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地铁车辆外挂门机械调门工艺优化

2020-12-21周瑜施江泳鲁海深

工业技术创新 2020年5期
关键词:外挂车体间隙

周瑜 施江泳 鲁海深

摘   要: 外挂门是地铁车辆中一种常用的客室门,其机械调门极易发生各种尺寸超差问题,影响地铁车辆运营稳定性。对外挂门总体结构进行分析,总结出外挂门机械调门工序中常见的4种尺寸超差问题,提出针对性的工艺优化措施。对于门页与门密封刮蹭现象,减少门密封的安装垫片数量,增大门页与门密封的间隙尺寸;对于门页上部高度调整螺栓与门悬挂雨檐刮蹭现象,缩短门悬挂调整螺栓的长度,有效降低干涉概率;对于门页对中尺寸超差现象,优化定位基准门密封的对中安装要求;对于开关门力过大的现象,重新调整门悬挂和门槛之间的平行度,保证开门顺畅。经现场验证,机械调门尺寸超差问题明显减少,为地铁车辆制造企业和运营单位在车门安装、调试、故障处理等环节解决尺寸超差问题提供了有效的解决思路。

关键词: 地铁车辆;外挂门;机械调门;工艺优化;尺寸超差;干涉

中图分类号:U270.6    文献标识码:A    文章编号:2095-8412 (2020) 05-106-06

工业技术创新 URL: http://gyjs.cbpt.cnki.net    DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.05.020

引言

随着我国科技的进步和制造业的飞速发展,城市轨道交通也得到了长足的发展。地铁车辆客室门作为乘客频繁进出地铁的通道,是地铁车辆必不可少的关键部件之一[1]。

目前,地铁车辆的门系统主要有内藏门、外挂门和塞拉门[2]。其中外挂门系统的门页和悬挂装置始终位于车体侧墙外侧,使得列车车内空间相对较大,可以抵抗大客流,且故障率低。外挂门系统的缺点是会使地铁车辆运行过程中产生一定的运行阻力,且导致列车美观性差[3]。同时,外挂门系统对使用地区气候要求较高,只适用于少风沙、少冰冻的地区。

在实际安装中发现,外挂门系统存在门页与门密封干涉、开关门阻力过大等异常问题。本文就某地铁车辆外挂门机械调门中常见的尺寸超差问题进行分析探讨。首先结合外挂门系统的总体结构,总结安装工序问题;其次对各安装工序问题进行原因分析;最后提出解决措施。

1  外挂门机械调门安装工序问题描述

1.1  外挂门系统的总体结构

一个完整的外挂门系统主要由以下零部件组成:悬挂装置、驱动机构(自带内部紧急解锁)、门页、门密封、门槛、外部紧急解锁、电解锁等,各个零部件组合在一起提供了整个外挂门系统所需的功能[4],如图1所示。外挂门悬挂装置安装在车体外侧,左右门页安装在悬挂装置上,并通过驱动臂与车体内侧的驱动机构连接。驱动机构电机带动丝杆转动,丝套在丝杆上横向移动,带动驱动臂移动,从而带动车门的开关运动[5]。

1.2  常见安装工序问题描述

外挂门机械调门安装工序经常出现以下4种问题:

(1)门页与门密封刮蹭。门页开关过程中,距地板面1 m高度處,存在门页与门密封刮蹭的现象。门页与门密封理论间隙为5 mm,刮蹭点位置如图2所示。

(2)调整螺栓与门悬挂雨檐刮蹭。门页开关过程中,门页上部高度调整螺栓M6×50与门悬挂雨檐局部存在刮蹭。高度调整螺栓与门悬挂雨檐的理论间隙为2.6 mm,如图3所示。

(3)门页对中尺寸超差。当门页打开约100 mm时,在门页内部距地板面1 m处,门页对中尺寸标准为|X1-X2|≤2 mm,现场部分门页对中尺寸为|X1-X2|=3 mm。对中尺寸偏差太多会导致门页两侧进水。X1、X2为门页前密封胶条与门皮的接缝边到侧门密封框表面的距离,如图4所示。

