黃 鵬 熊煜宇

(1.寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，315010，寧波;2.寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司，315021，寧波∥第一作者，工程師)

屏蔽門是安裝于城市軌道交通沿線地下車站站臺(tái)邊緣的一套機(jī)電一體化的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，用以提高運(yùn)營(yíng)安全系數(shù)、改善乘客候車環(huán)境及節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。屏蔽門已廣泛應(yīng)用于我國(guó)各大城市的軌道交通項(xiàng)目中。由于各城市的環(huán)境狀況不同，對(duì)屏蔽門的結(jié)構(gòu)、功能、壽命等也會(huì)產(chǎn)生不同的影響，因此，需要通過(guò)屏蔽門樣機(jī)的一系列型式試驗(yàn)，來(lái)檢驗(yàn)屏蔽門的最初設(shè)計(jì)、材料選型、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試等能否滿足有關(guān)技術(shù)文件要求。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行屏蔽門的優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成大批量生產(chǎn)前的摸底工作。

1 屏蔽門樣機(jī)

用于做型式試驗(yàn)的屏蔽門樣機(jī)應(yīng)為一完整的門，其本體結(jié)構(gòu)模塊單元，不僅要能夠進(jìn)行基本操作、控制、監(jiān)控、報(bào)警及安全防護(hù)等，而且還要能夠進(jìn)行與外部接口的模擬仿真和裝置調(diào)試。屏蔽門樣機(jī)部件主要包括:滑動(dòng)門(ASD)、固定門(FIX)、應(yīng)急門(EED)、門檻、立柱、伸縮裝置、絕緣件、頂箱前后蓋板、門機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(含驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)裝置、鎖緊裝置及相關(guān)設(shè)備)、門控單元(DCU)、單元控制器(PEDC)、就地控制盤(PSL)、就地控制盒(LCB)、配電裝置、控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件、模擬信號(hào)系統(tǒng)裝置(SIG)、模擬綜合后備盤裝置(IBP)、模擬主控系統(tǒng)裝置(MCS)及電纜線等。屏蔽門樣機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 屏蔽門樣機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 屏蔽門機(jī)械結(jié)構(gòu)性能型式試驗(yàn)方法

2.1 密封試驗(yàn)

密封試驗(yàn)室是對(duì)屏蔽門進(jìn)行空氣滲透性和風(fēng)抗力試驗(yàn)，以保證在所有的操作條件下空氣滲漏不會(huì)引起明顯的氣流或嘯聲并達(dá)到規(guī)定的要求。在站臺(tái)側(cè)壓力(P1)與軌道側(cè)壓力(P2)差為10 Pa時(shí)，通過(guò)聽(tīng)覺(jué)，試驗(yàn)由于空氣泄漏而產(chǎn)生的噪聲;通過(guò)流量計(jì)，試驗(yàn)空氣的泄漏量，判定屏蔽門樣機(jī)的漏風(fēng)量是否不超過(guò)10 m3/(m2·h);借助燈光，通過(guò)目測(cè)，判斷有無(wú)光線透過(guò)。密封試驗(yàn)示意圖如圖2所示。

圖2 密封試驗(yàn)示意圖

2.2 結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)

對(duì)屏蔽門樣機(jī)施加風(fēng)壓載荷1 200 Pa，在樣機(jī)距站臺(tái)裝飾面1.125 m處施加乘客擠壓載荷1 500 N/m，在屏蔽門樣機(jī)的最危險(xiǎn)點(diǎn)(距站臺(tái)裝飾面1.125 m處)施加乘客沖擊載荷2 800 N(作用面積100 mm×100 mm，作用時(shí)間0.08 s)，試驗(yàn)過(guò)后檢查屏蔽門樣機(jī)是否出現(xiàn)永久性的結(jié)構(gòu)變形、是否出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損壞，以及是否出現(xiàn)影響其功能的故障等。通過(guò)結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)，判定屏蔽門樣機(jī)任何一點(diǎn)向軌道側(cè)的最大變形量是否不超過(guò)15 mm。結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)時(shí)乘客擠壓載荷、沖擊載荷施加部位如圖3所示。

圖3 結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)加壓點(diǎn)示意圖

2.3 噪聲試驗(yàn)

