陳國振

摘要：根據(jù)上海地鐵AC02型電動列車客室車門故障實際情況，運用質(zhì)量控制QC的理論和分析的方法，歸結(jié)出導致客室車門故障的主要因素，并有針對性的提出有效的解決方案和措施，有效地提高了車門的可靠性，降低了列車車門的故障率。

關(guān)鍵詞：客室車門;故障QC分析;門鉤復位銷;應(yīng)力集中;解決措施

中圖分類號：G712 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）08-0089-02

一、引言

隨著城市的發(fā)展，軌道交通已經(jīng)成為一個城市步入現(xiàn)代化的標準之一，它更為快捷高效、節(jié)能環(huán)保、舒適安全，逐漸成為人們出行不可獲缺的交通工具。上海地鐵自從1993年5月24日運營至今，經(jīng)歷了十多年的運營，經(jīng)過溫差和濕度的侵蝕，許多部件產(chǎn)生磨耗、變形、老化和損壞，列車已不再那么嶄新，慢慢地進入了故障頻繁期，更有甚者已進入了大修的修程。每一列電客列車都需要完成每日例行檢查和規(guī)定修程后才能上線運營，為了保證列車擁有良好的車況，大量檢修工作的質(zhì)量和效率尤為重要，一旦列車遇到應(yīng)急故障或疑難問題時需要及時的做出反應(yīng)和有效的應(yīng)對措施。車門作為整個列車系統(tǒng)中運作最為頻繁的部件之一，自然也成為了故障發(fā)生的高發(fā)點，本文就著重對車門引起的諸多問題進行科學的分析以及探討解決方案。

二、客室車門的介紹

首先大家先來了解一下上海地鐵二號線現(xiàn)有車型：SIEMENS AC02型和AC05型電客列車以及ALSTOM的AC08型電動列車。本文所講述內(nèi)容是以常見故障最多的AC02型電動列車的客室車門為例，它采用的是內(nèi)藏式車門，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟性強，有良好的可靠性、密封性且隔音效果較好，日常維修較為簡便。AC02電動列車客室內(nèi)藏式車門通過氣動控制元件控制驅(qū)動氣缸來實現(xiàn)車門的開/關(guān)功能，主要由左右門葉、車門導軌、雙作用氣缸、傳動組件、車門機械鎖閉機構(gòu)、緊急解鎖機構(gòu)、氣動控制系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)等組成。

除了以上內(nèi)藏式車門外，作為后來者的AC05型與AC08型列車的客室車門則采用了更為先進的微電腦控制到電機驅(qū)動的塞拉門及外掛車門。

三、現(xiàn)狀分析

考慮到地鐵列車運營線路站點較多、站距短的特點，列車每次進站后客室車門都需要平凡的開啟/關(guān)閉，各種自然和人為因素都會導致車門的故障，嚴重影響到列車準點運營，所以客室車門相比車輛其他系統(tǒng)部件故障頻發(fā)更集中。在QC質(zhì)量小組對2002年第四季度AC02型電動列車客室車門的故障信息進行了分析統(tǒng)計，客室車門共發(fā)生105次故障。在對大量客室車門故障進行分析后，筆者將原因歸結(jié)為兩個主要方面的因素：一是由于使用頻率高和客流大，致使車門無法正常關(guān)閉;另一方面是系統(tǒng)本身的設(shè)計和制造缺陷所造成的。根據(jù)下圖的曲線表明了門鉤復位彈簧銷、關(guān)門止檔及驅(qū)動氣缸是直接導致車門系統(tǒng)故障的三大主要因素，造成列車牽引系統(tǒng)自動封閉無法繼續(xù)正常運營，更嚴重者需要清客救援。

如圖所示如此高的故障率已經(jīng)嚴重影響到了上海地鐵的公眾形象，所以快速、準確地找出故障原因，并加以改進已成為我們地鐵檢修人員的當務(wù)之急。

四、故障分析

1.尋求故障點。整套內(nèi)藏門是通過中央控制閥來控制壓縮空氣的流向和流量，實現(xiàn)雙作用驅(qū)動氣缸做前后往復運動，通過鋼絲繩、繩輪、驅(qū)動支架等組成的機械轉(zhuǎn)動機構(gòu)完成車門開/關(guān)動作。在門葉的上方設(shè)有一個鎖鉤機構(gòu)，車門關(guān)閉后，鎖閉系統(tǒng)動作，鎖鉤鉤住兩扇門葉上的鎖銷，保證車門安全可靠的鎖閉。此外，車門系統(tǒng)裝有車門鎖閉行程開關(guān)S1，車門門葉關(guān)閉行程開關(guān)S2，車門切除開關(guān)S3，緊急解鎖行程開關(guān)S4，實現(xiàn)車門的電氣控制。在之前的故障統(tǒng)計中所提到的“門鉤復位彈簧銷”正是我們需要解決的故障點，因為它的故障頻發(fā)率尤其得高。首先讓我們來了解一下“門鉤復位彈簧銷”所處的位置：這是一張車門鎖鉤組件，其中的“06”為彈簧銷的支座，“08”為復位彈簧銷，“09”為復位彈簧，“15”為磨耗尼龍墊圈，整套復位彈簧組件通過“11”定位銷固定在“02”鉤舌板的左下方。門鉤復位彈簧銷在整套車門關(guān)閉中所起到的作用是：當關(guān)門信號給出時，整個門鉤鎖組件復位過程如圖2～16中解鎖氣缸收回，整個門鉤機構(gòu)靠復位彈簧銷上彈簧的反彈力將門鉤恢復到水平位置，從而使鉤舌板上的扇形片觸發(fā)到上方的S1車門鎖閉行程開關(guān)，這就完成了關(guān)門過程的第一步，也是先決條件。在完成第一步后，關(guān)門電磁閥被觸發(fā)，推動雙作用氣缸作回程運動，帶動左右門葉，完成關(guān)門動作。

