浅谈司机室手动内藏移门锁挡设计

徐海市，王琴

（南京康尼机电股份有限公司，江苏 南京 210000）

1 司机室手动内藏移门相关概论

1.1 门系统

门系统作为轨道交通车辆的重要组件，主要实现将轨道车辆车体封闭的功能，防止乘客在轨道车辆行驶时跌落出车辆，造成安全事故。从结构上，轨道门系统分为塞拉门、铰链门、移门等。塞拉门整体美观，但其结构复杂，可靠性低；铰链门可靠性高，但占空间大；移门质量轻、结构简单、可靠性高，但强度稍低。从功能上又分为客室门和司机室门，司机室门通常为电动单开门或手动单开门，客室门多为电动双开门，客室门做成电动双开门方便乘客到达车站时上下车，电动灵敏快速，双开保证上下客流量，防止拥挤。

1.2 门到位开关组件

由于功能原因，门到位开关组件和锁闭装置在门系统中极为重要，门到位开关组件的作用就是限制锁舌运动，与锁舌相配合将门锁闭或打开，工作内容分为锁闭过程和解锁过程。锁闭时，门扇向关门方向移动，安装在门上的锁闭装置随之一起运动，当锁舌触碰到锁挡时，锁舌向下压缩，从锁挡下面滑过锁挡，滑过后弹簧恢复，而这时锁挡与锁舌接触面是一平面，锁挡面卡住锁舌面，锁舌无法移动，门系统保持闭锁。开门时先旋转保险解除，转动门把手，锁舌向下压缩弹簧，此时锁舌脱离锁挡控制，向另一侧拉门，锁舌从锁挡下面经过，门扇打开。

由于关门后，门系统所有的锁闭力均来源于门到位开关组件（又称锁档组件），门到位开关组件相比于其他功能元部件故障率较高，现有结构由于调整复杂、腰型孔容易发生位移，开关容易遭到撞击破坏、锁档断裂等问题已经无法完全满足目前性能要求，为了提高门系统的综合可靠性，设计出一种新结构的门到位开关组件在目前尤为迫切。

2 司机室手动内藏移门锁挡结构优化设计

2.1 现有锁挡结构

为了设计出功能更出色的门到位开关组件，本设计首先对以往的门到位开关组件产品结构进行分析理解，研究发现传统门到位开关组件的结构较为简单、功能较为单一、可靠性和安全性的实现也并不理想。

传统门到位开关组件由压板、垫片、上齿板、下齿板、锁挡组成。锁挡通过内六角低圆柱头螺钉与压板、垫片、上齿板固定配合，下齿板通过内六角沉头螺钉与上导轨固定配合，通过旋紧螺钉保证径向固定，垫片调整径向间隙，通过上齿板和下齿板的齿槽面配合实现横向固定，腰形孔与齿槽调整横向间隙，达到将锁挡固定在上导轨上的目的，又减小了锁挡所承受的力。

但该门到位开关组件无开关，对于门系统是否锁闭到位没有一个明确的标准，司机无法确定车门是否锁闭到位，只能根据经验判断，若判断有误，门到位开关组件并未锁到位，由于轨道车辆行驶中的持续震动，极易造成门系统脱离锁闭状态，从而对城轨司机人身造成巨大伤害，引起严重事故。

2.2 锁档设计方案介绍

新锁档设计时，考虑过将开关组件固定在锁档组件上，形成一个整体，我们称为整体式锁档；也考虑过将开关组件与锁档组件分开，形成两个独立的个体，我们之为分体式锁档。

当采用分体式锁档时，锁档和开关组件需要单独调整，一旦锁档组件调整过后，开关组件必然要进行调整，反过来，当开关组件调整过后，锁档也有一定的影响，也需要进行调整。

当采用整体式锁档时，开关和锁档的位置相对固定，只要保证锁舌和锁档组件的搭接量即能够保证开关被有效触发。但由于开关是非金属件，处于固定位置，且不允许受到直接的冲击，如何保证锁舌在锁闭的过程中，不会对开关造成撞击破坏是必须要考虑的。

经过分析和权衡后，设计的锁档组件如图1 所示，该方案门到位开关组件由锁档体、片簧、开关组件等组成，整个锁档组件设计成一个整体，锁档组件通过内六角圆柱头螺钉和垫圈固定在承载机构上。门锁锁舌并不直接撞击开关，而是通过片簧来触发开关。这样设计后，即使锁舌和锁档的搭接量过大时，其多余的搭接量通过片簧变形吸收，从而避免开关组件受到撞击而破坏。

图1

（1）锁挡：门到位开关组件的主要部件，与锁舌配合实现门系统的锁闭与解锁。两侧面尺寸一致，工作面为销轴与轴套配合，接触为滚动摩擦，减小了磨损和所需的关门力。在两侧分别通过腰型孔进行固定，腰型孔使得锁档可以沿车长方向进行调整，以适应车体和门系统安装带来的误差。锁档后部设有细小的齿面，该齿面和齿板上的齿面配合，使锁挡受到力的传递到齿板上，从而避免锁档固定螺钉受到剪切。为防止安装螺钉与锁舌运动轨迹产生干涉，将腰形孔做成阶梯孔。尖角处作R2 圆角，防止应力集中，出现断裂情况，如图2 所示。

图2 锁挡

（2）片簧：采用片簧作为传动件，安装在锁挡工作面相对侧触发微动开关，片簧与微动开关触点为柔性接触，冲击震动小，能起到保护开关的作用。用固定轴将片簧固定在锁挡上，以止挡限制片簧动作范围，防止片簧因为重力原因产生下垂。关于片簧尺寸选择问题，首先，片簧弹性要远远大于锁舌下弹簧弹性以保证锁舌可以顶起片簧，为了触发微动开关，又要保证片簧具有一定的强度。另外，强度不能太大以免损坏微动开关，综合考虑最终片簧厚度定为0.5mm，如图3 所示。

图3 片簧

（3）微动开关：采用沙尔特宝S804B 型微动开关，沙尔特宝微动开关采用双转换纯在线式的架构，双转换开关具有强制断开功能，这就保证了常闭触点的可靠打开，即使由于短路或过载原因使触点熔焊也能保证触点强制断开，可靠性极高，特别适合于对安全要求极高的场合。

（4）齿板：考虑到制造误差，齿板上的齿并不是全面覆盖的，而是仅仅覆盖了其中的一部分。齿板通过沉头螺钉固定在导轨上，从而将锁档传递过来的剪切力传递到导轨上，避免锁档的螺钉受到剪切力。

2.3 关键技术要求

在对方案的结构进行了详细介绍后，已确定方案的最终零件。对于锁档组件来说，和锁舌接触的面由于需要不停地接受碰撞，因此，其接触面不但硬度要高，且还要考虑进行防腐处理。而锁档基体仅起到支撑门锁的作用，且齿面为应力集聚面，要避免硬度过高从而产生开裂现象。综上，我们对锁档基体采用铸造不锈钢处理，而对和锁舌接触的轴套则采用三元共渗处理。

4 结语

门系统作为城轨的一个重要组成，起到封闭城轨车辆车体的作用，防止出现人员意外跌落造成重大事故。实现这一功能主要靠门到位开关组件与锁闭装置的配合。为保证门系统的安全可靠性，对门到位开关组件的要求越来越高，现有结构的门到位开关组件由于种种问题已经不能满足新的安全可靠性要求了，因此，研究出一种新的门到位开关组件结构已经势在必行。