導語：電磁鎖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

軌道交通站臺門電磁鎖發(fā)生故障時，會發(fā)生站臺門開門故障、關(guān)門故障、安全回路故障、手動開關(guān)門裝置無法解鎖、鎖機構(gòu)無法鎖閉等故障，導致站臺門滑動門無法電動開關(guān)，影響乘客正常乘降地鐵列車，影響列車運行。軌道交通門控器DCU在接到開門命令后，給電磁鎖的電磁鐵線圈送電，電磁鐵銜鐵動作，銜鐵帶動解鎖機構(gòu)動作，觸發(fā)解鎖行程開關(guān)。行程開關(guān)將解鎖信息送到DCU，對于電磁鐵通電保持解鎖狀態(tài)的電磁鎖，DCU得到解鎖行程開關(guān)信息后，DCU將電磁鎖線圈的高電壓（DC110V）切換為低電壓（DC24V），因為電磁鐵銜鐵的保持電流小于銜鐵動作電流，在滑動門開關(guān)過程中一直保持電磁鐵線圈的低電壓供電，當滑動門關(guān)閉后，電動機的霍爾傳感器或關(guān)門到位行程開關(guān)將滑動門已關(guān)閉信息送到DCU，DCU切斷電磁鐵線圈的低電壓（DC24V）供電。對于機械保持解鎖狀態(tài)電磁鎖，DCU得到解鎖行程開關(guān)信息后，DCU控制電動機旋轉(zhuǎn)，滑動門開門，當滑動門開門過程中，滑動門鎖銷拉動電磁鎖的翅型片，解鎖狀態(tài)保持機構(gòu)動作，DCU切斷電磁鐵線圈的供電，電磁鎖位于解鎖保持狀態(tài)。

1電磁鎖工作原理

電磁鎖由鎖機構(gòu)、電磁鐵、行程開關(guān)組成，鎖機構(gòu)有鎖銷直線往復運動完成鎖閉與解鎖動作。1.1通用工作原理。鎖機構(gòu)與電磁鐵的銜鐵聯(lián)動，鎖機構(gòu)的鎖銷或鎖閉槽輪機構(gòu)可以觸發(fā)行程開關(guān)的滾輪動作，行程開關(guān)用于檢測鎖機構(gòu)的鎖閉與解鎖位置。電動開關(guān)門時電磁鎖的工作原理：門控器DCU接收到開門命令，經(jīng)邏輯單元處理后，驅(qū)動電磁鎖的電磁鐵銜鐵動作，銜鐵帶動鎖銷動作，鎖銷的遮光板觸發(fā)光電開關(guān)，光電開關(guān)向DCU發(fā)送解鎖位置返信，鎖銷脫離鎖閉區(qū)域后，滑動門不在受電磁鎖的約束，滑動門在電動機驅(qū)動下完成開門動作；門控器DCU接收到關(guān)門命令，DCU驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，皮帶動作，皮帶牽引滑動門完成關(guān)門動作，滑動門運動到門關(guān)閉位置，關(guān)門到位行程開關(guān)觸發(fā)并向DCU發(fā)出門關(guān)門到位返信，DCU控制電磁鎖的電磁鐵線圈斷電，銜鐵復位，銜鐵驅(qū)動鎖銷完成鎖閉動作。1.2優(yōu)化工作原理。將電磁鐵銜鐵軸心由水平放置改進為垂直放置，鎖銷仍然為水平放置，銜鐵的垂直運動通過傳動機構(gòu)推動鎖銷水平運動，傳動機構(gòu)零部件的尺寸參數(shù)和運動軌跡經(jīng)過優(yōu)化處理。電磁鎖鎖閉時，電磁鐵總成的復位彈簧將銜鐵、連桿壓縮到下極限位置，彈簧的復位力通過銜鐵側(cè)搖臂、連接板、鎖銷側(cè)搖臂作用到鎖銷上面，鎖銷受到向左的力，將鎖銷保持在鎖閉極限位置。電磁鎖解鎖狀態(tài)時，電磁鐵線圈通電，銜鐵受到向上的吸力，銜鐵壓縮復位彈簧，吸力將銜鐵、連桿保持在上極限位置，吸力通過銜鐵連桿、銜鐵側(cè)搖臂、連接板、鎖銷側(cè)搖臂作用到鎖銷上面，鎖銷受到向右的力，將鎖銷保持在解鎖極限位置。當電磁鐵線圈斷電后，復位彈簧將鎖銷移動到鎖閉極限位置。鎖銷上面設(shè)置鎖銷撞鐵，鎖銷撞鐵有一個通孔，鎖銷穿過通孔，鎖銷凹槽內(nèi)的銷軸同時穿過鎖銷撞鐵的軸孔，銷軸將撞鐵固定在鎖銷上面。撞鐵的兩側(cè)分別布置兩個行程開關(guān)，每側(cè)的兩個行程開關(guān)的滾輪，一個在左，另外一個在右，這樣當鎖銷和撞鐵位于鎖閉狀態(tài)時，有兩個行程開關(guān)檢測鎖閉狀態(tài)，當鎖銷和撞鐵位于解鎖狀態(tài)時，其余兩個行程開關(guān)檢測解鎖狀態(tài)。每側(cè)的鎖閉行程開關(guān)和解鎖行程開關(guān)上下疊壓放置，固定螺釘安裝孔對齊，安裝在行程開關(guān)支架的長方形通孔內(nèi)，使用行程開關(guān)固定鋼絲穿過行程開關(guān)的兩個安裝孔和行程開關(guān)支架的兩個孔，該結(jié)構(gòu)組裝操作工藝簡便，行程開關(guān)固定牢固、可靠，省去了行程開關(guān)調(diào)整步驟。如圖1所示。

