廣州地鐵三號線閘機(jī)扇門電機(jī)電磁制動器的研究及相關(guān)異常問題分析

摘 要:地鐵自動售檢票系統(tǒng)，簡稱地鐵AFC系統(tǒng)，是城市軌道交通的重要組成部分。地鐵AFC系統(tǒng)中的扇門式閘機(jī)(簡稱閘機(jī))是一種對地鐵乘客的出入進(jìn)行有效控制的檢票設(shè)備，是AFC系統(tǒng)中的關(guān)鍵終端設(shè)備之一。閘機(jī)安裝于地鐵車站付費區(qū)與非付費區(qū)的分界處，只允許合法的乘客通過閘機(jī)，為乘客提供自助式的檢票和快速出入通行服務(wù)。

截至2011年6月，廣州地鐵三號線開通至今有五年半的時間，全線閘機(jī)的使用次數(shù)最高的設(shè)備已達(dá)一千萬次，隨著線網(wǎng)的客流不斷升高，作為運行狀態(tài)與客流量密切相關(guān)的扇門模塊，整體動作次數(shù)也在升高。線上的大部分扇門模塊出現(xiàn)了工作在非正常狀態(tài)的現(xiàn)象，我們可以通過對閘機(jī)扇門的制動器研究以及對相關(guān)模塊的維修、維護(hù)達(dá)到提高閘機(jī)的開關(guān)門順暢以及提高閘機(jī)整體性能使得乘客能安全進(jìn)出閘機(jī)的目的。

關(guān)鍵詞:扇門式閘機(jī) 電磁制動器 行程開關(guān)

中圖分類號:U273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)10(c)-0055-01

1 引言

廣州地鐵三號線閘機(jī)設(shè)備需要更換扇門電機(jī)的故障原因90%是因為制動器制動面(剎車片)的磨損。一旦出現(xiàn)扇門異常開關(guān)門，則容易出現(xiàn)扇門夾人的情況，從而造成客傷事件，地鐵運營安全一直被視為城市軌道交通建設(shè)的重中之重，如何確保AFC系統(tǒng)的閘機(jī)設(shè)備運行正常，必須對已有線路的閘機(jī)扇門電機(jī)制動器工作狀態(tài)進(jìn)行研究，并且針對各種異常問題提出相對應(yīng)的解決思路和優(yōu)化維修、維護(hù)流程。

目前，從廣州地鐵現(xiàn)有的扇門式閘機(jī)的使用情況來看，我們分析三號線客流大站崗頂站和天河客運站的季度客流統(tǒng)計數(shù)據(jù)后顯示，這兩個站平均每臺閘機(jī)扇門動作頻率分別達(dá)到34萬次/季度、30萬次/季度，其中最高客流的單臺閘機(jī)達(dá)到了78萬次/季度。

2 三號線扇門電機(jī)電磁制動器原理及分析

三號線扇門電機(jī)采用的是進(jìn)口AMB10小倉離合器。直流24伏固定于電機(jī)的螺紋距為40MM與電機(jī)中軸緊配合，軸外徑為8MM。該電磁制動器屬于電磁摩擦式制動器，激磁線圈通電產(chǎn)生磁場，通過磁軛吸合銜鐵，銜鐵通過聯(lián)結(jié)件實現(xiàn)對軸制動。制動器上所用摩擦材料(制動件)的性能直接影響制動過程，摩擦材料應(yīng)具備高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的耐磨性。

通過測量新制動器剎車皮比兩邊的鐵框高0.01～0.02mm的高度。隨機(jī)抽樣拆解線上幾臺閘機(jī)扇門電機(jī)制動器，并對其進(jìn)行測量，制動器剎車磨片經(jīng)過磨削后，均低于兩邊鐵框0.02～0.03mm不等程度。且制動面跟線圈內(nèi)外鐵圈已經(jīng)有0.03mm的磨損。隨著使用時間的增長，這幾臺設(shè)備制動器的磨損必定會導(dǎo)致扇門電機(jī)的損壞。我們可推斷三號線全線的閘機(jī)扇門隨著使用次數(shù)的增加，制動面的磨損將愈加嚴(yán)重，閘機(jī)扇門故障率將有持續(xù)上升的趨勢。拆解的電磁制動器，除制動器內(nèi)殼布滿層層黑色粉末之外，由于制動器剎車皮低于兩邊鐵框高度時，制動的摩擦力僅能從線圈內(nèi)外鐵圈與制動面摩擦獲得，于是線圈內(nèi)外鐵圈以及剎車皮磨損情況也很嚴(yán)重，同時將制動面進(jìn)行新舊對比發(fā)現(xiàn)用于固定的三顆螺絲已將近全部磨削。(見圖1)

3 處理方案建議

針對扇門電機(jī)電磁制動器的維護(hù)、維修流程的優(yōu)化和延長閘機(jī)電機(jī)使用壽命的處理方案，我們提出以下四點建議:

(1)通過采購國產(chǎn)電磁制動器代替進(jìn)口AMB10電磁制動器以延長三號線全線扇門電機(jī)壽命，國產(chǎn)電磁制動器價格一般為:800～1000元/個，使用壽命:1～3年，能一定程度延長閘機(jī)電機(jī)的使用壽命。

(2)通過技術(shù)改造，采購損耗件的制動面更換現(xiàn)有尚未更換扇門電機(jī)制動面的方式使得三號線全線的閘機(jī)扇門電機(jī)能正常運作。同時為了保證電磁制動器不間斷的運行，必須要經(jīng)常對其進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng):

①潤滑:經(jīng)常在電磁制動器的可動部分添加潤滑劑。

②定期檢查銜鐵行程長度:因為在制動器的運行過程中，由于剖動面的磨損，銜鐵的行程長度將增大。當(dāng)銜鐵行程長度達(dá)不到正常值時，必須進(jìn)行調(diào)整，以恢復(fù)制動面與轉(zhuǎn)盤之間的最小間隙。如果銜鐵行程長度增大到正常值以上，就可能大大降低吸力。間隙不得超過0.25mm。

③調(diào)整間隙:如果更換了磨損的制動面，應(yīng)重新適當(dāng)調(diào)整制動面與轉(zhuǎn)盤之間的最小間隙。最佳間隙為0.15～0.20mm。

④檢查磨損及清除污垢:定期檢查可動部件的機(jī)械磨損情況，并清除電磁鐵零件表面的灰塵、花毛和污垢。

(3)隨著國產(chǎn)化扇門門體的引進(jìn)，新扇門門體的外觀、體積和材質(zhì)均有不同程度的改變，也間接影響了扇門電機(jī)制動器的磨損程度，通過抽樣更換新式門體并對扇門電機(jī)進(jìn)行使用壽命的預(yù)估性測試，可得出采購新式扇門的相關(guān)依據(jù)。

(4)通過在扇門門體上張貼安全標(biāo)識和調(diào)整扇門行程開關(guān)來合理控制扇門開關(guān)門位置，提高了扇門閉合安全性，同時也能降低因乘客不文明進(jìn)出閘或者拖拉大件行李進(jìn)出閘機(jī)時對扇門的碰撞而造成電機(jī)損壞的機(jī)率。

4 結(jié)語

通過以上處理方案能有效解決因電磁制動器故障而導(dǎo)致的異常開關(guān)門或者扇門卡死等異常問題。從而減少不必要的設(shè)備故障，提高三號線扇門式閘機(jī)的安全性。