铁路客车拉门设计技术

铁路客车拉门设计技术作者 纪大春内容提要:本文重点介绍了铁路客车拉门的设计原则、设计步骤、设计要点和外端拉门设计，对铁路客车拉门设计的掌握将有积极的帮助。

※ ※ ※1概述所谓拉门就是通过安装在门头上面的上滑轨和悬挂及导向装置, 在人的推拉作用或电力驱动下,使门体沿滑轨运动。

拉门具有门体安全性能好,便于旅客通行和疏散，密封性和隔音隔热性能好，在使用过程中不影响车内空间，且容易实现电动控制，被广泛的应用于25G、25T型旅客列车的软卧包间门和内外端门上，近来在高速列车上，小间门也有使用拉门的趋势，这也是客车设计中的充分体现旅客列车“人性化”服务的重要标志。

拉门按其驱动方式可分为手动拉门和电动拉门两大类，按安装位置还可以分为包间拉门、内端拉门、外端拉门以及侧墙拉门（俗称塞拉门，另作专题介绍）等，按门页数量还可以分为单开门和双开门两大类，单开拉门按门的开启方向还可以分为左开门和右开门。

拉门是车内使用频率较高的主要部件之一，合理的结构设计，不但使得安装方式简单，结构安全可靠，造型美观,还能最大限度的便于旅客的正常通行和紧急情况下的快速疏散。

2设计原则总体设计原则：拉门的净通过高度、净开度、门体造型与客室空间高度、造型和总体布置密切相关，总体必须统筹兼顾得以确定。

在此过程中总体设计师必须与负责拉门设计的分管设计师充分协调一致，以取得最佳设计效果。

净通过高度：要充分考虑设置拉门处的客室或平顶高度，乘客通过门时的心理高度，拉门机构与顶上的相互关系等等。

净开度（即有效通过宽度）：能否满足乘客通过的需要，对于设有残疾人专用轮椅通过的内端门尤其要特别注意。

造型：必须与车内其它部位工业设计相协调。

标准：内外端拉门需符合TB/T 3142-2006《 铁道客车端拉门》规定的要求。

专业设计原则：分管设计师对于新设计或新研制的拉门，必须配合主管设计师进行广泛的调研，提出设计方案，最大限度达到总体思路的目标。

3设计步骤3．1常规客车对于常规客车，拉门一般是由供应商成套提供的，所谓拉门设计，不是要我们去研究拉门本身的设计技术，而是把采购的成套拉门设备成功地运用到铁路客车上，所以拉门设计一般按下述步骤进行。

3．1．1设计准备a)认真学习招议标《技术规范》和总体设计说明；b)认真学习拉门的相关标准，掌握标准中对拉门的技术要求；c)了解拉门系统本身的功能、基本结构、工作原理和安装要求；d)深入了解和掌握既有同类拉门设计技术；e)充分熟悉本次客车拉门安装部位的周边结构。

3．1．2设计定位根据招议标《技术规范》和总体要求确定拉门的形式（包括左右件）；根据总体设计及工业设计要求确认门孔尺寸和门的外形及尺寸；安装关系确定。

3．1．3提出联系书3．1．3．1对外联系明确订货技术条件或技术协议，通过采购部门进行订货。

对于常规客车，拉门是铁道部统型的，一般情况下门系统本身的结构及安装关系是不变的，这就需要我们在设计中创造条件来满足统型的拉门安装要求。

在特殊情况下确需变动的，应在订货技术条件或技术协议中进行明确，必要时应直接和供货商沟通。

3．1．3．2设计联系书与车体之间的安装关系应提出联系书，并明确强度要求、与外端墙、内端墙、通过台平顶、走廊平顶、间壁、侧顶板、侧墙板和底架之间的关系；对于电动拉门还需提出拉门与电气方面的接口，明确拉门门控装置和驱动机构的工作电压和所需用电功率；接口关系需与车体、车电及总体设计师相互协调确定。

