導語：電磁鎖系統(tǒng)優(yōu)化設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、關門故障、安全回路故障、手動開關門裝置無法解鎖、鎖機構無法鎖閉等故障，導致站臺門滑動門無法電動開關，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，銜鐵帶動解鎖機構動作，觸發(fā)解鎖行程開關。行程開關將解鎖信息送到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，在滑動門開關過程中一直保持電磁鐵線圈的低電壓供電，當滑動門關閉后，電動機的霍爾傳感器或關門到位行程開關將滑動門已關閉信息送到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得到解鎖行程開關信息后，DCU控制電動機旋轉，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、電磁鐵、行程開關組成，鎖機構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。鎖機構與電磁鐵的銜鐵聯(lián)動，鎖機構的鎖銷或鎖閉槽輪機構可以觸發(fā)行程開關的滾輪動作，行程開關用于檢測鎖機構的鎖閉與解鎖位置。電動開關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，光電開關向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，滑動門在電動機驅動下完成開門動作；門控器DCU接收到關門命令，DCU驅動電動機旋轉，皮帶動作，皮帶牽引滑動門完成關門動作，滑動門運動到門關閉位置，關門到位行程開關觸發(fā)并向DCU發(fā)出門關門到位返信，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推動鎖銷水平運動，傳動機構零部件的尺寸參數(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搖臂、連接板、鎖銷側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、銜鐵側搖臂、連接板、鎖銷側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。撞鐵的兩側分別布置兩個行程開關，每側的兩個行程開關的滾輪，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，其余兩個行程開關檢測解鎖狀態(tài)。每側的鎖閉行程開關和解鎖行程開關上下疊壓放置，固定螺釘安裝孔對齊，安裝在行程開關支架的長方形通孔內，使用行程開關固定鋼絲穿過行程開關的兩個安裝孔和行程開關支架的兩個孔，該結構組裝操作工藝簡便，行程開關固定牢固、可靠，省去了行程開關調整步驟。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，銜鐵側搖臂逆時針旋轉，通過連接板拉動鎖銷側搖臂順時針旋轉，鎖銷向右側移動；當電磁鐵線圈斷電后，銜鐵在彈簧作用下復位，銜鐵側搖臂順時針旋轉，連接板和鎖銷側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，鎖銷側搖臂順時針旋轉，連接板推動銜鐵側搖臂逆時針旋轉，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，考慮到電磁鎖機構傳動特點與電磁鐵的磨損，對于電磁鐵銜鐵的結構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，電磁鎖鎖機構未見明顯磨損，電磁鐵框架銅套內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)化設計，在樣機制作基礎上進行了百萬次試驗，試驗結果表明：（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優(yōu)化為滾輪行程開關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