淺談司機室手動內藏移門鎖擋設計

徐海市，王琴

（南京康尼機電股份有限公司，江蘇 南京 210000）

1 司機室手動內藏移門相關概論

1.1 門系統

門系統作為軌道交通車輛的重要組件，主要實現將軌道車輛車體封閉的功能，防止乘客在軌道車輛行駛時跌落出車輛，造成安全事故。從結構上，軌道門系統分為塞拉門、鉸鏈門、移門等。塞拉門整體美觀，但其結構復雜，可靠性低；鉸鏈門可靠性高，但占空間大；移門質量輕、結構簡單、可靠性高，但強度稍低。從功能上又分為客室門和司機室門，司機室門通常為電動單開門或手動單開門，客室門多為電動雙開門，客室門做成電動雙開門方便乘客到達車站時上下車，電動靈敏快速，雙開保證上下客流量，防止擁擠。

1.2 門到位開關組件

由于功能原因，門到位開關組件和鎖閉裝置在門系統中極為重要，門到位開關組件的作用就是限制鎖舌運動，與鎖舌相配合將門鎖閉或打開，工作內容分為鎖閉過程和解鎖過程。鎖閉時，門扇向關門方向移動，安裝在門上的鎖閉裝置隨之一起運動，當鎖舌觸碰到鎖擋時，鎖舌向下壓縮，從鎖擋下面滑過鎖擋，滑過后彈簧恢復，而這時鎖擋與鎖舌接觸面是一平面，鎖擋面卡住鎖舌面，鎖舌無法移動，門系統保持閉鎖。開門時先旋轉保險解除，轉動門把手，鎖舌向下壓縮彈簧，此時鎖舌脫離鎖擋控制，向另一側拉門，鎖舌從鎖擋下面經過，門扇打開。

由于關門后，門系統所有的鎖閉力均來源于門到位開關組件（又稱鎖檔組件），門到位開關組件相比于其他功能元部件故障率較高，現有結構由于調整復雜、腰型孔容易發生位移，開關容易遭到撞擊破壞、鎖檔斷裂等問題已經無法完全滿足目前性能要求，為了提高門系統的綜合可靠性，設計出一種新結構的門到位開關組件在目前尤為迫切。

2 司機室手動內藏移門鎖擋結構優化設計

2.1 現有鎖擋結構

為了設計出功能更出色的門到位開關組件，本設計首先對以往的門到位開關組件產品結構進行分析理解，研究發現傳統門到位開關組件的結構較為簡單、功能較為單一、可靠性和安全性的實現也并不理想。

傳統門到位開關組件由壓板、墊片、上齒板、下齒板、鎖擋組成。鎖擋通過內六角低圓柱頭螺釘與壓板、墊片、上齒板固定配合，下齒板通過內六角沉頭螺釘與上導軌固定配合，通過旋緊螺釘保證徑向固定，墊片調整徑向間隙，通過上齒板和下齒板的齒槽面配合實現橫向固定，腰形孔與齒槽調整橫向間隙，達到將鎖擋固定在上導軌上的目的，又減小了鎖擋所承受的力。

但該門到位開關組件無開關，對于門系統是否鎖閉到位沒有一個明確的標準，司機無法確定車門是否鎖閉到位，只能根據經驗判斷，若判斷有誤，門到位開關組件并未鎖到位，由于軌道車輛行駛中的持續震動，極易造成門系統脫離鎖閉狀態，從而對城軌司機人身造成巨大傷害，引起嚴重事故。

2.2 鎖檔設計方案介紹

新鎖檔設計時，考慮過將開關組件固定在鎖檔組件上，形成一個整體，我們稱為整體式鎖檔；也考慮過將開關組件與鎖檔組件分開，形成兩個獨立的個體，我們之為分體式鎖檔。

當采用分體式鎖檔時，鎖檔和開關組件需要單獨調整，一旦鎖檔組件調整過后，開關組件必然要進行調整，反過來，當開關組件調整過后，鎖檔也有一定的影響，也需要進行調整。

當采用整體式鎖檔時，開關和鎖檔的位置相對固定，只要保證鎖舌和鎖檔組件的搭接量即能夠保證開關被有效觸發。但由于開關是非金屬件，處于固定位置，且不允許受到直接的沖擊，如何保證鎖舌在鎖閉的過程中，不會對開關造成撞擊破壞是必須要考慮的。

