地鐵塞拉門門頁下擋銷的安全作用分析

沈敏杰 耿穌駿 陳慶洋

摘要：現代地鐵塞拉門門頁下部往往設有下檔銷，對防止門頁的變形起到一定的作用。但其故障率往往占門系統的首位，檢修時調整頻率過高，且影響美觀。文章對門頁下擋銷在阻止門頁變形的作用上進行了研究，分析了其對乘客安全性影響。

關鍵詞：門頁;下擋銷;變形;安全

0 ?引言

目前，國內地鐵塞拉門采用眾多鎖閉點對門頁進行鎖閉，以提高系統在運用過程中的安全性。地鐵門系統各鎖閉點分別為：機構鎖、平衡輪、下導軌、下擋銷等。如下擋銷，可有效抵抗乘客擁擠門頁以及乘客室內外壓差所引起的形變。

但各大業主在使用過程中，發現下擋銷故障率往往占列車部件的首位，檢修調整頻次也異常高，希望車門廠商能取消下擋銷，既可以增加美觀性，又可以降低運營成本。

1 ?仿真計算

1.1 門頁結構

當前，各車門廠商的門頁制作方案較為成熟，主要結構為鋁門板、鋁蜂窩、玻璃以及鋁蒙皮，其中鋁門板通過型材焊接而成，鋁蜂窩放置到門板框架的中空部分，并與內外蒙皮進行粘接。此結構可以很好的滿足對門系統提出的隔音、隔熱以及強度剛度要求。

1.2 門頁建模

本文以寧波地鐵系統門頁為研究對象，利用Pro/E Mechanica模塊建立靜態結構仿真，分析下擋銷對于抵抗門頁形變的安全作用，并得出結論。

1.2.1 模型處理

對于復雜模型，合理的簡化有助于計算結果的精確性，因此門頁的簡化要點如下：

①對于不影響門頁強度的部件進行刪除，主要有扣手、周邊膠條、護指膠條以及連接螺釘。

②對于不影響門頁強度的特征進行刪除，主要有小孔、小倒角、小碎面等。

1.2.2 模型材料屬性

按實際賦予門頁材料屬性，如表1所示。

1.2.3 模型邊界條件

約束條件：攜門架滾輪X向位移、旋轉約束，Y向旋轉約束，Z向位移約束;平衡輪處Y向位移約束;下導軌處X向位移約束，下擋銷處X向位移約束。

載荷條件：

工況①：按照技術規范，在車門一半高度上200mm寬區域內，均勻的施加1500N的力，門頁撓度變形不大于8mm。

工況②：在車輛高速運行中，由于風壓的存在，整個門頁會受到往外的壓力，根據計算取壓力值為1.65kPa[1]。

1.2.4 計算結果

根據工況①，分別計算有下擋銷和無下擋銷作用下，門頁的變形量，結果如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可以看到，在工況①有下擋銷作用下，門頁最大變形量為3.06mm，出現在加載位置;無下檔銷作用下，門頁最大變形量為3.92mm，出現在加載位置。

根據工況②，分別計算有下擋銷和無下擋銷作用下，門頁的變形量，結果如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可以看到，在工況②有下擋銷作用下，門頁最大變形量為3.02mm，出現在下擋銷位置;無下擋銷作用下，門頁最大變形量為4.97mm，出現在下擋銷位置。

1.2.5 仿真計算分析

仿真計算結果如表2所示。

由表2可知，兩種工況下，位移的最大值出現在不同的部位。風壓作用下，最大位移出現在下擋銷處，與實際運營時情況一致。

2 ?系統實驗

車門剛度實驗，在車門一半高度上200mm寬區域內，均勻的施加1500N的力，門頁撓度變形不大于8mm。試驗方法按EN 14752標準執行，試驗示意圖如圖5所示。

2.1 實驗步驟

①將千分表安裝到點1～12位置處，測試門頁各點的位移;

②在車門一半高度上200mm寬區域內，均勻的施加1500N的力;

③加載5min后將卸載此力，5min后將千分表調0;

④再次加載5min，記錄各千分表的讀數;

⑤取下下擋銷，千分表調0，加載5min，記錄各千分表的讀數;

⑥測得各數據見表3。

2.2 結果分析

根據試驗結果可知，在有下擋銷時，最大變形量為6.934mm，出現在6點，滿足變形量不大于8mm的要求;無下擋銷時，最大變形量為9.314mm，出現在7點，無法滿足變形量不大于8mm的要求。

3 ?結論

門系統作為重要安全部件，任何故障都會對列車的正線運營產生巨大的影響。

經過以上分析，可以看到下擋銷對車門強度的影響很大，取消下擋銷后，門頁的變形量顯著增加，在仿真計算時，忽略了系統各部件之間的間隙，使得計算結果偏小，而在實際試驗時變形量明顯較大，甚至無法滿足變形量不大于8mm的條件要求。

在運營過程中，門頁受到的壓力即使沒有達到最大值，當門頁下部變形而往外位移時，門系統將不能密封，導致嘯叫，影響乘客的舒適性。

同時長時間的變形累計，最終會導致門頁報廢的時間大大縮短，甚至還會影響到傳動系統的安全性。

綜上所述，為保證乘客安全及舒適性，不能取消門頁下擋銷。

參考文獻：

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[2]王迪軍，羅燕萍，等.高速地鐵隧道內壓力變化分析研究[J]. 地鐵與輕軌，2003（06）：41.

[3]陳治平.論活塞風對屏蔽門運行造成的影響[J].住宅與房地產，2018（2）：220.

[4]王建宇，吳劍，等.車輛的密封性及瞬變壓力向列車內傳遞規律[J].現代隧道技術，2009（7）：46-3.

作者簡介：沈敏杰（1991-），男，浙江嘉興人，助理工程師，本科，主要從事地鐵車門設計工作。