轨道交通屏蔽门的机械系统设计分析
倪亿平 陈高 王国胜
摘 要：在城市化进程推进过程中，为更好地满足人们的出行需要，轨道交通受到了人们的广泛关注，本文介绍了轨道交通屏蔽门的外观设计、传动结构设计、运动稳定性设计与门体运动轨迹设计的具体方法，以期保障轨道交通车站的屏蔽门工作的稳定性，希望能够给读者带来启发。
关键词：轨道交通;屏蔽门;机械系统
引言：屏蔽门大多被设置在地铁站台的边缘，隔离列车与地铁候车区，并且通过在列车到来与开动时自动开闭的方式，为乘客营造更为安全舒适的候车环境。现阶段，轨道交通的屏蔽门主要由电气系统与机械系统两部分构成其中电气系统主要由电源、控制、监视等部分构成;机械系统主要由门体结构与门机传动等部分构成。
1 轨道交通屏蔽门的外观设计方法
传统的轨道交通屏蔽门主要由活动门、固定门与应急门共同构成，其中固定门与应急门共面，并且在列车正常运行时不运动，活动门单侧面，以滑动的形式进行往复开关运动，同时，活动门与固定门所在的平面不共面。现阶段，为进一步提升轨道交通屏蔽门的平整性，在进行屏蔽门外观设计时，相关工作人员可以通过对活动门位置进行调整，使其能够与固定门共面的方式，进一步提升屏蔽门外观的美观性。
2 轨道交通屏蔽门的传动结构设计方法
传统轨道交通屏蔽门系统主要由门体、驱动设备、传动系统与限位装置共同构成，屏蔽门在运动过程中主要做一维直线运动，在当前的传动结构设计优化过程中，若设计人员为提升屏蔽门整体的平整性使活动门与固定门共面，那么屏蔽门在工作过程中必然会出现运动干涉问题，在实际设计过程中，设计人员往往无法通过单纯优化机械设备的方式解决上述问题。现阶段，为降低运动干涉问题对屏蔽门工作的影响，相关设计人员在进行屏蔽门设计优化的过程中，可以通过将新的传动结构整体引入屏蔽门设计当中，保证活动门在运动过程中能够整体插入玻璃幕墙，而在打开时又能整体拉开玻璃幕墙。具体来说，为切实实现上述目标，相关设计人员可以通过将塞拉式传动结构应用到屏蔽门的机械系统当中，保证活动门在工作过程中能够在开门时先推拉，再滑动;在关门时，能先滑动，再推拉。需要注意的是，尽管将塞拉式传动结构应用到活动门的运动过程中能够切实解决活动门与固定门以及应急门之间的运动干涉问题，但若要保障传动机构能够随着活动门同步运动，那么需要保证传动机构的长度与活动门的宽度近似相同，但在实际安装过程中，由于传动机构的长度会受到站台两侧立柱间距的限制，现阶段，为切实解决这一问题，在进行轨道交通屏蔽门机械结构设计的过程中，相关设计人员需要对传统屏蔽门单丝杠传动结构进行优化，使其成为双丝杠结构，进一步限制其尺寸。如图1所示为优化后的活动门传动系统模型，其中传动机构主要由联轴器、双丝杠、上导轨、圆柱齿轮组、驱动臂等结构共同构成，活动门在进行二维塞拉运动的过程中，其运动实质在于传动机构驱动滚轮在导轨上的变轨运动[1]。
3 轨道交通屏蔽门的运动稳定性设计方法
在当前活动门塞拉式结构设计的过程中，结构的主要构成不仅包括门体、驱动设备与传动装置，相关设计人员还为其配备了同步装置与限位装置，以便保证活动门能够稳定安全的以二维的形式进行运行。具体来说，在活动门的实际工作过程中，随着活动门运动自由度的增加，门体在工作过程中可能会出现多个方向上的不稳定问题，在推拉运动过程中，位置与速度不同步问题可能会交替出现，同时，在滑动过程中位置不同步问题的频率将会大大提升，现阶段，为降低上述问题的出现概率，在进行屏蔽门机械系统设计的过程中，相关设计人员可以通过讲同步装置与限位装置引入机械系统中的方式，在解决装置速度不同问题的同时，解决活动门位置不同步的问题，进一步提升屏蔽门运转的安全性。在塞拉式结构的实际应用过程中，限位装置主要包括导轨及其相关组件，其中下导轨是限位装置的主体，并且限位装置将会在活动门的门体下延伸出若干个名为导靴的定位滑块，在实际应用过程中，相关设计人员可以将导靴嵌入下导轨中，限制活动门的滑动，但需要注意的是，限位装置无法在活动门进行推拉运动的过程中起到明显的作用。同时，同步装置主要由同步杆与上下两端的枢纽构造共同构成，其中同步杆主要起到传导的作用，在活动门进行推拉运动的过程中，传动机构将会带动活动门门体上部一同运动，门体下部并不存在驱动力，此时使同步杆进行上下摆臂式的等速运动，可以令活动门上部的动能传送到活动门的下部，保证活动门整体能够产生同步的推拉力，从而达到降低活动门门体晃动、翻转可能性的目的。
4 轨道交通屏蔽门的运动轨迹设计方法
在进行轨道交通屏蔽门机械系统设计的过程中，限位装置应当被安装在活动门的门槛之下，同步装置可以被安装在屏蔽门的可见面上，在活动门的运动过程中，为保障同步装置不仅能够为门体塞拉运动的正常运转提供帮助，還需要保证自身所处的位置不会阻挡活动门的运动轨迹，因此，活动门往往不予同步装置进行同侧配置。但在同步装置的实际配置过程中，活动门的实际运动方向更需要依据轨道交通屏蔽门的实际使用需要来确定，相关设计人员往往无法做到同步装置的理想配置。以地铁交通为例，在上下班时间地铁站内往往较为拥挤，若地铁的活动门是向站台侧开门的，那么门可能会对乘客造成冲击伤害，同时若门体上的同步装置安装在站台侧，同样可能造成乘客的受伤，面对这种情况，同步装置需要安装在外置轨道这一侧，同时，活动门的开门方向为外拉式，即活动门在打开时会朝着轨道侧开门。在明确轨道交通屏蔽门的实际运动轨迹后，为保证活动门的开门方向与同步装置不会产生同侧干涉问题，在进行轨道交通屏蔽门设计时，相关设计人员应用了同步杆下沉式设计，模糊同步装置与限位装置机器的功能边界，使同步杆能够直接操纵限位装置，并且通过对活动门的门体、同步装置以及限位装置的机械结构进行优化的方式，避免干涉问题对屏蔽门的正常运转产生不利影响[2]。
5 结论
总而言之，在低碳城市的建设过程中，越来越多的人选择轨道交通作为自身的主要出行方式，现阶段，为进一步提升轨道交通的安全性，对轨道交通屏蔽门的机械系统进行优化设计，进一步提升系统运行的可靠性，不仅可以保障轨道交通运行安全、降低事故出现概率，还可以保障轨道交通的运营能力。
参考文献：
[1]高一凡，靳守杰，潘志刚，等.地铁车站机电设备可靠性分析及维保策略研究[J].中国铁路，2020（11）：107-114.
[2]魏鹏飞.次世代轨道交通屏蔽门的机械系统设计方案[J].科学技术创新，2021（04）：184-185.
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