經過分析和權衡后，設計的鎖檔組件如圖1 所示，該方案門到位開關組件由鎖檔體、片簧、開關組件等組成，整個鎖檔組件設計成一個整體，鎖檔組件通過內六角圓柱頭螺釘和墊圈固定在承載機構上。門鎖鎖舌并不直接撞擊開關，而是通過片簧來觸發開關。這樣設計后，即使鎖舌和鎖檔的搭接量過大時，其多余的搭接量通過片簧變形吸收，從而避免開關組件受到撞擊而破壞。

圖1

（1）鎖擋：門到位開關組件的主要部件，與鎖舌配合實現門系統的鎖閉與解鎖。兩側面尺寸一致，工作面為銷軸與軸套配合，接觸為滾動摩擦，減小了磨損和所需的關門力。在兩側分別通過腰型孔進行固定，腰型孔使得鎖檔可以沿車長方向進行調整，以適應車體和門系統安裝帶來的誤差。鎖檔后部設有細小的齒面，該齒面和齒板上的齒面配合，使鎖擋受到力的傳遞到齒板上，從而避免鎖檔固定螺釘受到剪切。為防止安裝螺釘與鎖舌運動軌跡產生干涉，將腰形孔做成階梯孔。尖角處作R2 圓角，防止應力集中，出現斷裂情況，如圖2 所示。

圖2 鎖擋

（2）片簧：采用片簧作為傳動件，安裝在鎖擋工作面相對側觸發微動開關，片簧與微動開關觸點為柔性接觸，沖擊震動小，能起到保護開關的作用。用固定軸將片簧固定在鎖擋上，以止擋限制片簧動作范圍，防止片簧因為重力原因產生下垂。關于片簧尺寸選擇問題，首先，片簧彈性要遠遠大于鎖舌下彈簧彈性以保證鎖舌可以頂起片簧，為了觸發微動開關，又要保證片簧具有一定的強度。另外，強度不能太大以免損壞微動開關，綜合考慮最終片簧厚度定為0.5mm，如圖3 所示。

圖3 片簧

（3）微動開關：采用沙爾特寶S804B 型微動開關，沙爾特寶微動開關采用雙轉換純在線式的架構，雙轉換開關具有強制斷開功能，這就保證了常閉觸點的可靠打開，即使由于短路或過載原因使觸點熔焊也能保證觸點強制斷開，可靠性極高，特別適合于對安全要求極高的場合。

（4）齒板：考慮到制造誤差，齒板上的齒并不是全面覆蓋的，而是僅僅覆蓋了其中的一部分。齒板通過沉頭螺釘固定在導軌上，從而將鎖檔傳遞過來的剪切力傳遞到導軌上，避免鎖檔的螺釘受到剪切力。

2.3 關鍵技術要求

在對方案的結構進行了詳細介紹后，已確定方案的最終零件。對于鎖檔組件來說，和鎖舌接觸的面由于需要不停地接受碰撞，因此，其接觸面不但硬度要高，且還要考慮進行防腐處理。而鎖檔基體僅起到支撐門鎖的作用，且齒面為應力集聚面，要避免硬度過高從而產生開裂現象。綜上，我們對鎖檔基體采用鑄造不銹鋼處理，而對和鎖舌接觸的軸套則采用三元共滲處理。

4 結語

門系統作為城軌的一個重要組成，起到封閉城軌車輛車體的作用，防止出現人員意外跌落造成重大事故。實現這一功能主要靠門到位開關組件與鎖閉裝置的配合。為保證門系統的安全可靠性，對門到位開關組件的要求越來越高，現有結構的門到位開關組件由于種種問題已經不能滿足新的安全可靠性要求了，因此，研究出一種新的門到位開關組件結構已經勢在必行。