(4)门页开关门力超差。门页安装调试完毕后,发现个别门页开关门力达到180 N,但开关门力标准为不得超过150 N。开关门力测量方法如图5所示。

2  原因分析

2.1  门页与门密封刮蹭原因分析

门页与门密封理论间隙为5 mm。门页平面度要求为1 mm/m,门页总长约2 m,最大平面度误差为1 mm/m×2 m=2 mm。

门页上部通过螺栓连接在门悬挂上,下部插入门槛滑道内,门页车宽方向的定位尺寸主要由门悬挂和门槛确定。车宽方向的定位尺寸:门悬挂与驱动机构间距尺寸为(99±1) mm,驱动机构距离车体上门框间距尺寸为(92±1) mm,转化后门悬挂到车体上门框距离为(7±2) mm;门槛立面到车体底架侧面距离为(27±1) mm。由此计算出门页中间高度位置处的车宽尺寸最大偏差为[(2+1)/2=1.5] mm。

门密封通过螺栓安装在窗下板和上部盲窗上,窗下板和上部盲窗分别铆接和粘接在车体侧墙上,如图6所示。车体侧墙总成后的直线度要求为1 mm/m,门密封对应的车体侧墙安装长度为1 800 mm,最大直线度误差为1 mm/m×1.8 m=1.8 mm。

综上所述,门页与门密封的间隙尺寸在车宽方向的最大理论总偏差量为2 mm +1.5 mm +1.8 mm =5.3 mm,最大干涉尺寸为5.3 mm -5 mm=0.3 mm。现场测量发现,在门页中间高度位置处的窗下板比上部盲窗向车外突出1.8 mm,所以在此处容易出现门页与门密封刮蹭的现象。

2.2  调整螺栓与门悬挂雨檐刮蹭原因分析

高度调整螺栓与门悬挂雨檐的理论间隙为2.6 mm。调整螺栓卡在门悬挂的滚珠滑块上,滑块的安装高度尺寸公差为±0.3 mm。门悬挂雨檐长度为1 700 mm,其直线度标准为不超过1 mm/m,理论最小间隙为2.6 mm-0.3 mm-1 mm/m×1.7 m =0.6 mm。如图7所示,由于雨檐通长方向仅有3个铆钉进行紧固,因此在两个铆钉点之间容易存在局部上翘问题。现场测量干涉位置雨檐的直线度为2.5 mm,因此干涉尺寸为2.5 mm+0.3 mm -2.6 mm=0.2 mm。

2.3  门页对中尺寸超差原因分析

门页安装在门悬挂上,门悬挂以车体上门框为定位基准,门悬挂中心与上门框中心标准偏差≤1 mm,现场测量门悬挂中心与上门框中心偏差在标准范围内。门页开度要求为(1 405±5) mm,门页对中尺寸均通过门悬挂两端的开门止档处的圆形调整垫片进行调整,端部开门止档结构如图8所示。

每个开门止档圆柱形橡胶挡块处各有3个2 mm圆形调整垫片。在极限情况下,允许两端开门止档处圆形调整垫片尺寸分别为2 mm和10 mm。在保证两端止档同时触发的前提下,门悬挂开门止档只能对门页对中尺寸偏差|X1-X2|≤8 mm的情况进行有效补偿。现场已将门悬挂开门止档调整到极限情况,而门页对中尺寸|X1-X2|仍为3 mm。由此推断门页对中尺寸的基准,即两侧门密封的安装尺寸可能有问题。

现场测量距地板面1 m高度处的两侧门密封边框到车体上门框中心距离的尺寸左右偏差为11 mm。由于11 mm-8 mm=3 mm,与现场门页对中尺寸3 mm偏差情况符合,故判定门密封安装尺寸不对中是导致门页对中尺寸超差的主要原因。门密封的安装要求为:开档尺寸1 620(-3, +2) mm,同一门区门密封上下开档尺寸差小于3 mm(|X1-X2|<3 mm),对角差不大于4 mm(|Y1-Y2|≤4 mm),门密封安装尺寸示意图如图9所示。门密封安装工序中没有对距地板面1 m高度处的门密封开档和居中尺寸提出明确要求,而门页对中尺寸测量是以距地板面1 m高度处的门密封边框为基准的,这恰恰导致了门页对中尺寸超差。

