最新北京地铁车门机械系统的检修毕业设计论文.docx

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最新北京地铁车门机械系统的检修毕业设计论文

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C.选择结构、循环结构和模块结构D.顺序结构、递归结构和循环结构

3.结构化程序设计包含3种基本控制结构，其中SCAN－ENDSCAN语句属于__________结构。

A.表B.视图C.图形D.报表

假定名称字段为字符型、宽度为6,那么下面程序段的输出结果是

A.过程文件的建立需使用MODIFYCOMMAND命令

32、SMTP

2．在0~999范围内找出符合下述条件的数输出：

该数的值等于该数中各位数字的立方和。

2017届毕业设计说明书

课题名称：

《北京地铁车门机械系统的检修》

所在学院##############

班级##############

姓名##############

学号##############

指导老师##############

完成日期##############

摘　　要

随着城市化进程的加快,地铁交通迅速发展并逐渐在现代城市交通中担任着越来越重要的角色。

由于受到其自身发车短间隔、运量大的特点,地铁车辆必须在较短的停车时间内迅速完成乘客上下车,所以塞拉门系统因其良好的综合性能被广泛使用。

但是由于其结构复杂,安装困难,开关门动作繁复,所以塞拉门可靠性问题一直饱受诟病。

本文详细介绍了塞拉门的基本工作原理、组成，重点介绍了塞拉门系统的检修和调试，检修则深入了解塞拉门各个故障的发生原因和解决办法，通过对地铁车辆在实际运营过程中所发生的塞拉门故障进行分析和总结,绘制出地铁车辆塞拉门故障树,并且对其进行化简与合并,得出塞拉门哪些部件故障率较高，针对于塞拉门系统高危害度故障模式的检修建议和维护保养方案。

关键词：

塞拉门系统检修调试维护保养

ABSTRACT

Withthespeedingupofurbanizationprocess,therapiddevelopmentandgraduallysubwaytrafficinmoderncitytrafficholdsmoreandmoreimportantrole.Duetoitsshortintervalgrid,largecapacity,thecharacteristicsofmetrovehiclemustbefinishedparkinginashorterperiodoftimequicklygetting,sotheplugdoorsystemiswidelyusedbecauseofitsgoodcomprehensiveperformance.Butduetoitscomplexstructure,difficultinstallation,openclosedactionisheavyandcomplicated,sotheplugdoorhasbeenmuch-malignedreliabilityproblems.

Thispaperintroducesthebasicworkingprincipleandtheconstitutionoftheplugdoor,plugdoorsystemhasbeenintroducedwiththemaintenanceanddebugging,maintenance,deepunderstandingplugdooreveryfaultcausesandsolutions,basedonthemetrovehicleintheactualoperationoccurredintheprocessoftheplugdoorfaultisanalyzedandsummarized,todrawoutofthesubwayvehicleplugdoorfaulttree,andtosimplifyandmerge,itisconcludedthatthesierradoorwhichcomponentsfailurerateishigher,highhazarddegreeforplugdoorsystemfailuremodeofmaintenanceadviceandmaintenanceplan.

Keyword：

slidingplugdoorsystemrepairingandcommissioningmaintaining

第一章绪论

1.1课题研究背景

世界上首条地下铁路系统是在1863年英国开通的“伦敦大都会铁路”（MetropolitanRailway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建，建于1863年，其干线长度约6.5km。

当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。

由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。

到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河，但这条铁路并不算成功，在营运数个月后便因新通车的伦敦塔桥取代了大部分的旅客运量而废线。

现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦位于伦敦，连接市中心与南部地区。

最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地铁。

早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1906年全数电气化。

1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。

法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字“ChemindeFerMétropolitain”（法文直译意指“大都会铁路”）是从“MetropolitanRailway”直接译过去的，后来缩短成“métro”，所以很多城市轨道系统都称metro。

俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为Метро。

中国最早的一条地铁为1965年开工建造的北京地铁。

1965年7月1日，北京的第一条地铁开工，1969年10月1日第一条地铁线路建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。

天津地铁于1970年开始建造，到1984年12月28日建成通车。

上海地铁于1990年初开始建设，到1993年开通第一条线路，目前已经成长为世界上规模最大的地铁网络。

2000年后，中国的城市轨道交通系统开始快速成长，已有多条成熟运营的地铁线路，2009年至2015年，中国准备在全国25个城市以人民币9886亿元建成总长2495公里的87条轨道交通线路。

