廣州地鐵制動器結構車門防夾功能失效原因分析

趙洋++盧文富++張翼

摘 要：廣州地鐵四、五號線車門系統采用制動器結構，該結構在架修車門調整參數要求范圍內車門防夾功能不穩定，影響正線運營及行車安全。通過實驗對比分析，制動器結構車門架修防夾功能不穩定的主要原因為護指膠條橡膠老化后，其受橡膠保護劑的影響較大，噴涂橡膠保護劑后硬度降低，塑性增強，在關門力相同的情況下，老化的護指膠條因受橡膠保護劑的影響其變形量增大，即壓縮量增大，加之制動器結構車門工作原理共同導致在車門調整參數要求范圍內，噴涂橡膠保護劑后車門防夾頻頻失效。

關鍵詞：制動器；防夾失效；橡膠老化；變形量

1背景描述

廣州地鐵四、五號線車門系統為制動器結構，通過獨有制動器進行單向自鎖，大修車更新護指膠條后，車門防夾功能較為穩定，而架修車并未更新護指膠條，在車門調整參數要求范圍內，車門防夾功能不穩定，尤其是在噴涂橡膠保護劑后防夾功能失效情況較為普遍，嚴重影響正線運營及行車安全。

2 制動原理分析

制動器結構如圖1所示，電機連接軸通過聯軸器與電機相連，絲桿連接軸套與絲桿相連。電機連接軸轉動可以正、反轉帶動絲桿連接軸套和絲桿正、反轉動以實現開關門；絲桿連接軸套僅可以單向轉動（正轉或反轉）帶動電機連接軸轉動實現關門，而不能逆向轉動試圖開門。

圖1 制動器

由于制動器的作用，當門頁受電機推動力不斷靠近、擠壓，直至門頁在關門方向所受阻力大于關門力時，車門才能停止關閉運動。

原因分析：

（1）探究氣溫對防夾功能影響

2015年8月至2016年2月期間，制動器結構架大修車輛車門防夾失效情況，以及各月的日均氣溫。車號：L2-043044、L2-053054、L2-059060、L4-067068、L2-001002、L2-057058，修程為架修，膠條狀態為5年，維修時間：2015年7月、2015年8月、2015年9月、2015年11月、2015年12月、2016年1月，防夾失效數量：25、27、25、29、28、25，故障率：69.4%、75%、69.4%、80.5%、77.8%、69.4%；車號：L1-037038、L1-047048、L1-033034、L1-049050、L1-053054、L1-055056，修程為大修，膠條狀態為新，維修時間：2015年8月、2015年10月、2015年11月、2015年12月、2016年1月、2016年2月，防夾失效數量：0、1、1、1、0、2，故障率：0、4.2%、4.2%、4.2%、0%、8.3%。

2015年7月至2016年2月期間，日均最高氣溫分別為：33℃、33℃、32℃、29℃、25℃、21℃、17℃、16℃，日均最低氣溫分別為：25℃、25℃、24℃、21℃、16℃、12℃、11℃、10℃，大修故障率保持在10%以內，架修故障率始終在70%-80%之間波動，不論大修還是架修故障率始終保持平穩狀態。由此可知：車門防夾功能故障率并不隨氣溫的變化而發生改變，即氣溫對車門防夾功能并不產生影響。

（2）探究護指膠條老化程度對防夾功能影響

隨機選取各批次制動器結構車門車輛進行防夾功能普查，車號：L1-047048、L1-053054、L2-043044、L2-053054、L4-1-067068、L4-1-087088、L4-2-115116、L4-2-097098，噴橡膠保護劑前車門防夾失效（個）都為0，噴橡膠保護劑后車門防夾失效（個）分別為：0、0、25、27、29、30、11、14；護指膠條狀態分別為：新、新、5年、5年、5年、5年、3年、3年，故障率分別為：0、0、69.4%、75%、80.6%、83.3%、30.6%、38.9%。

由以上調查結果分析，初步得出車門防夾功能失效現象主要受車門護指膠條的老化程度的影響。

2 實驗探究

為了進一步探究車門防夾失效的根本原因，我們選取護指膠條新件和使用5年的樣品進行性能檢測，檢測環境為溫度23℃，適度54%， 并依據GB/T2941-2006對樣品進行測試前預處理，檢測結果如表1所示。

分析未進行過處理的試樣檢測結果可知：使用5年試樣較新試樣相比，其硬度增加，塑性降低。分析橡膠保護劑處理過的試樣檢測結果可知：使用5年試樣較新試樣相比，其硬度降低，塑性增加。分析新試樣可知：新試樣經過橡膠保護劑處理前后的性能參數幾乎沒有發生改變，說明新試樣不受橡膠保護劑的影響。分析使用5年試樣可知：使用5年試樣經過橡膠保護劑處理后，其硬度明顯降低，拉伸強度降低，扯斷伸長率明顯增長，說明使用5年試樣受橡膠保護劑影響較大。

3 結束語

綜上所述：新護指膠條幾乎不受橡膠保護劑的影響；老化的護指膠條受橡膠保護劑影響較大，在經過橡膠保護劑處理后，其硬度明顯降低，拉伸強度降低，扯斷伸長率明顯增加，塑性增加，在關門力相同的情況下，老化的護指膠條因受橡膠保護劑的影響其變形量增大，即壓縮量增大。同時由于制動器結構車門的工作原理，當門頁受電機推動力不斷靠近、擠壓，直至門頁在關門方向所受阻力大于關門力時，車門才能停止關閉運動。兩種因素共同導致架修車車門在調整參數要求范圍內，噴涂橡膠保護劑后車門防夾頻頻失效，威脅地鐵正線的運營安全。

參考文獻

[1]朱士友，呂勁松.車輛檢修工[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

[2]GB/T2941-2006.橡膠物理試驗方法試樣制備和調節通用程序[S].