滾珠絲杠在地鐵門(mén)系統(tǒng)中的應(yīng)用

臧曉海 陳德高 付信民

摘要：地鐵車(chē)輛列車(chē)門(mén)有著極高的開(kāi)關(guān)頻率，在其開(kāi)關(guān)過(guò)程中通過(guò)絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，而滾珠絲杠的應(yīng)用，將傳統(tǒng)螺桿的滑動(dòng)接觸轉(zhuǎn)換成滾動(dòng)接觸;以滾動(dòng)摩擦取代滑動(dòng)摩擦，將螺帽內(nèi)的鋼珠回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為線性運(yùn)動(dòng)，將扭矩轉(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，以此來(lái)改善傳統(tǒng)螺桿定位不佳及易損害的情況，減小列車(chē)門(mén)使用過(guò)程中的摩擦阻力，提高列車(chē)門(mén)的使用壽命，提高列車(chē)門(mén)使用可靠性！

關(guān)鍵詞：地鐵門(mén);滾珠絲杠

1.引言

在我國(guó)城市規(guī)模化不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，為了緩解城市交通的緊張狀況，城市軌道交通逐漸在各大城市得到普及和應(yīng)用。而車(chē)輛列車(chē)門(mén)機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)，則確保列車(chē)在任何時(shí)候都能保證乘客安全上下車(chē)，地鐵列車(chē)門(mén)一旦失效會(huì)造成巨大財(cái)產(chǎn)損失或者人員傷亡，如何確保地鐵列車(chē)門(mén)的安全性和可靠性一直是人們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，所以地鐵列車(chē)門(mén)的安全可靠是地鐵車(chē)輛安全運(yùn)行的重要組成部門(mén)。

2.地鐵列車(chē)門(mén)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的考慮因素

眾所周知，地體車(chē)輛列車(chē)門(mén)具有極高的開(kāi)關(guān)頻率，而且列車(chē)門(mén)開(kāi)閉行程距離又有著極其嚴(yán)格的要求。這又使得列車(chē)門(mén)的使用壽命極其精度可靠性顯得尤為重要。滾珠絲杠的應(yīng)用，使得安全長(zhǎng)壽地鐵門(mén)機(jī)構(gòu)成為可能。通過(guò)保證門(mén)機(jī)構(gòu)的安全使用，保證地鐵車(chē)輛的運(yùn)行安全可靠。

3.滾珠絲杠工作原理

滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。滾珠絲杠組件是金屬的，通常是鋼制的，由內(nèi)螺紋螺母和螺桿組成，螺母的螺旋槽與螺桿的螺旋槽相匹配，如圖1所示。

當(dāng)滾珠絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過(guò)螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。在凹槽內(nèi)部，包含在螺母里的是許多由鉻鋼制成的滾珠。滾珠在這些槽之間滾動(dòng)，提供螺母和螺桿之間的唯一接觸。當(dāng)螺桿或螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠被偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)到螺母的球返回系統(tǒng)中，并且它們以連續(xù)的路徑穿過(guò)返回系統(tǒng)到達(dá)滾珠螺母的相對(duì)端。然后滾珠從返回系統(tǒng)退出到滾珠絲杠和螺母螺紋滾道中，以便在閉合回路中再循環(huán)。當(dāng)滾珠在螺母中循環(huán)時(shí)，滾珠在螺桿下方提供平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)流板或返回系統(tǒng)保持球并使它們通過(guò)螺母循環(huán)。與電機(jī)一起使用時(shí)，滾珠絲杠的效率高達(dá)90%。它們相當(dāng)精確，每英尺幾千分之一英寸的精度。

4.滾珠絲杠的特點(diǎn)

4.1摩擦損失小、傳動(dòng)效率高 ;由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。與過(guò)去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下，即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滑動(dòng)絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。

4.2精度高;滾珠絲杠副一般是用世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來(lái)的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面，對(duì)溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。

4.3高速進(jìn)給和微進(jìn)給可能;滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng)，所以啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。

4.4軸向剛度高;滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓，由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值，進(jìn)而得到較高的剛性（滾珠絲杠內(nèi)通過(guò)給滾珠加予壓力，在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí)，由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強(qiáng)）。

4.5不能自鎖、具有傳動(dòng)的可逆性。

5.滾珠絲杠在地鐵門(mén)系統(tǒng)上的應(yīng)用

在地鐵門(mén)系統(tǒng)中滾珠絲桿是傳動(dòng)裝置。電機(jī)連接螺桿端部，門(mén)扇連接螺母組件，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母副的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)門(mén)作軸向運(yùn)動(dòng)。螺桿為左旋與右旋對(duì)稱結(jié)構(gòu)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)使兩車(chē)門(mén)朝相反方向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到開(kāi)關(guān)門(mén)的目的，如圖2所示。

6結(jié)語(yǔ)

在城市交通壓力持續(xù)增大的背景下，地鐵列車(chē)作為現(xiàn)代城市軌道交通車(chē)輛的代表，能夠緩解這一緊張狀態(tài)。而基于滾珠絲杠本身傳動(dòng)效率高、精度高的特點(diǎn)，保證了地鐵列車(chē)門(mén)系統(tǒng)的精準(zhǔn)可靠性以，同時(shí)基于滾珠絲杠本身摩擦損失小的特點(diǎn)，使得地鐵列車(chē)門(mén)的使用壽命的以保證。通過(guò)保證門(mén)機(jī)構(gòu)的安全使用，保證地鐵車(chē)輛的運(yùn)行安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖正義.滾珠絲杠副的發(fā)展趨勢(shì)[J].制造技術(shù)與機(jī)床. 2000（04）.

[2] 杜亞林，李小英，何勁輝.城軌車(chē)輛車(chē)門(mén)故障診斷技術(shù)研究[J].中國(guó)設(shè)備工程. 2018（03）