随着轨道交通出行比率的逐年提高、社会各界对地铁的关注不断攀升，地铁的运输效率发展形式也日益严峻。

而保证运营效率的前提就是车门能正常工作，这就加大了对车门系统的检修与维护的力度。

1.2国内外车门的发展现状

德国、奥地利和日本的铁路工业是世界的佼佼者，尤其是日本的铁路新干线开创了日本铁路产业的里程碑，也为其他国家铁路事业的发展树立了榜样。

在车门的研究方面日本也有实质性的突破，尤其表现在自动关门机的开发上。

他们在设计通勤电动客车时，车门没有设台阶，以便旅客能平稳流动以及安全、迅速上下车，具有缩短停车时间的显著功能。

为了缓和客流高峰、缩短上下车时间，从209系、E217系以后的“新系列车辆”起，JR东日本客运公司就在市郊型电力客车一侧设置了4个车门，并将其规定为通勤电动客车的车门设置标准。

为了贯彻该自动关门机要求的“高可靠性、操纵力易于控闭。

车门开闭机构其内部装有一台双向气缸，在每扇单门关闭前200mm处，这一机构可起动缓冲器（改变双向气缸的压力），以减小关门力。

速度调整装置安装在缸体的端部，用一根钢管将缸体和速度调整装置连在一起，气缸的直径为30mm、缓冲器缸径为22mm、活塞杆的直径为12mmt”。

随着我国铁路客运的不断发展，世界各国的铁路客车自动塞拉门（以下简称塞拉门）也纷纷涌人国门。

为了选择适合我国国情的塞拉门，从1995年起，国内几家铁路客车制造厂就已陆续批量试装了IFE、康尼、BODE及FAIVELEY四家公司的塞拉门产品，为以后我国塞拉门的最终定型以及合资生产奠定了基础。

上述四家国外公司生产的车门代表了当前国际城市轨道交通车门技术发展的现状。

四种塞拉门不仅主要结构一致，而且气动控制原理也基本相同。

除FAIVELEY公司的塞拉门外，其它三种塞拉门的门体承重及驱动方式也基本相同。

IFE、康尼、BODE塞拉门的门体重力传递方式为：

门体一（通过线轴承）一承重导杆一车体钢结构。

驱动动力源有两个，即上部的无杆气缸与中部的闭锁（或解锁）气缸；动力传递方式为：

（1）驱动气缸一线轴承一门体上部；

（2）闭锁（或解锁）气缸一锁舌一门体中制、减少修理”的新理念，JR东日客公司于1992年首次开发了电气式自动关门机构，并安装于901系列编组车上在京摈东北根岸线上试用。

日本新干线铁路客车车门都采用了自动门，该装置由装在门前与门后两侧的踏板开关、门的驱动机构、手动开关、控制开关、减压阀以及电磁阀等组成。

乘客一旦登上踏板，车门就会自动打开。

人通过车门从另一侧的踏板走下车时，车门就会自动关部（只有在门塞人或摆出钢门口过程中才起作用）。

FAIVELEY的塞拉门体重力传递方式为：

门体一门携器上承座一车体钢结构；该门装置仅有一个动力源，即上部无杆气缸，动力传递方式为：

无杆气缸一齿轮一（通过同步齿带）一门体。

FAIVELEY塞拉门门体上部、中部设有同步随动直齿条，可较好地保证塞拉门门体运动的稳定性，这也是它与其它三种门不同处之一。

由于仅有一个驱动动力源，通过气动系统驱动关门后，塞拉门门体对密封附框的压紧力就比较小，因此影响了客车高速运行过程中门口的密封性。

目前，我国在提速客车上采用了多种电控气动塞拉门，其中多为IFE公司和BODE公司的塞拉门。

这两种单扇外摆式电控气动塞拉门系统适用于最高时速不超过200公里的铁路客车。

电控气动塞拉门具有密封性好、自动化程度高、操作简单、方便灵活、性能稳定等优点，因此深受用户的好评。

长春客车厂为乌鲁木齐铁路局生产制造的25G型客车上既安装了IFE公司的塞拉门又装有BODE公司的塞拉门，用户要求将装有这两种塞拉门的列车混编。

为此，长春客车厂将IFE塞拉门的集控门未关指示灯串联电路改成并联电路，并对IFE与BODE公司的集控电路进行了改造，IFE与BODE公司也对他们的门控软件进行了改编。

经过反复实验之后，最终实现了装有上述两种塞拉门列车的混编，满足了用户的要求。

无论在国外还是国内，为满足旅客以及相关列车提速的需要，对车门的性能要求也愈来也愈高，这不仅能给旅客的安全带来可靠的保证，而且还为列车的正常运营提供了必要条件，从客观上提高了经济效益。

