城轨车辆外挂密封门设计

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1、城轨车辆外挂密封门设计选题背景及创新点 背景 随着国民经济的快速增长，城市轨道交通这种新型的城市公共交通形式因其快速、准时、安全、方便等特点，在中国各大、中型城市中流行起来。作为乘客进出车辆的唯一途径，城轨车辆车门的设计不仅决定了乘客出入车厢的方便程度和车辆运行时车内的舒适程度，在突发情况下更决定了乘客逃生疏散的速度。目前国内城轨车辆客室侧门主要采用的是微处理器控制的电动双扇对开门，根据结构形式大致可分为内藏移门、塞拉门和外挂移门种。外挂门采用模块化设计和安装，门页、车门悬挂机构以及传动机构的部分部件安装于车体侧墙外侧，电子门控单元和驱动电机装于车体侧墙的内侧，故在开关动作发生时外挂门门页均处

2、于侧墙的外侧。如今国内外城轨列车上所使用的外挂移门密封性较差，列车运行时车厢内与隧道间易产生窜风，噪音较大。 创新点 针对传统外挂门所存在的问题，我在原有外挂移门的机构基础上增加了微小的塞拉行程，产生了一种衍生的外挂密封门。外挂密封门既具有塞拉门良好的密封性能，同时保持了外挂移门结构简单、质量轻、维护方便的特点。本毕业设计课题就是针对这种新型的外挂密封门进行深入研究并设计出其总体构造以及部分重要机构和部件构造。毕业设计整体流程 查阅资料和调研 建模 总体设计局部设计与细节设计 探讨控制方法车门开关运动仿真 撰写毕业论文部分机构零件分析校核探讨控制流程探讨控制原理探讨防夹控制方法城轨车辆客室车门

3、总体介绍城轨车辆客室车门应满足的要求：（1）有足够的有效宽度；（2）车门要均匀分布；（3）要有足够数量的车门；（4）车门附近要有足够的空 间，方便乘客上、下车时周转；（5）要确保乘客的安全；（6）要具有较高的可靠性。城轨车辆客室车门的分类：按驱动方式分：（1）气动式车门（2）电动式车门按开启方式分：（1）内藏门（2）外挂门（3）塞拉门城轨车辆外挂密封门总体介绍 外挂密封门是在外挂门的基础上增加12mm的向车体内侧塞拉的行程，从而使车门在关闭时，门页和门框密封胶条紧密贴合，保证了车辆的密封性能，降低了客室的噪声，提高了乘客的舒适性。 总体设计图 结构原理图 外挂密封门的原理如图所示。门页由电机驱

4、动，通过与传动螺母、携门架的联接，实现开启与关闭动作。携门架与导向轮联接，在滑道中运动，以实现门扇的横向加纵向的复合运动。 整体示意图车门通过净宽度 1340mm 车门通过净高度 1800mm 门扇宽 1000mm 门扇高 1900mm 门扇厚 43mm 开关门速度 2.04s 传动方式 丝杠螺母 门板形式 平门 构造速度 110km/h 供电电压 DC110V (-30%+25%) 环境温度 -25+70 相对湿度 97% 使用寿命 150万次/30年，特殊要求达300万次 外挂密封门技术参数表 车体外侧外挂密封门三维设计图城轨车辆外挂密封门机械设计车体内侧外挂密封门三维设计图 局部展示视图

5、一 局部展示图二 局部展示图三门页机械结构设计 车门内侧面传动螺母连接装置（低合金结构钢）门密封橡胶（三元乙丙橡胶）门窗玻璃（复合中空玻璃）门板蒙皮（防锈铝5052）下导轮（轴承滚动轴承钢；轮体尼龙轮；连接件低合金结构钢）门页内部结构设计门页内部结构图门框架（铝合金6063T5）铝蜂窝结构（铝合金6063T5） 门细节展示图一 门细节展示图二外挂密封门门页受力分析校核 在运营高峰期到来时，城轨列车常常会有满载的情况会发生。这时候城轨列车车门会受到来自乘客较大的挤压力。按照EN 14752铁路应用车辆侧门系统标准，首次防挤压力应不大于150N。外挂密封门的塞拉行程为D=12mm，塞拉行程段的塞拉

6、导角为 =10，外挂密封门关闭过程中设定的最大防挤压力Fmax=150N。外挂密封门塞拉过程中门页及门系统的受力状态如图所示。图中P为拥挤的乘客在门页沿塞拉导角向车厢内移动时施加在门页上的人体阻力； R为门页受到人体阻力后门系统的导向导轨作用到门页的支撑力。 塞拉过程中门页的受力状态图通过受力分析可以得到如下关系： Rt=Rsin，Rn=Rcos=P 。要保证车门正常关闭，需保证RtFmax=150N，此时： Pmax=Rn=Rcos=Rt/tg=150/tg10=851N即外挂密封门在关门过程中能承受的来自拥挤乘客的最大人体阻力为851N。 外挂密封门门页受力分析示意图外挂密封门受力分析应力