導(dǎo)語(yǔ)：電磁鎖系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(tái)門(mén)電磁鎖發(fā)生故障時(shí)，會(huì)發(fā)生站臺(tái)門(mén)開(kāi)門(mén)故障、關(guān)門(mén)故障、安全回路故障、手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)裝置無(wú)法解鎖、鎖機(jī)構(gòu)無(wú)法鎖閉等故障，導(dǎo)致站臺(tái)門(mén)滑動(dòng)門(mén)無(wú)法電動(dòng)開(kāi)關(guān)，影響乘客正常乘降地鐵列車(chē)，影響列車(chē)運(yùn)行。軌道交通門(mén)控器DCU在接到開(kāi)門(mén)命令后，給電磁鎖的電磁鐵線圈送電，電磁鐵銜鐵動(dòng)作，銜鐵帶動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)作，觸發(fā)解鎖行程開(kāi)關(guān)。行程開(kāi)關(guān)將解鎖信息送到DCU，對(duì)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(kāi)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?yàn)殡姶盆F銜鐵的保持電流小于銜鐵動(dòng)作電流，在滑動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中一直保持電磁鐵線圈的低電壓供電，當(dāng)滑動(dòng)門(mén)關(guān)閉后，電動(dòng)機(jī)的霍爾傳感器或關(guān)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān)將滑動(dòng)門(mén)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(duì)于機(jī)械保持解鎖狀態(tài)電磁鎖，DCU得到解鎖行程開(kāi)關(guān)信息后，DCU控制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)門(mén)開(kāi)門(mén)，當(dāng)滑動(dòng)門(mén)開(kāi)門(mén)過(guò)程中，滑動(dòng)門(mén)鎖銷(xiāo)拉動(dòng)電磁鎖的翅型片，解鎖狀態(tài)保持機(jī)構(gòu)動(dòng)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(jī)構(gòu)、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)組成，鎖機(jī)構(gòu)有鎖銷(xiāo)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成鎖閉與解鎖動(dòng)作。1.1通用工作原理。鎖機(jī)構(gòu)與電磁鐵的銜鐵聯(lián)動(dòng)，鎖機(jī)構(gòu)的鎖銷(xiāo)或鎖閉槽輪機(jī)構(gòu)可以觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)的滾輪動(dòng)作，行程開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)鎖機(jī)構(gòu)的鎖閉與解鎖位置。電動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)電磁鎖的工作原理：門(mén)控器DCU接收到開(kāi)門(mén)命令，經(jīng)邏輯單元處理后，驅(qū)動(dòng)電磁鎖的電磁鐵銜鐵動(dòng)作，銜鐵帶動(dòng)鎖銷(xiāo)動(dòng)作，鎖銷(xiāo)的遮光板觸發(fā)光電開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)向DCU發(fā)送解鎖位置返信，鎖銷(xiāo)脫離鎖閉區(qū)域后，滑動(dòng)門(mén)不在受電磁鎖的約束，滑動(dòng)門(mén)在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下完成開(kāi)門(mén)動(dòng)作；門(mén)控器DCU接收到關(guān)門(mén)命令，DCU驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，皮帶動(dòng)作，皮帶牽引滑動(dòng)門(mén)完成關(guān)門(mén)動(dòng)作，滑動(dòng)門(mén)運(yùn)動(dòng)到門(mén)關(guān)閉位置，關(guān)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān)觸發(fā)并向DCU發(fā)出門(mén)關(guān)門(mén)到位返信，DCU控制電磁鎖的電磁鐵線圈斷電，銜鐵復(fù)位，銜鐵驅(qū)動(dòng)鎖銷(xiāo)完成鎖閉動(dòng)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(jìn)為垂直放置，鎖銷(xiāo)仍然為水平放置，銜鐵的垂直運(yùn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)鎖銷(xiāo)水平運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件的尺寸參數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)優(yōu)化處理。電磁鎖鎖閉時(shí)，電磁鐵總成的復(fù)位彈簧將銜鐵、連桿壓縮到下極限位置，彈簧的復(fù)位力通過(guò)銜鐵側(cè)搖臂、連接板、鎖銷(xiāo)側(cè)搖臂作用到鎖銷(xiāo)上面，鎖銷(xiāo)受到向左的力，將鎖銷(xiāo)保持在鎖閉極限位置。電磁鎖解鎖狀態(tài)時(shí)，電磁鐵線圈通電，銜鐵受到向上的吸力，銜鐵壓縮復(fù)位彈簧，吸力將銜鐵、連桿保持在上極限位置，吸力通過(guò)銜鐵連桿、銜鐵側(cè)搖臂、連接板、鎖銷(xiāo)側(cè)搖臂作用到鎖銷(xiāo)上面，鎖銷(xiāo)受到向右的力，將鎖銷(xiāo)保持在解鎖極限位置。當(dāng)電磁鐵線圈斷電后，復(fù)位彈簧將鎖銷(xiāo)移動(dòng)到鎖閉極限位置。鎖銷(xiāo)上面設(shè)置鎖銷(xiāo)撞鐵，鎖銷(xiāo)撞鐵有一個(gè)通孔，鎖銷(xiāo)穿過(guò)通孔，鎖銷(xiāo)凹槽內(nèi)的銷(xiāo)軸同時(shí)穿過(guò)鎖銷(xiāo)撞鐵的軸孔，銷(xiāo)軸將撞鐵固定在鎖銷(xiāo)上面。撞鐵的兩側(cè)分別布置兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，每側(cè)的兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)的滾輪，一個(gè)在左，另外一個(gè)在右，這樣當(dāng)鎖銷(xiāo)和撞鐵位于鎖閉狀態(tài)時(shí)，有兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)鎖閉狀態(tài)，當(dāng)鎖銷(xiāo)和撞鐵位于解鎖狀態(tài)時(shí)，其余兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)解鎖狀態(tài)。每側(cè)的鎖閉行程開(kāi)關(guān)和解鎖行程開(kāi)關(guān)上下疊壓放置，固定螺釘安裝孔對(duì)齊，安裝在行程開(kāi)關(guān)支架的長(zhǎng)方形通孔內(nèi)，使用行程開(kāi)關(guān)固定鋼絲穿過(guò)行程開(kāi)關(guān)的兩個(gè)安裝孔和行程開(kāi)關(guān)支架的兩個(gè)孔，該結(jié)構(gòu)組裝操作工藝簡(jiǎn)便，行程開(kāi)關(guān)固定牢固、可靠，省去了行程開(kāi)關(guān)調(diào)整步驟。如圖1所示。