2.4  门页开关门力超差原因分析

现场排查发现门页下部耐磨条与门槛不平行,开关门过程中,门页下部耐磨条与门槛之间摩擦严重,导致开门力超标。门页下部沿门槛内滑道横向运动,其安装接口如图10所示。

现场测量发现此处门悬挂和门槛的安装尺寸均为理论尺寸。门槛与门页的定位基准分别为车体底架和车体上门框,车体底架和上门框的平行度要求为不超过2 mm/m。单扇门页下部耐磨条的长度为0.9 m,门页下部耐磨条与门槛的理论间隙为2.5 mm,故理论最小间隙为2.5 mm-2 mm/m ×0.9 m=0.7 mm。现场测量此处门槛和上部门悬挂的平行度为3 mm/m,导致门页下部耐磨条与门槛的实际间隙为2.5 mm-3 mm/m×0.9 m=-0.2 mm,即门页下部耐磨条与门槛紧密贴合,开关门过程中,二者摩擦严重,导致开关门力超差。

3  解决措施

3.1  门页与门密封刮蹭解决措施

对于现车门页与门密封存在刮蹭的现象,取出门密封背面所加的理论3 mm垫片,增大门页与门密封的间隙尺寸。对于后续车辆,门悬挂车宽方向与驱动机构间距尺寸由(99±1) mm改为(100±1) mm。并且将门页中间高度处门密封背面的垫片厚度由3 mm减小为1 mm,有效增大门页与门密封的间隙。

3.2  调整螺栓与门悬挂雨檐刮蹭解决措施

如图11所示,由供应商在现车调整螺栓处增加1.6 mm的平垫,抬高螺栓高度,使得最小间隙尺寸达到-0.4 mm+1.6 mm=1.2 mm。后续雨檐与门悬挂之间铆钉数量由3个改为5个,有效保证雨檐安装后的直线度≤1 mm/m。并且上部高度调整螺栓由M6×50改为M6×45,使理论间隙由2.6 mm增大为7.6 mm,有效降低干涉概率。

3.3  门页对中尺寸超差解决措施

门密封安装工序增加尺寸要求:保证在距地板布面1 m高度位置处,两侧门密封边沿到车体上门框中心距离尺寸偏差不大于2 mm。在现场尺寸超差位置处,按照此要求重新调整门密封。

3.4  门页开关门力超差解决措施

现场重新调整门悬挂与车体之间垫片数量,以补偿车体平行度误差,使得门悬挂与门槛之间的平行度小于2 mm/m。后续对门槛安装工序进行优化,增加尺寸要求:使用铅锤线测量车体上门框两端与车体底架的平行度|X3 - X4|,根据车体平行度来调整门槛两端所加垫片数量,保证门槛两端与车体上门框的平行度不大于2 mm。平行度|X3 - X4|的测量方法如图12所示。

4  结束语

经现场验证,针对门页与门密封刮蹭、调整螺栓与门悬挂雨檐刮蹭、门页对中尺寸超差、门页开关门力超差的解决措施均使得地铁车辆外挂门系统的安装和调试问题明显减少。

本文对外挂门机械调门问题的研究分析,可以为地铁车辆制造企业在车门系统安装调试过程中遇到的尺寸超差和功能问题提供一些解决思路,提升车门系统的安装工艺。

参考文献

[1] 何祥. 地铁客室车门选型的分析报告[J]. 城市建设理论研究, 2017(17): 99.

[2] 李鸿儒. 地铁列车车门系统故障分析及处理[J]. 山东工业技术, 2019(11): 54.

[3] 南玉才. 地铁电客车客室车门选型分析[J]. 机电信息, 2019(21): 110-111.

[4] 羅益. 地铁车辆电动外挂式车门的运用经验[J]. 机电工程技术, 2015(4): 126-129.

[5] 朱茂强. 浅谈泰国曼谷绿线项目客室门系统装配工艺[J]. 科技风, 2018(34): 139.

作者简介:

周瑜(1993—),通信作者,男,浙江台州人,本科,工程师。现从事轨道车辆的内装工艺工作。

E-mail: 1106173406@qq.com

施江泳(1991—),男,江苏南通人,本科,工程师。现从事轨道车辆的内装工艺工作。

鲁海深(1991—),男,江苏连云港人,本科,工程师。现从事轨道车辆的内装工艺工作。

(收稿日期:2020-07-27)

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