將屏蔽門樣機(jī)頂箱蓋板關(guān)閉。在站臺(tái)側(cè)，距離屏蔽門樣機(jī)1 m、離地面1.5 m處，通過(guò)聲極計(jì)測(cè)量屏蔽門開(kāi)門、關(guān)門運(yùn)行時(shí)的噪聲，判定其噪聲值≤70 dB(A)。噪聲試驗(yàn)示意圖如圖4所示。

圖4 噪聲試驗(yàn)示意圖

2.4 滑動(dòng)門動(dòng)能試驗(yàn)

檢測(cè)滑動(dòng)門在關(guān)門期間的最大動(dòng)能(不超過(guò)10 J/扇門)和從開(kāi)始關(guān)門至最后100 mm時(shí)的動(dòng)能(不超過(guò)1 J/扇門)。試驗(yàn)方法是，測(cè)定滑動(dòng)門的質(zhì)量、測(cè)定滑動(dòng)門的運(yùn)行速度或記錄滑動(dòng)門運(yùn)行速度曲線，并利用公式E=mv2/2(m為一扇滑動(dòng)門的質(zhì)量，v為滑動(dòng)門關(guān)門時(shí)的最大運(yùn)行速度)計(jì)算滑動(dòng)門最大動(dòng)能。測(cè)定5次滑動(dòng)門運(yùn)行速度，并取其算術(shù)平均值。滑動(dòng)門運(yùn)行速度測(cè)定所需計(jì)量器具與儀器設(shè)備為:水平儀，位移、速度、加速度綜合測(cè)試儀(或其它等效的速度測(cè)試儀器或裝置)。滑動(dòng)門質(zhì)量的測(cè)定計(jì)量器具為電子秤，其量程為0～100 kg，分辨率為 0.01 kg。

2.5 速度曲線試驗(yàn)

拉繩式測(cè)速發(fā)電機(jī)安裝在滑動(dòng)門上，其測(cè)量線與滑動(dòng)門一起做平移運(yùn)動(dòng)。測(cè)速發(fā)電機(jī)將測(cè)量線的運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)示波器顯示電壓波形，并通過(guò)示波器接口將波形傳給計(jì)算機(jī)(傳感器輸出的電壓值與屏蔽門速度成一定比例)，進(jìn)而得到屏蔽門運(yùn)行速度曲線。速度曲線試驗(yàn)示意圖如圖5所示。

圖5 速度曲線試驗(yàn)示意圖

2.6 加速壽命試驗(yàn)

在屏蔽門加速壽命試驗(yàn)中，屏蔽門的開(kāi)關(guān)門循環(huán)運(yùn)動(dòng)次數(shù)為100萬(wàn)次，試驗(yàn)強(qiáng)度為每分鐘不小于4個(gè)周期(每開(kāi)關(guān)1次為1個(gè)周期)。屏蔽門樣機(jī)的DCU、中央控制盤、相關(guān)電源裝置等必須一起進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。合格的判定依據(jù)是，在試驗(yàn)過(guò)程中屏蔽門樣機(jī)沒(méi)有出現(xiàn)重大故障。如果屏蔽門樣機(jī)出現(xiàn)重大故障，100萬(wàn)次壽命試驗(yàn)就需重新從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。屏蔽門樣機(jī)出現(xiàn)的重大故障包括:

(1)重要部件出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的故障:開(kāi)關(guān)門動(dòng)作不能完成;驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)裝置損壞;滑動(dòng)門出現(xiàn)嚴(yán)重變形，導(dǎo)致運(yùn)行曲線或其它參數(shù)不能滿足設(shè)計(jì)要求;門控器的監(jiān)視裝置損壞，無(wú)法顯示屏蔽門的狀態(tài)信息。

(2)出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的系統(tǒng)性故障:因中央控制盤設(shè)計(jì)缺陷而造成的停機(jī)、燒毀，與設(shè)計(jì)要求的性能有重大差異;因系統(tǒng)內(nèi)重要部件的硬件或軟件的可靠性而引起的不可恢復(fù)的故障;由于設(shè)計(jì)缺陷或重要損壞使得系統(tǒng)無(wú)法執(zhí)行重要命令;由于設(shè)計(jì)缺陷使得系統(tǒng)重要狀態(tài)信息無(wú)法通過(guò)硬線回路傳輸。