2優(yōu)化過(guò)程

電磁鐵銜鐵的運(yùn)動(dòng)方向與鎖銷(xiāo)運(yùn)動(dòng)方向垂直，需要通過(guò)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)將銜鐵的垂直作用力傳遞給鎖銷(xiāo)，主要是通過(guò)兩個(gè)搖臂和一個(gè)連接板來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁鎖電動(dòng)解鎖時(shí)，首先電磁鐵線圈通電，銜鐵動(dòng)作，壓縮電磁鐵復(fù)位彈簧，銜鐵側(cè)搖臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連接板拉動(dòng)鎖銷(xiāo)側(cè)搖臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鎖銷(xiāo)向右側(cè)移動(dòng)；當(dāng)電磁鐵線圈斷電后，銜鐵在彈簧作用下復(fù)位，銜鐵側(cè)搖臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，連接板和鎖銷(xiāo)側(cè)搖臂動(dòng)作后帶動(dòng)鎖銷(xiāo)向左移動(dòng)；滑動(dòng)門(mén)手動(dòng)解鎖時(shí)，手動(dòng)解鎖裝置推動(dòng)鎖銷(xiāo)向右移動(dòng)，鎖銷(xiāo)側(cè)搖臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，連接板推動(dòng)銜鐵側(cè)搖臂逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，銜鐵上移并壓縮彈簧，當(dāng)滑動(dòng)門(mén)打開(kāi)后，手動(dòng)解鎖裝置復(fù)位，在彈簧作用下，銜鐵下移，鎖銷(xiāo)向左移動(dòng)至鎖閉位置。在電磁鎖系統(tǒng)優(yōu)化后不在進(jìn)行設(shè)計(jì)電磁鐵，而是選擇具有良好地鐵站臺(tái)門(mén)電磁鎖使用業(yè)績(jī)且銷(xiāo)售量比較大的知名品牌的電磁鐵，考慮到電磁鎖機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特點(diǎn)與電磁鐵的磨損，對(duì)于電磁鐵銜鐵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(yàn)驗(yàn)證

在設(shè)計(jì)和樣機(jī)制作完成后，對(duì)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(yàn)臺(tái)隨機(jī)抽取三個(gè)樣品進(jìn)行了測(cè)試，樣品運(yùn)行10萬(wàn)次至24萬(wàn)次之間，電磁鎖鎖機(jī)構(gòu)未見(jiàn)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(yùn)行正常。次選取三個(gè)樣品試驗(yàn)，壽命均大于100萬(wàn)次。4結(jié)論本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)軌道交通電磁鎖系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在樣機(jī)制作基礎(chǔ)上進(jìn)行了百萬(wàn)次試驗(yàn)，試驗(yàn)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(jìn)的電磁鎖光電開(kāi)關(guān)優(yōu)化為滾輪行程開(kāi)關(guān)可以直接進(jìn)入安全回路，簡(jiǎn)化了安全回路；（3）電磁鎖已經(jīng)在地鐵車(chē)站安裝運(yùn)行，該電磁鎖的應(yīng)用可以有效降低站臺(tái)門(mén)的故障率。

作者:譚虓 宮建光 張傳凱 李建波 康亞進(jìn) 單位:北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公