即使本次设计联系书与以往设计的客车一致，也必须重新提出，当然可以采用重申原有联系书的办法进行书面确认。

3．1．4完成设计3．2研制产品对于新研制客车，由于车内的空间和布置、车体结构、功能要求与常规客车不完全一致，所以难以采用统型拉门进行安装，需要重新进行研究或改进，其设计步骤应按下述程序进行。

3．2．1设计准备设计准备内容和3．1．1款相同。

3．2．2设计定位（设计方案确定）总体设计关于拉门要求确定（运用位置、驱动方式、开启方式、门的开启方向、外形尺寸、基本造型等）；拉门设计方案确定（形式、强度、外观等）；拉门结构及材料确定（材料选择、结构组成）；拉门安装关系确定（根据拉门的具体形式确定与车体之间及车电的相互关系）；拉门技术要求确定（明确组装要求）。

3．2．3提出联系书3．2．3．1对外联系对委外新设计的拉门，一般应进行技术交流，确定设计方案，明确全部接口关系，然后签订技术协议，对方完成设计后，应进行设计确认，样机完成后应进行技术鉴定。

技术协议作为对外订货的依据。

3．2．3．2设计联系书按3．1．3．2款执行。

3．2．4完成设计3．2．5试制验证对于新设计或有重大改进的拉门设计应进行试制、试装验证，在强度、工艺、组装、外观和安装等方面是否达到预想目标要求，同时可以控制设计风险，进一步确认设计的可靠性。

4 基本形式常用客车拉门的基本形式有：手动塞拉门；电控气动塞拉门；手动对开外端拉门；电动单开外端拉门；手动单开内端拉门；电动单开内端拉门；软卧车包间拉门。

5 边界条件边界条件是指拉门安装部位的周边结构关系。

边界条件是由总体设计确定的，分管设计师根据边界条件和拉门的具体要求（如滑轨、悬挂及导向装置等）确定拉门安装的机械接口及电气接口关系，并提出相应的设计业务联系书。

对于外端拉门来说，边界条件是外端墙，其背面是开度为970mm高度为1910mm的风挡框；25G 型车通过台平顶距地板布面高为2045mm，渡板面与地板布面在同一平面内，距轨面为1283mm；25T 型车通过台平顶距地板布面高为2090mm，地板布面距轨面为1283mm，渡板面距轨面为1333mm。

6主要性能指标a) 门板强度: 在门一半高度处200mm宽的范围内承受一个1500N的载荷而不产生永久变形。

b) 隔音性能：≥22dB(A)c) 隔热性能: 导热系数≤5.5W/m²·Kd) 防火性能：非金属材料符合TB/T 3138—2006《机车车辆阻燃材料技术条件》的要求。

e) 耐久性能：机构须能可靠运行75万次循环。

f) 手动开、关门力 ≤150N。

7系统组成手动拉门主要由门扇、承载装置、导向装置、密封装置等组成；电动拉门主要由门扇、承载驱动装置、导向装置、门控单元、密封装置等组成。

8 25G/T型客车拉门设计本文重点介绍手动双开外端拉门、电动单开外端拉门和手动单开内端拉门。

8.1 手动双开外端拉门手动双开外端拉门通常应用于25G型、25T型标准配置的硬座车、硬卧车、软卧车上；根据用户要求的不同，近年来在25G型普通配置的硬座车、硬卧车、软卧车上，大多数外端门没有使用拉门，这一点需要引起设计师的注意。

手动拉门的最大特点是:门体通过人的推拉作用而运动,两扇门之间通过滑轮及钢丝绳保持运动的同时进行，并通过调整钢丝绳的松紧,保证两扇门的同步和对中。

基本结构:拉门由门板、悬挂及导向装置、同步装置、门锁机构、密封装置等组成，见图1。

门洞尺寸970x1910；门为双扇对开拉门，门板尺寸32x537x1912。

门板采用铝合金型材骨架结构，门板与骨架之间采用粘接方式连接，内部发泡，也可采用夹层六边形蜂窝中空粘接形式进行隔热；门体的上部设有矩形玻璃窗,玻璃采用结构胶固定，玻璃为4+9+5结构的无色透明中空钢化玻璃。

