滾珠絲杠在地鐵門系統中的應用

臧曉海 陳德高 付信民

摘要：地鐵車輛列車門有著極高的開關頻率，在其開關過程中通過絲杠將旋轉運動轉化為直線運動，而滾珠絲杠的應用，將傳統螺桿的滑動接觸轉換成滾動接觸;以滾動摩擦取代滑動摩擦，將螺帽內的鋼珠回轉運動轉為線性運動，將扭矩轉換成軸向反復作用力，以此來改善傳統螺桿定位不佳及易損害的情況，減小列車門使用過程中的摩擦阻力，提高列車門的使用壽命，提高列車門使用可靠性！

關鍵詞：地鐵門;滾珠絲杠

1.引言

在我國城市規模化不斷增長的同時，為了緩解城市交通的緊張狀況，城市軌道交通逐漸在各大城市得到普及和應用。而車輛列車門機構的開關，則確保列車在任何時候都能保證乘客安全上下車，地鐵列車門一旦失效會造成巨大財產損失或者人員傷亡，如何確保地鐵列車門的安全性和可靠性一直是人們重點關注的問題，所以地鐵列車門的安全可靠是地鐵車輛安全運行的重要組成部門。

2.地鐵列車門在設計過程中的考慮因素

眾所周知，地體車輛列車門具有極高的開關頻率，而且列車門開閉行程距離又有著極其嚴格的要求。這又使得列車門的使用壽命極其精度可靠性顯得尤為重要。滾珠絲杠的應用，使得安全長壽地鐵門機構成為可能。通過保證門機構的安全使用，保證地鐵車輛的運行安全可靠。

3.滾珠絲杠工作原理

滾珠絲杠是將回轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。滾珠絲杠組件是金屬的，通常是鋼制的，由內螺紋螺母和螺桿組成，螺母的螺旋槽與螺桿的螺旋槽相匹配，如圖1所示。

當滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現對應的直線運動。在凹槽內部，包含在螺母里的是許多由鉻鋼制成的滾珠。滾珠在這些槽之間滾動，提供螺母和螺桿之間的唯一接觸。當螺桿或螺母旋轉時，滾珠被偏轉器偏轉到螺母的球返回系統中，并且它們以連續的路徑穿過返回系統到達滾珠螺母的相對端。然后滾珠從返回系統退出到滾珠絲杠和螺母螺紋滾道中，以便在閉合回路中再循環。當滾珠在螺母中循環時，滾珠在螺桿下方提供平穩運動，導流板或返回系統保持球并使它們通過螺母循環。與電機一起使用時，滾珠絲杠的效率高達90%。它們相當精確，每英尺幾千分之一英寸的精度。

4.滾珠絲杠的特點

4.1摩擦損失小、傳動效率高 ;由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動運動，所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅動力矩達到1/3以下，即達到同樣運動結果所需的動力為使用滑動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。

4.2精度高;滾珠絲杠副一般是用世界最高水平的機械設備連貫生產出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環境方面，對溫度、濕度進行了嚴格的控制，由于完善的品質管理體制使精度得以充分保證。

4.3高速進給和微進給可能;滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動，所以啟動力矩極小，不會出現滑動運動那樣的爬行現象，能保證實現精確的微進給。

4.4軸向剛度高;滾珠絲杠副可以加與預壓，由于預壓力可使軸向間隙達到負值，進而得到較高的剛性（滾珠絲杠內通過給滾珠加予壓力，在實際用于機械裝置等時，由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強）。

4.5不能自鎖、具有傳動的可逆性。

5.滾珠絲杠在地鐵門系統上的應用

在地鐵門系統中滾珠絲桿是傳動裝置。電機連接螺桿端部，門扇連接螺母組件，電機轉動帶動螺桿的轉動，螺桿的轉動轉化為螺母副的直線運動，從而帶動門作軸向運動。螺桿為左旋與右旋對稱結構，電機旋轉帶動螺桿旋轉使兩車門朝相反方向運動，從而達到開關門的目的，如圖2所示。

6結語

在城市交通壓力持續增大的背景下，地鐵列車作為現代城市軌道交通車輛的代表，能夠緩解這一緊張狀態。而基于滾珠絲杠本身傳動效率高、精度高的特點，保證了地鐵列車門系統的精準可靠性以，同時基于滾珠絲杠本身摩擦損失小的特點，使得地鐵列車門的使用壽命的以保證。通過保證門機構的安全使用，保證地鐵車輛的運行安全可靠。

參考文獻

[1] 肖正義.滾珠絲杠副的發展趨勢[J].制造技術與機床. 2000（04）.

[2] 杜亞林，李小英，何勁輝.城軌車輛車門故障診斷技術研究[J].中國設備工程. 2018（03）