在試驗(yàn)過(guò)程中，如果屏蔽門樣機(jī)出現(xiàn)一般性故障，在排除故障后，100萬(wàn)次壽命試驗(yàn)從排除故障前的計(jì)數(shù)繼續(xù)開(kāi)始。一般性故障包括:一般性的部件損壞;非重要性部件損壞;設(shè)計(jì)壽命不超過(guò)5年的易損部件的損壞;由于屏蔽門之外的因素(包括其它系統(tǒng)的模擬接口)、裝配原因或人為損壞而出現(xiàn)的故障。

2.7 關(guān)門力試驗(yàn)

關(guān)門力的合格標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)門力≤150 N。關(guān)門力試驗(yàn)示意圖如圖6所示。先安裝好屏蔽門樣機(jī)，使其能按要求正常運(yùn)行;調(diào)整好開(kāi)門時(shí)間和關(guān)門時(shí)間;將滑動(dòng)門打開(kāi)，推/拉力測(cè)量?jī)x放置在圖示位置準(zhǔn)備工作;在滑動(dòng)門關(guān)閉行程超過(guò)三分之一的范圍時(shí)，通過(guò)推/拉力測(cè)量?jī)x測(cè)量滑動(dòng)門關(guān)閉時(shí)使門停止所需的力，檢測(cè)阻止關(guān)門力是否滿足低于150 N的要求。

2.8 手動(dòng)解鎖及關(guān)門試驗(yàn)

安裝好屏蔽門樣機(jī)，在滑動(dòng)門關(guān)閉狀態(tài)下，分別通過(guò)站臺(tái)側(cè)手動(dòng)解鎖鑰匙以及軌道側(cè)手動(dòng)解鎖把手進(jìn)行滑動(dòng)門手動(dòng)解鎖，觀察解鎖是否靈活可靠。在屏蔽門正常運(yùn)行狀態(tài)下，滑動(dòng)門關(guān)閉時(shí)，觀察門頭鎖能否可靠鎖閉;滑動(dòng)門將打開(kāi)時(shí)，門頭鎖能否可靠解鎖。

圖6 關(guān)門力試驗(yàn)示意圖

2.9 開(kāi)/關(guān)門時(shí)間試驗(yàn)

測(cè)量開(kāi)/關(guān)門時(shí)間有如下兩種方法:

(1)一般的方法是在屏蔽門樣機(jī)的正常運(yùn)行過(guò)程中，用秒表測(cè)量其開(kāi)/關(guān)門時(shí)間是否在其設(shè)計(jì)的開(kāi)/關(guān)門時(shí)間區(qū)域內(nèi)。

(2)精確的方法是與速度曲線試驗(yàn)一并進(jìn)行，從測(cè)得的速度曲線上讀得開(kāi)/關(guān)門時(shí)間。當(dāng)對(duì)測(cè)量值有爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)采用該方法。

2.10 手動(dòng)開(kāi)門力試驗(yàn)

安裝好屏蔽門樣機(jī)，使其能正常運(yùn)行;調(diào)整好開(kāi)門時(shí)間和關(guān)門時(shí)間后將電源切除，試驗(yàn)手動(dòng)開(kāi)門力。手動(dòng)開(kāi)門力試驗(yàn)包括:

(1)滑動(dòng)門解鎖力測(cè)量:用推/拉力測(cè)量?jī)x的拉力測(cè)量側(cè)測(cè)量，測(cè)量從軌道側(cè)通過(guò)門把手解鎖所需的力，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)≤67 N。注意要使推/拉力測(cè)量?jī)x的用力方向和門把手解鎖的用力方向一致。

(2)應(yīng)急門解鎖力的測(cè)量:用推/拉力測(cè)量?jī)x的推力測(cè)量側(cè)測(cè)量，測(cè)量從軌道側(cè)通過(guò)推壓開(kāi)門推桿解鎖所需要的力，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于67 N。

(3)手動(dòng)將滑動(dòng)門從關(guān)閉位打開(kāi)所需力的測(cè)量:在右扇滑動(dòng)門左側(cè)豎框中間位置的邊緣(從站臺(tái)側(cè)看)，用推/拉力測(cè)量?jī)x的拉力測(cè)量側(cè)測(cè)量，將滑動(dòng)門從關(guān)閉位拉開(kāi)，記錄推/拉力測(cè)量?jī)x讀數(shù)，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于133 N。

