的方式，進一步提升屏蔽門外觀的美觀性。

2 軌道交通屏蔽門的傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

傳統(tǒng)軌道交通屏蔽門系統(tǒng)主要由門體、驅(qū)動設(shè)備、傳動系統(tǒng)與限位裝置共同構(gòu)成，屏蔽門在運動過程中主要做一維直線運動，在當(dāng)前的傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，若設(shè)計人員為提升屏蔽門整體的平整性使活動門與固定門共面，那么屏蔽門在工作過程中必然會出現(xiàn)運動干涉問題，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員往往無法通過單純優(yōu)化機械設(shè)備的方式解決上述問題。現(xiàn)階段，為降低運動干涉問題對屏蔽門工作的影響，相關(guān)設(shè)計人員在進行屏蔽門設(shè)計優(yōu)化的過程中，可以通過將新的傳動結(jié)構(gòu)整體引入屏蔽門設(shè)計當(dāng)中，保證活動門在運動過程中能夠整體插入玻璃幕墻，而在打開時又能整體拉開玻璃幕墻。具體來說，為切實實現(xiàn)上述目標(biāo)，相關(guān)設(shè)計人員可以通過將塞拉式傳動結(jié)構(gòu)應(yīng)用到屏蔽門的機械系統(tǒng)當(dāng)中，保證活動門在工作過程中能夠在開門時先推拉，再滑動;在關(guān)門時，能先滑動，再推拉。需要注意的是，盡管將塞拉式傳動結(jié)構(gòu)應(yīng)用到活動門的運動過程中能夠切實解決活動門與固定門以及應(yīng)急門之間的運動干涉問題，但若要保障傳動機構(gòu)能夠隨著活動門同步運動，那么需要保證傳動機構(gòu)的長度與活動門的寬度近似相同，但在實際安裝過程中，由于傳動機構(gòu)的長度會受到站臺兩側(cè)立柱間距的限制，現(xiàn)階段，為切實解決這一問題，在進行軌道交通屏蔽門機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員需要對傳統(tǒng)屏蔽門單絲杠傳動結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其成為雙絲杠結(jié)構(gòu)，進一步限制其尺寸。如圖1所示為優(yōu)化后的活動門傳動系統(tǒng)模型，其中傳動機構(gòu)主要由聯(lián)軸器、雙絲杠、上導(dǎo)軌、圓柱齒輪組、驅(qū)動臂等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，活動門在進行二維塞拉運動的過程中，其運動實質(zhì)在于傳動機構(gòu)驅(qū)動滾輪在導(dǎo)軌上的變軌運動[1]。

3 軌道交通屏蔽門的運動穩(wěn)定性設(shè)計方法

在當(dāng)前活動門塞拉式結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成不僅包括門體、驅(qū)動設(shè)備與傳動裝置，相關(guān)設(shè)計人員還為其配備了同步裝置與限位裝置，以便保證活動門能夠穩(wěn)定安全的以二維的形式進行運行。具體來說，在活動門的實際工作過程中，隨著活動門運動自由度的增加，門體在工作過程中可能會出現(xiàn)多個方向上的不穩(wěn)定問題，在推拉運動過程中，位置與速度不同步問題可能會交替出現(xiàn)，同時，在滑動過程中位置不同步問題的頻率將會大大提升，現(xiàn)階段，為降低上述問題的出現(xiàn)概率，在進行屏蔽門機械系統(tǒng)設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員可以通過講同步裝置與限位裝置引入機械系統(tǒng)中的方式，在解決裝置速度不同問題的同時，解決活動門位置不同步的問題，進一步提升屏蔽門運轉(zhuǎn)的安全性。在塞拉式結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用過程中，限位裝置主要包括導(dǎo)軌及其相關(guān)組件，其中下導(dǎo)軌是限位裝置的主體，并且限位裝置將會在活動門的門體下延伸出若干個名為導(dǎo)靴的定位滑塊，在實際應(yīng)用過程中，相關(guān)設(shè)計人員可以將導(dǎo)靴嵌入下導(dǎo)軌中，限制活動門的滑動，但需要注意的是，限位裝置無法在活動門進行推拉運動的過程中起到明顯的作用。同時，同步裝置主要由同步桿與上下兩端的樞紐構(gòu)造共同構(gòu)成，其中同步桿主要起到傳導(dǎo)的作用，在活動門進行推拉運動的過程中，傳動機構(gòu)將會帶動活動門門體上部一同運動，門體下部并不存在驅(qū)動力，此時使同步桿進行上下擺臂式的等速運動，可以令活動門上部的動能傳送到活動門的下部，保證活動門整體能夠產(chǎn)生同步的推拉力，從而達(dá)到降低活動門門體晃動、翻轉(zhuǎn)可能性的目的。

4 軌道交通屏蔽門的運動軌跡設(shè)計方法

在進行軌道交通屏蔽門機械系統(tǒng)設(shè)計的過程中，限位裝置應(yīng)當(dāng)被安裝在活動門的門檻之下，同步裝置可以被安裝在屏蔽門的可見面上，在活動門的運動過程中，為保障同步裝置不僅能夠為門體塞拉運動的正常運轉(zhuǎn)提供幫助，還需要保證自身所處的位置不會阻擋活動門的運動軌跡，因此，活動門往往不予同步裝置進行同側(cè)配置。但在同步裝置的實際配置過程中，活動門的實際運動方向更需要依據(jù)軌道交通屏蔽門的實際使用需要來確定，相關(guān)設(shè)計人員往往無法做到同步裝置的理想配置。以地鐵交通為例，在上下班時間地鐵站內(nèi)往往較為擁擠，若地鐵的活動門是向站臺側(cè)開門的，那么門可能會對乘客造成沖擊傷害，同時若門體上的同步裝置安裝在站臺側(cè)，同樣可能造成乘客的受傷，面對這種情況，同步裝置需要安裝在外置軌道這一側(cè)，同時，活動門的開門方向為外拉式，即活動門在打開時會朝著軌道側(cè)開門。在明確軌道交通屏蔽門的實際運動軌跡后，為保證活動門的開門方向與同步裝置不會產(chǎn)生同側(cè)干涉問題，在進行軌道交通屏蔽門設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)用了同步桿下沉式設(shè)計，模糊同步裝置與限位裝置機器的功能邊界，使同步桿能夠直接操縱限位裝置，并且通過對活動門的門體、同步裝置以及限位裝置的機械結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化的方式，避免干涉問題對屏蔽門的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利影響[2]。

5 結(jié)論

總而言之，在低碳城市的建設(shè)過程中，越來越多的人選擇軌道交通作為自身的主要出行方式，現(xiàn)階段，為進一步提升軌道交通的安全性，對軌道交通屏蔽門的機械系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，進一步提升系統(tǒng)運行的可靠性，不僅可以保障軌道交通運行安全、降低事故出現(xiàn)概率，還可以保障軌道交通的運營能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]高一凡，靳守杰，潘志剛，等.地鐵車站機電設(shè)備可靠性分析及維保策略研究[J].中國鐵路，2020（11）：107-114.

[2]魏鵬飛.次世代軌道交通屏蔽門的機械系統(tǒng)設(shè)計方案[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2021（04）：184-185.