2優(yōu)化過程

電磁鐵銜鐵的運動方向與鎖銷運動方向垂直，需要通過相應的機構(gòu)將銜鐵的垂直作用力傳遞給鎖銷，主要是通過兩個搖臂和一個連接板來實現(xiàn)。電磁鎖電動解鎖時，首先電磁鐵線圈通電，銜鐵動作，壓縮電磁鐵復位彈簧，銜鐵側(cè)搖臂逆時針旋轉(zhuǎn)，通過連接板拉動鎖銷側(cè)搖臂順時針旋轉(zhuǎn)，鎖銷向右側(cè)移動；當電磁鐵線圈斷電后，銜鐵在彈簧作用下復位，銜鐵側(cè)搖臂順時針旋轉(zhuǎn)，連接板和鎖銷側(cè)搖臂動作后帶動鎖銷向左移動；滑動門手動解鎖時，手動解鎖裝置推動鎖銷向右移動，鎖銷側(cè)搖臂順時針旋轉(zhuǎn)，連接板推動銜鐵側(cè)搖臂逆時針旋轉(zhuǎn)，銜鐵上移并壓縮彈簧，當滑動門打開后，手動解鎖裝置復位，在彈簧作用下，銜鐵下移，鎖銷向左移動至鎖閉位置。在電磁鎖系統(tǒng)優(yōu)化后不在進行設(shè)計電磁鐵，而是選擇具有良好地鐵站臺門電磁鎖使用業(yè)績且銷售量比較大的知名品牌的電磁鐵，考慮到電磁鎖機構(gòu)傳動特點與電磁鐵的磨損，對于電磁鐵銜鐵的結(jié)構(gòu)特點提出了特殊要求，即電磁鐵的銜鐵為活塞式組合銜鐵，盡量減小銜鐵的徑向載荷，降低磨損。如圖2所示。

3試驗驗證

在設(shè)計和樣機制作完成后，對電磁鐵的框架銅套為整體式，銜鐵采用活塞式銜鐵，使用電磁鎖系統(tǒng)試驗臺隨機抽取三個樣品進行了測試，樣品運行10萬次至24萬次之間，電磁鎖鎖機構(gòu)未見明顯磨損，電磁鐵框架銅套內(nèi)壁和銜鐵外表面有均勻磨損痕跡，更換電磁鐵后，電磁鎖運行正常。次選取三個樣品試驗，壽命均大于100萬次。4結(jié)論本文通過對傳統(tǒng)軌道交通電磁鎖系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，在樣機制作基礎(chǔ)上進行了百萬次試驗，試驗結(jié)果表明：（1）電磁鐵銜鐵10.4mm行程處吸力為9.6N，電磁鐵線圈電阻有200增加400，額定電流由0.55A減小到0.275A，在滿足電磁鎖解鎖功能的前提下，電磁鐵的功率減少一倍，電磁鎖系統(tǒng)的能耗、發(fā)熱和噪音隨之降低；（2）改進的電磁鎖光電開關(guān)優(yōu)化為滾輪行程開關(guān)可以直接進入安全回路，簡化了安全回路；（3）電磁鎖已經(jīng)在地鐵車站安裝運行，該電磁鎖的應用可以有效降低站臺門的故障率。

作者:譚虓 宮建光 張傳凱 李建波 康亞進 單位:北京市地鐵運營有限公