悬挂和导向系统承受着门板的所有垂直重量,它采用了轴承滚轮结构,以减小摩擦,从而使门的运动可靠、轻便、灵活、无声响。

门上滑轨采用铝合金结构，滚轮采用尼龙轮，并设有防跳轮，可 通过偏心轴调节防跳轮的松紧。

门上滑轨设有门锁定位块及开门缓冲装置,下部铝合金滑轨与门体滑槽须配合良好，运动灵活,见图2。

滑轨中部有约50宽的除尘口。

滑轨两端铣出斜肩无锐棱。

两扇门之间采用了滑轮及钢丝绳同步结构，并可通过调整钢丝绳的松紧,保证两扇门的同步和对中。

钢丝绳须有足够强度，不易拉断。

门锁须同时采用三角锁及专用锁（配专用钥匙），在专用锁开启状态下，在门内外都可以用三角钥匙开启车门；在专用锁锁闭状态下，在车门两侧都无法用三角钥匙开启车门。

门锁距离地板布面高度1650mm±50。

拉门设计时需考虑开启状态下，净通过宽度不得小于750mm；关闭状态下保证门两侧与车体有一定的搭接量，见图3。

门对接处及门板两侧采用EPDM胶条密封，保证门的良好密封性，见图4。

门上下采用密封毛刷条密封，在门关闭后，周边不漏光。

图2 手动外端拉门门头、门下口视图：图4 手动外端拉门关闭时侧面节点门机构最高点高度不高于2050mm(该尺寸视通过台平顶高度可向上作适当调整)，机构安装后距端墙内表面的厚度尺寸≤100mm（含安装板8mm厚度）；门扇净开度≥750。

拉门安装：外端墙内墙板面设有8x120x2286的安装钢板，门机构通过上导轨用螺栓固定在安装钢板上，下导轨用木螺钉固定在地板上；通过调整安装钢板与上导轨之间的垫片，保证上导轨与下导轨的平行度及上导轨的直线度，使门扇处于垂直状态，从而保证拉门的正常使用。

拉门罩板设计：拉门的门机构安装后，其外部需设可打开式罩板，罩板设计需考虑罩板打开后能够方便检修和维护拉门机构，同时考虑与平顶板的安装关系，罩板的造型与周边其它设备造型的协调一致性，罩板长度以至少要罩住结构为原则。

这里所要强调的是，在后面介绍的其它拉门中，罩板设计的基本原则是一致的。

8.2电动单开外端拉门电动单开外端拉门通常应用于25G型、25T型标准配置的餐车上。

电动拉门的最大特点是:门体由DC110V电机的驱动带动丝杆而横向移动。

可实现旅客触摸开门，自动延时关门。

基本结构:拉门由门板、驱动机构、门控装置、门锁机构、下导轨、密封装置等组成。

门洞尺寸882x1915（渡板面起）；门为单扇门，门板尺寸32x910x1917；门扇净开度750，见图5。

图5 电动外端拉门主视图、侧视图门板采用铝合金型材拼装结构，门玻璃采用矩形双层中空钢化玻璃，下部采用蜂窝中空粘接形式进行隔热；机构最高点高度不高于2150mm；机构外设有可打开式门头罩板。

驱动机构承受门板的所有垂直重量，驱动门的开关动作并保证在开门和关门过程中门板与车体端壁平行, 驱动机构与门体分离用螺钉紧固件连接,以便于检修。

门控装置与驱动机构集成一体。

门控装置和驱动机构的工作电压为DC110V，波动范围：DC77V～DC137.5V。

门锁功能――门板内外上部设有三角钥匙安全锁（含行程开关）,门板内外侧均可操作此锁。

在门全开或全关时，锁闭安全锁，门系统断电，同时，实现门的机械锁闭。

下导轨――下部隐藏式导轨实现门板的下部导向和定位作用,导轨与门下滑槽之间隙应适当,以免门拉动过程中出现晃动现象和噪音。

密封装置――当门板处在安全关闭状态时，密封装置应能保证电动内端拉门无可视缝隙。

前门框及门扇后缘密封条均采用密实橡胶条，门扇下部客室侧安装密封毛刷条，见图6。