大型卷揚式道口電動拉門的設計

景豐+劉昕

摘要：介紹了大型卷揚式道口電動拉門的設計原理和結構，解決了特寬道口拉門在設計和制造上存在的技術難題。

關鍵詞：大型；卷揚式；鐵路道口；電動拉門

0 前言

隨著我國經濟建設的不斷擴大，鐵路建設和公路建設作為交通命脈也取得了突飛猛進的發展。鐵路與公路交匯處的道口配套設施的可靠性顯得十分重要，它直接影響正常生產運輸和人民生命財產的安全。因此，提高鐵路道口拉門的安全性能是非常重要的。松原油田熱電廠新建專用線鐵路道口，道口寬度為100 m，是目前國內最大的鐵路與公路交匯道口，均采用對拉卷揚式電動拉門，單側拉門長度54m，單側行程51m。

安裝投入使用后，拉門在行走過程中，有時會出現鋼絲繩與卷筒之間“打滑”現象。另外，拉門在行走過程中，鋼絲繩向卷筒一側偏移，當行走至一半行程后，鋼絲繩開始與卷筒一側擋板干涉，鋼絲繩與擋板及鋼絲繩之間產生相互“啃咬”現象，大大降低了鋼絲繩和卷筒的使用壽命。為此，對拉門設計結構進行了相應的改進和完善。

1設計原理和結構

1.1拉門驅動功率和鋼絲繩預緊力

1.1.1拉門驅動功率

卷揚式道口電動拉門單側行程51 m，行走速度υ=55 m/min，拉門自重N=2562 kg，

車輪與鋼軌之間的滾動摩擦系數f1=0.1，滾動軸承摩擦系數f2=0.002。

P=Fυ …………………………………………（1）

F=N（f1+f2） ……………………………………（2）

將N、f1、f2代入（2）中 ，F=261.32kg=2560.94 N

υ=55m/min=0.917 m/s

將F、υ代入（1）中，P=2348.38W，故選用電機功率3.0 kW。

1.1.2鋼絲繩預緊力

卷筒與鋼絲繩之間的滾動摩擦系數f=0.1，鋼絲繩包角α=2π，拉門拉力F=2560.94 N。

根據歐拉公式：

F1/F2= ………………………………………（3）

F1-F2=F …………………………………………（4）

將f=0.1，α=2π，F=2560.94 N代入公式（3）、（4）中，求得：

F1=5489.56 N， F2=2928.62 N

鋼絲繩預緊力：

F/=（ F1+F2）/2=4209.09 N

選用6×19-11鋼絲繩，其破斷拉力為60074 N>F/=4209.09 N，

故選用的鋼絲繩滿足要求。

1.2基本結構與工作原理

100m大型卷揚式道口電動拉門基本結構見圖1：

拉門由端部輪組、行走拉門、扶正裝置、導向輥、卷筒、驅動裝置、鋼絲繩、中間輪組、限位裝置及鋼軌等組成。其工作原理為電機驅動擺線減速機，通過皮帶傳動帶動卷筒轉動，鋼絲繩在卷筒上纏繞1圈后分別與行走拉門的兩端固定，依靠卷筒與鋼絲繩之間的摩擦使行走拉門在規定的行程內行走。改進后，鋼絲繩由原來的斜向布置改為水平布置，增加了鋼絲繩的包角；在卷筒上外圓上沿卷筒軸向均布焊接9根φ16的螺紋鋼，以增加鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力，避免“打滑”現象的發生。

另外，為了避免鋼絲繩與擋板及鋼絲繩之間產生相互“啃咬”現象，在卷筒兩側設置導向輥。導向輥結構見圖2：

導向輥采用垂直方向的雙輥型式。保證鋼絲繩在雙輥之間的圓形凹槽內運動。鋼絲繩與支承輥之間為滾動摩擦，減少鋼絲繩和支承輥之間的摩擦。

導向輥支撐座用螺栓固定在底板上，支撐座上的螺栓孔為長圓形孔，可以左右調整定位。而底板兩端分別焊在兩側鋼軌上，底板的螺栓孔是偏心的，安裝時保證卷筒前后兩側的鋼絲繩錯開一定的距離，錯開距離為20～40 mm左右，切記不能使兩側鋼絲繩在同一直線上，同時保證卷筒兩側鋼絲繩均在同一水平線上，導向輥應安裝在卷筒中心兩側各400～450 mm的位置，以便更好地起到定位作用。

鋼絲繩兩端固定點改為水平固定，在端部的輪組內側支板上焊接一個牽引座。其高度位置應保證鋼絲繩在全長方向處于水平狀態。兩端固定點的左右位置應保證與所在導向輥所對應的位置相一致，即同一側的鋼絲繩應在一條直線上。牽引座與行走拉門底部中間的鋼管之間焊接一塊連接板進行支撐，以保證端部輪組支板和整體的剛度。

2結論

在原有卷揚式道口電動拉門基礎上，對卷筒結構進行了改進，增加了卷筒與鋼絲繩之間的摩擦力，避免了鋼絲繩“打滑”現象；增加了鋼絲繩導向機構，解決了鋼絲繩與卷筒兩端擋板及鋼絲繩之間的“啃咬”問題，大大提高了鋼絲繩的使用壽命。改進后的拉門運行效果良好，實現了道口電動拉門的大型化。

參考文獻：

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