(4)手動(dòng)將滑動(dòng)門推開(kāi)到設(shè)計(jì)凈開(kāi)度所需力的測(cè)量:在右扇滑動(dòng)門左側(cè)豎框中間位置的邊緣(從站臺(tái)側(cè)看)，將滑動(dòng)門移動(dòng)后，用推/拉力測(cè)量?jī)x的推力側(cè)測(cè)量，將滑動(dòng)門推開(kāi)到設(shè)計(jì)凈開(kāi)度，記錄推/拉力測(cè)量?jī)x讀數(shù)，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于67 N。

(5)將應(yīng)急門從關(guān)閉位推開(kāi)所需力的測(cè)量:在軌道側(cè)，用推/拉力測(cè)量?jī)x將應(yīng)急門從關(guān)閉位推開(kāi)，記錄推/拉力測(cè)量?jī)x讀數(shù)，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于133 N。

(6)將應(yīng)急門推開(kāi)到設(shè)計(jì)凈開(kāi)度所需力的測(cè)量:在軌道側(cè)，用推/拉力測(cè)量?jī)x將應(yīng)急門推開(kāi)到設(shè)計(jì)凈開(kāi)度，記錄推/拉力測(cè)量?jī)x讀數(shù)，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于67 N。

對(duì)于(3)～(6)項(xiàng)測(cè)量，在試驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)平穩(wěn)地施加推力或拉力，避免操作慣性力對(duì)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性造成不良影響。

2.11 障礙物試驗(yàn)

障礙物試驗(yàn)包括關(guān)門障礙物試驗(yàn)和最小障礙物試驗(yàn)兩種。

(1)關(guān)門障礙物試驗(yàn):在滑動(dòng)門關(guān)門行程中設(shè)置障礙物，當(dāng)滑動(dòng)門接觸到障礙物后，門將立刻停止關(guān)閉運(yùn)動(dòng)，并慢速開(kāi)門到500 mm(0～500 mm可調(diào))的位置(此時(shí)，門處于自由狀態(tài));停頓2 s(0～10 s可調(diào))后，門重新關(guān)閉并接觸到障礙物;再次執(zhí)行上述程序，依次重復(fù)三次若障礙物仍存在，則關(guān)門故障報(bào)警信號(hào)送入中央接口盤;然后，人工清除障礙物并將門關(guān)至鎖緊狀態(tài)，解除報(bào)警信號(hào)，提供全閉保持力，門狀態(tài)指示燈滅。

(2)最小障礙物試驗(yàn):最小障礙物試驗(yàn)示意圖如圖7所示。在滑動(dòng)門關(guān)門行程中設(shè)置障礙物(試驗(yàn)棒φ5 mm)，探測(cè)過(guò)程同“關(guān)門障礙物試驗(yàn)”。關(guān)門障礙物試驗(yàn)系統(tǒng)流程圖如圖8所示。

圖7 最小障礙物試驗(yàn)示意圖

圖8 關(guān)門障礙物試驗(yàn)系統(tǒng)流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

屏蔽門樣機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)性能型式試驗(yàn)完成后，對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果，可以對(duì)設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題或不足及時(shí)進(jìn)行修改。必要時(shí)可重新進(jìn)行試驗(yàn)。記錄好屏蔽門樣機(jī)符合產(chǎn)品功能、產(chǎn)品性能等方面的數(shù)據(jù)，批量生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格按照樣機(jī)要求進(jìn)行生產(chǎn)。屏蔽門樣機(jī)型式試驗(yàn)，能夠?yàn)槠帘伍T工程實(shí)踐提供及時(shí)、準(zhǔn)確、豐富的數(shù)據(jù)信息及技術(shù)支持。

［1］陳韶章.地下鐵道站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng) ［M］.北京:科學(xué)出版社，2005.

［2］GB/T 15227—2007建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法［S］.

［3］CJ/T 236—2006城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門［S］.

［4］夏美霞，鄧協(xié)和，孫斌，等.城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門最大動(dòng)能及其測(cè)試方法的商榷［J］.城市軌道交通研究，2010(8):20.