城轨车辆司机室移门锁闭装置的优化设计及验证

摘要

随着城市轨道车辆的迅猛发展，车门系统对锁闭装置的性能要求也越来越高。锁闭装置对整个车门系统的安全性能起着决定性的作用，因此高性能锁闭装置的研发成为了车门系统中非常重要的一个研究课题。国内外学者对车门系统锁闭装置的相关理论研究较少，且各大城轨交通门系统生产商都进行了严格的技术保密。对门系统锁闭装置技术课题的研究能使我们掌握高性能锁闭装置的核心技术，提高现有锁闭装置的性能指标，为快速发展的城轨车辆行业提供安全保障。不难发现，目前用于城市轨道车辆乘客室门系统中的锁闭装置已趋于成熟稳定，而司机室门系统锁闭装置由于种类繁琐，故障率较高，可维护性低，因此研究一种高可靠性、低故障率、结构简单和通用化的锁闭装置势在必行。为此本文对车门系统锁闭装置进行了深入的研究，主要研究内容及成果如下:
　　(1)根据车辆侧门系统EN14752 Railway applications Bodyside entrance systems设计标准，从结构和功能等方面分析，利用现代设计理论，优化设计了一种不但满足该标准的司机室移门锁闭装置，同时具备通用化的设计理念。最大限度减少零件数量，强调一体化优势;使用弹性圆柱销易断的结构，改进为整体铸件结构或者改进为圆柱头连接结构;将两块单独的拉板改进为H型整体式拉板，提升了锁闭装置的强度结构。结合工程实际应用，利用Solidworks对司机室移门锁闭装置进行了结构设计和三维建模。
　　(2)运用故障模式影响及严重度分析(FMECA)方法，分析系统中各零部件所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度及其发生概率予以分类。从而在整个锁闭装置结构中解析出关键零部件球头拉杆及销轴等严重度等级较高。为进一步完善锁闭装置结构设计提供了坚定而有效的方向。
　　(3)通过建立锁闭装置关键零部件有限元模型，利用ANSYS分析软件对关键零部件球头拉杆及销轴强度进行有限元分析，将实际求解范围离散化，检查锁闭装置在设计载荷作用下的应力分布与变形情况，验证各关键零部件的安全系数。
　　(4)对锁闭装置样机进行静态和动态试验验证。通过技术设计输出，依照设计图纸对锁闭装置样机进行试制和组装。安装到试验台架上进行耐久性试验，经受3×105次以上开、关门运行操作，锁闭装置功能保持正常;冲击振动试验，锁闭装置在GB/T21563规定的1类A级试验环境下，应能正常使用，无损伤。在一系列试验验证后对存在的问题进行完善和再优化，最终达到预期设计目标。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题的必要性和重要性

1．4 论文主要研究内容

第二章 结构优化设计

2．1 方案设计

2．2 技术设计

第三章 锁闭装置分析验证

3．1 锁闭装置故障模式影响及严重度分析

3．2 关键零件强度校核

3．3 锁闭装置仿真分析

第四章 锁闭装置试验研究及样机验证

4．1 概述

4．2 型式试验程序

4．3 锁闭装置结构的再优化

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

附图

致谢