1.3目前状况

目前车门的驱动多采用钢丝绳和丝杆两种执行机构（香港的地铁车辆车门还采用同步带作为驱动机构），其控制方式分别为中央控制阀与电子门控单元控制。

工作原理：

压缩空气的流向与流量由车门的中央控制阀来控制，以便实现双作用气缸的前进和后退，并通过钢丝绳、滑轮和驱动支架等组成的机械传动装置来进行车门的开／关动作，转动中央控制阀上的调节旋钮还可调整开关速度与缓冲速度。

图2所示的中央控制阀，是控制车门的关键部件，它由用于车门开、关以及解锁的三台二位三通电磁阀与控制关门速度、开门速度、关门缓冲、开门缓冲等功能的四台气动节流阀集成。

其工作原理如下：

电子门控是由PLC可编程控制器来实现的，其控制工作原理。

整个门控系统的运行均由电机驱动并利用电子门控单元来控制，电机通过传动系统驱动丝杆系统，丝杆上的螺母又通过铰链与门页相连，由此来驱动门的开关。

1.4目前问题

上述四种塞拉门都配置了车内与车外的开、关门按钮，其控制原理也基本相同。

而它们的车内与车外紧急开门装置却有所不同，IFE、康尼、FAIVELEY公司的车门利用细钢丝绳使车内、车外的紧急开门装置与闭锁止挡联动，因多根钢丝绳须穿越不同的曲线空间，它们的实际尺寸配置难以恰当控制，以致经常出现车内、车外紧急开门费劲的现象，有时甚至会发生控制失灵的情况。

此外，由于车门控制对开关位置精度要求较高，而钢丝绳本身又具有一定的伸缩性，采用钢丝绳传动方式增加了检修车门时钢丝绳调整的工作量。

以宁波地铁一号线电控气动门为例，它的左右门页依靠钢丝绳传动（见图5），若钢丝绳的张紧力足够大时，就可保证左右两门页同步运作以及锁钩与两锁销的间隙均等；车门关闭时，锁钩应能落至水平位，行程开关s。

的触点将断开。

然而车门在长时间运行后，钢丝绳有所松弛，车门关闭时，左右门页动作不能同步，锁钩与两锁销的间隙出现不均等，而且经常有一个锁销不能完全落入锁钩，以至锁钩不能完全降到水平位置，s触头仍在动作，触点闭合，门开指示灯依然点亮。

丝杆系统所采用的螺纹类型分矩形、梯形和锯齿形三种。

虽然矩形螺纹的传动效率高，但从工艺角度来看，这种齿形不易加工，即使可以加工，但因齿根的应力集中，在车门不断的开关过程中，螺纹齿容易发生断裂等故障。

第2章地铁车门的类型及比较

2.1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。

2.2按其开门方式不同进行区分

（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。

2.3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。

第3章车门机械系统的组成

3.1车门机械系统组成

机械系统包括：

门驱机构、悬挂装置、伸缩滑道、电机支撑装置、悬挂支撑装置、协调杆组成、紧急开门装置、门切除装置、门页、密封门框、旋转立柱、隔离装置等。

1.门驱机构2.门密封框3.门板组成4.旋转立柱5.门控装置

6.内部紧急解锁7.钢丝绳组成8.外部紧急解锁9.隔离锁开关组成

图3-1门系统组成

3.2车门机械系统主要结构

图3-2车门机械系统

（一）驱动机构

每套门1套驱动装置，安装于车体侧墙上，驱动机构是实现门开关的核心机构。

组成：

驱动机构是实现门开关的核心机构，也是门系统中最复杂的部分。

主要由1个机构吊架，1套拉杆组成及锁闭部件，1个门控器组成，2套辊式滑车连接组成，1个中央电机系统，1个解锁旋转架及解锁拉杆组成，1个端子排组成，1根光轴组成，1条齿带和5个齿带轮。