2.分析故障原因。我們已經(jīng)了解了門鉤復位彈簧銷在整個系統(tǒng)中所起到的作用，針對車門在正線運營中屢次出現(xiàn)門鉤復位銷斷裂的故障，使得門鉤無法復位，不能有效完成關(guān)門動作。在分析后得出造成這一現(xiàn)象主要有兩大因素：一是人為因素，即檢修人員在出車時沒有及時發(fā)現(xiàn)故障和檢修工藝不夠完整;二是自身設(shè)計缺陷，即彈簧銷設(shè)計應(yīng)力過于集中，同時在材料的選擇上應(yīng)該有綜合的考慮。在經(jīng)過多次調(diào)整試驗后得出：首先排除了人為因素，再則客室車門在進行頻繁的開啟和關(guān)閉的過程中，因門鉤復位銷常時間頻繁運作，加上零部件的機械疲勞，更關(guān)鍵的是在門鉤復位銷體與底座連接處應(yīng)力過于集中，造成門鉤復位彈簧銷極其容易折斷，從而無法使鉤舌板歸位鉤住兩邊門葉上的門銷，不能有效關(guān)閉車門，使得正線運營列車客室車門頻發(fā)故障。

五、整改措施方案

在與技術(shù)和質(zhì)量部門的溝通和交流后，我們一致認為門鉤彈簧復位銷的設(shè)計結(jié)構(gòu)確實存在問題，所以改造將是唯一的解決途徑，這樣才能確保車門正常開/關(guān)。筆者的結(jié)論是：門鉤復位彈簧銷折斷直接引起門鉤彈簧失效或丟失，導致車門無法正常鎖閉，車門的監(jiān)控回路將顯示該扇車門產(chǎn)生故障。經(jīng)仔細分析，認為門鉤復位彈簧銷的結(jié)構(gòu)在折斷處應(yīng)力過于集中。我們可以把它的結(jié)構(gòu)改為右邊一體成型且外形尺寸不變的加工件，并且選用了45號調(diào)質(zhì)綜合性能好，低炭合金鋼滲炭淬火外硬內(nèi)軟，通過適度的熱處理和銷體與底座連接處的加固，使復位彈簧銷的整體強度得到了有效的提高，經(jīng)過反復試驗后未發(fā)現(xiàn)折斷現(xiàn)象，可以說效果相當良好。

六、效果檢查

對復位彈簧銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計改造后，徹底根除了應(yīng)力集中的問題。在對所有的AC02型電動列車客室車門復位彈簧銷進行分批更換，實際投入運營中因門鉤復位彈簧銷所引起的故障明顯的減少了，并取得了良好的效果。

七、經(jīng)濟效益和社會效益

通過對上海地鐵AC02型電動列車車門門鉤復位彈簧銷折斷現(xiàn)象的研究和分析，對車門故障的主要因素制定科學的分析和整改措施，提高了客室車門的安全性和可靠性，降低了維修成本和運營成本，大大提高了工作效率。改進后的車門有效降低了因車門故障引起的列車清客掉線，保證了城市軌道交通系統(tǒng)的暢通，方便乘客的正常出行，特別是提高了早高峰時刻列車的使用率，具有很高的社會效益。

八、結(jié)論

上海地鐵的客流逐月逐年的遞增，特別是在早晚客流高峰時段，車廂內(nèi)異常擁擠，車門系統(tǒng)頻繁承受超常工況，加之常年的機械疲勞與設(shè)計缺陷導致車門故障頻發(fā)無法正常關(guān)閉和開啟，以致影響列車的正常運行。筆者在對客室車門故障QC分析后，得出由于車門門鉤復位彈簧銷應(yīng)力過于集中造成斷裂。針對這一故障實施了相應(yīng)的整改，有效地提高了車門系統(tǒng)的可靠度，明顯降低了AC02型電動列車客室車門故障率。作為我們地鐵檢修人員，在不斷學習和摸索國外先進的技術(shù)和理念的同時，根據(jù)不同環(huán)境、不同情況也要有我們自己的理解，并在各個環(huán)節(jié)中作到認真仔細、沉著冷靜，運用學過的理論知識加以分析和理解，一定會有新的收獲。