平动式手动后摆门设计研究

邹文庆 王磊 徐辰

关键词：运钞车 摆门 门樘 摆臂 拉力杆

1前言

外形为货厢类运钞车的形式较多.其右侧中门的铰链一般安装于门樘侧面，开启方式同驾驶门，是往前开的。为满足市场不同需求，设计一种向后开启形式的门，既能符合车辆安全要求，又能替代原来的铰链门，这便是转轴后摆式平开门。该摆门的设置具有人员进出方便、开闭轻便、密封可靠、打开时占用空间小等优点。

防弹运钞车中门在安装防弹材料后。重量会有明显增加，如仍采用常见的合页铰链，易出现铰链处变形、门下垂等现象.从而引起门的锁止失效等安全问题。

为此，设计了一种新型可靠的后摆式摆门，该产品已普遍使用，满足了市场需求，具有推广意义。

2设计原理分析

目前国内客车采用的摆门一般为电动或气动的，而运钞车摆门通常为手动的.主要是因为该摆门实际使用成本较低。占用空间小.操作方便、运行可靠。手动摆门对设计与制作等方面要求更高.必须确保门上任何一点的运动轨迹是稳定的圆周运动.因此，摆杆与拉力杆应该形成平行四边形，相当于四连杆机构，门的运动是平行摆动。即AB//CD、AD//BC（见图1），门关闭状态时摆杆与拉力杆形成平行四边形面积是28142mm2。

门打开至离车身最远状态时.门的外平面离车身距离298mm，即门外空间不能小于该数值，否则门打不开，此时摆杆与拉力杆形成平行四边形面积是93405 mm2（见图2）。

门完全打开状态时，门的外平面离车身距离207mm，此时摆杆与拉力杆形成平行四边形面积是54343mm2（见图3）。

从图1～图3可以看出，门在关闭状态时，摆杆与拉力杆形成的平行四边形面积最小。从实际验证效果来看：此时打开门是稳定的，开启过程中至门完全打开时，平行四边形面积均大于初始时的面积.门不会产生晃动的现象。

假设门关闭状态时，摆杆与门的固定点B，与拉力杆在车身上的固定点D重合，ABCD形成的平行四边形面积为零，此时打开汽车专用锁解除锁止，向外拉动门，顺时针转动摆杆，点c有向内移动的可能，汽车专用锁就会锁上，门就打不开（见图4）。

3设计要求

3.1门樘外形尺寸的确定要考虑通用性

设计时要确保其右侧围总成的通用，可以直接将铰链形式的门更换成摆门。

3.2摆门外形尺寸及周边台阶结构的确定

摆门设计时要尽量利用原来较成熟的铰链形式侧门的胎具，便于控制产品成本、提高加工效率，因此，门的宽度×高度×厚度确定为：693mmx1760mmx90mm，能满足中顶方厢侧门要求。台阶结构不变.门樘的结构基本可以确定（见图5）。

3.3确定门樘台阶结构

门樘台阶结构的确定，必须要进行反复尺寸验算，同时考虑锁头的运动轨迹.防止发生干涉（见图6）。

锁头01点在运动过程中，不得与门樘上的0：及O。点相干涉，否则会撞坏锁体，门将无法顺利开闭。

为确保门在完全打开后摆臂不撞到门樘.造成不必要的损坏，我们在门与摆臂间的合适位置设置了碰锁，该碰锁具有两个功能：一是门完全打开时的限位;二是可以确保门完全打开后不会自动关闭。

3.4门缝间隙

门与门樘左右方向间隙分别为：左侧20mm.右侧15mm。其中.左侧20mm为最大值，否则会导致锁头无法扣住锁座。右侧内部间隙15mm也为最大值，否则会导致门灯开关无法安装。厚度方向的间隙与采用的密封件形式有关.本次设计该间隙是16mm.能满足要求（如图7）。

3.5转轴摆臂

由于要求门完全开启后.门与门樘形成的空间应该满足人员进出方便的要求。经过计算，该尺寸确定为592mm，完全满足要求.符合GB7258-2017中关于乘运车门宽度最小尺寸不小于500mm的要求（见图8）。

摆臂经过测算，摆臂角度确定为110°，此时门完全打开后，开启的空间宽度约为600mm，比较合适（见图9）。

人员进出频繁，该门使用频率较高，因此要求锁头固定非常可靠，笔者在设计时考虑采用比较可靠的181锁头，由于受重量限制，门框的材料采用板厚1mm钢板，因此该锁头与门固定时必须可靠定位及加强。

首先是在门框锁头安装处局部加设了锁头加强支架组件，锁头通過紧固件固定在组件的板厚3mm厚板上，为确保固定尺寸的准确.避免由于紧固件拧紧后锁体可能发生变形.该3mm厚板应利用锁头自带的固定件改制后再安装。

其次是将十字槽沉头紧固螺钉改成内六角花形沉头螺钉，并采用相应的锥形锯齿锁紧垫圈，安装时应在螺纹处使用止退胶.确保其频繁工作时锁紧可靠（见图10）。

3.6摆臂与侧门的连接

为确保摆臂与侧门连接便捷与可靠.应设置摆臂连接支架组件，该组件与门总成用Q15081025六角头螺栓连接可靠，便于装配与调整;支架组件是自制件，装配后应确保其旋转中心与门的重心相重合，以有利于门开闭时的稳定（见图11）。

3.7拉力杆设计

拉力杆主要是起到对门的约束作用.以确保门的平行旋转运动，因此必须便于装配与调节，拉力杆长度尺寸应与摆臂相同（见图12）。

拉力杆两端采用杆端关节轴承，螺纹应采用正0反牙形式，有利于其长度调节，以确保平行四边形，拉力杆中部加工成平面，方便扳手操作调节。

4结语

该平动式手动后摆门，可适用于货厢类运钞车，且实际使用效果很好，目前已经推广至客车形式的运钞车，并为其它车型的设计提供了必要依据。