图3-3驱动机构组成

图3-4驱动机构

（二）密封框

每套门有上、左、右3边密封框，安装在车体门架上，在关门后门架密封框与门板的密封条相结合起到密封作用。

（三）门板组成

每套门有左、右各1扇门板，通过驱动机构的连接板和旋转立柱上下导轮控制动作，具有良好的隔音隔热功能。

组成：

主要分为外蒙皮，门板骨架，内蒙皮，玻璃组成，调整块，隔离锁，纸蜂窝，门板密封胶条，下部档销和门板上、下导轨几个主要部分。

图3-5门板组成

结构：

采用复合蜂窝夹层结构，内部采用铝合金型材焊接骨架，填充阻燃浸渍处理蜂窝，门窗玻璃为双层中空钢化安全玻璃。

图3-6门板组成

（四）旋转立柱

每套门有左、右各1根旋转立柱，通过上下转轴支座安装于车体钢结构上。

旋转立柱的上、下导向轮在门扇的上、下导轨内运动，实现门板的动作。

组成：

旋转立柱焊接上下两个转臂，转臂随机构动作以立柱为轴心做主动转动。

转臂上装有导轮，上、下导向轮在门扇的上、下导轨内运动。

（五）紧急解锁

分内、外紧急解锁，内部紧急解锁每套门一个，外部紧急解锁仅3、6门有。

在列车发生紧急情况，且司机室也无法控制门系统正常开启时；可使用内部紧急解锁开门。

外部紧急解锁时为了方便操作人员进出客室。

组成：

紧急解锁分为内紧急解锁组成和外紧急解锁组成。

图3-7紧急解锁

（六）隔离装置

每套门安装1个，安装在每套门的左门板下侧。

当车门发生故障后，可隔离故障车门。

（七）按钮指示灯

每套门都设置有1个开关门指示灯和门隔离指示灯，每节车有2个门未关好指示灯，司机室每侧设置有2组开关门按钮和1个左右门选择开关。

安装：

开关门指示灯和隔离指示灯安装在车门门驱盖板上方右侧；门未关好指示灯安装每节车左右车体外侧中间；蜂鸣器安装在驱动机构的吊架上；开关门按钮安装在司机台面和司机室门旁边盖板上。

第4章地铁客室车门的工作原理

4.1车门控制系统工作原理

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，其工作原理框图如图4-1所示。

图4-1客室车门原理框图

当司机按压开关门按钮，则EDCU检测到列车发出开关门指令，然后EDCU发出信号使电动机的电路接通，电机开始转动，一方面驱动连杆机构带动车门组塞拉运动，一方面驱动同步皮带带动车门做平移运动。

同时这两个运动受到EDCU的监测，然后检测车门状态。

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。

车门电气控制电路：

当驾驶员按下车门关闭按钮后，车门开继电器8K23失电，其常开触点断开；门控继电器8K11失电，其常开触点断开，车门驱动气缸开门端阀门打开排气，8K11的常闭触点闭合，车门驱动气缸关门端进气关门；同时，车门解锁继电器8K21失电，其常开触点断开，车门解锁短行程气缸在弹簧力的作用下，通过节流阀缓缓放气，锁钩下降，在左右车门闭合后，锁钩刚好落至水平位锁闭车门，实现“先关后锁”，保证锁钩与左右车门锁销不发生碰撞，从而延长了锁钩与锁销的使用寿命，减少了车门故障。

8K21-车门解锁继电器8K23-车门开继电器8K25-车门重开继电器

8K11-左边门开关门控继电器8Y01-车门中央控制阀集成

Y03-车门解锁电磁阀Y02-车门关门电磁阀Y01-车门开门电磁阀

U-电磁阀线圈压敏电阻S04-车门紧急解锁行程开关图

图4-2车门控制电路

4.2开、关门工作原理及步骤

开门指令发出后，左边门开关继电器得电，控制“门开”电磁阀、“门解锁”电磁阀得电，气路开通使车门打开。

关门指令发出后，解锁继电器触点断开，左边门开关继电器失电，“门关”电磁阀、“门解锁”电磁阀失电，气路关闭使车门关闭。

2K04-列车控制继电器3S01-驾驶台3K11-列车控制2K11-速度继电器

8K01-左门使能继电器8K03-开门继电器8K05-延时断开继电器

8K07-车门未锁继电器8K23-开门继电器8K21-解锁继电器

8K01-左门使能继电器8K31-左门门未切除继电器8K11-左边门开/关继电器

图4-3开门控制电路逻辑分析析

车门开门分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。

车门关门分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。

4.3重开门功能

重开门功能：

重开门时，继电器8K23和8K21已经失电，只有车门重开继电器8K25得电，其常开触点闭合，令继电器8K11继续得电而使车门打开。

但是，在车门重新关闭时，锁钩早已在水平位，并与左右车门锁销发生碰撞，出现“先锁后关”故障。

为了解决这个问题，门控电路改为在继电器8K21的常开触点上并联继电器8K11的常开触点。

这样