自動門：自動平移門的機械結構

來源： 菲勒自動門 發布時間：2020-05-19

自動平移門的機械結構
從機械結構上看，自動平移門的基本組件是導軌、滑輪及傳動皮帶。由于這三個部分與自動門的運行直接有關，是自動門正常使用條件下的易損件，其結構設計、材質、加工精度、安裝和調節精度決定了其維修保養要求和使用壽命。自動平移門電氣組件的壽命主要與不當使用和偶然事故有關。稍后再述。

（1）自動平移門的導軌及滑輪結構
長期以來，自動平移門滑軌的設計完全不同于非自動平移門滑軌的設計。后者通常有兩道水平方向的平行滑軌,兩個(或四個)滑輪通過中間的連接件與懸掛的移動門體相連,移動門體的重心恰好在兩道滑軌的支撐力之間,形成穩定的"正懸掛"，這種穩定的結構可以達到很好的穩定性和靜音效果。但是，自動平移門的滑軌由于要兼顧與門框的固定、門體吊掛及調節、電氣組件的安裝和外飾蓋板的安裝等功能，所以最簡單的辦法就是將滑軌設計成單側滑道，門體在一側通過滑輪側向吊掛在滑軌上，形成側懸掛。這種設計的優點是安裝和調節門體方便、維修也容易。但是，這種設計有許多致命的弱點。第一，因為是側懸掛結構，對門體向上的支撐力都在一條線上，門體重心由于安裝精度的誤差和風力的影響，使門體不僅形成靜態側擺也產生動態側擺。為此，這種自動門門體下部的導向塊，通常稱為“止擺塊”，就使用一種軸承，軸承直徑小于門體下部導槽，使門體在兩方向擺動的條件下依然可以運行。這種側擺動產生的震動在使用效果上表現為噪音，其后果必然導致滑輪和滑軌的磨損。第二，這種側懸掛結構使導軌和滑輪處于完全的開放狀態，因此必然容易積累塵土，積塵使導軌和滑輪之間產生嚴重磨損。所以使用這種自動門必須注意保養和維護。第三，滑輪與導軌上部間隙容易使門體滑落，使用的安全性得不到保證。所以選擇這種自動門必須注意自動門的抗風壓強度。第四，這種不穩定的運行使驅動器負載不斷變化，對電氣組件的使用壽命影響極大。

這種結構設計的自動平移門的質量取決于導軌鋁合金型材的材質、精度、強度、滑輪的材質及加工精度，以及門體吊掛件的設計和加工精度是否可以有效地減少安裝誤差。因此可以解釋為什么歐洲特別是德國的同類自動門產品比較可靠。因為那里的基礎工業，特別是鋁合金加工的平均水平較高。

這種自動平移門安裝和調試的關鍵是提高精度，即導軌的平直度和水平度，門體的兩個吊掛點所形成的直線與導軌的平行度和垂直度，最大限度的減少門體的靜態側擺。在自動門投入使用后，尤其是初期，經常調節門體，修正運行產生的誤差。另外，要嚴格限制門體重量，不能超過自動門的額定負重。通常在三個月最多一年內要對自動門進行全面的清理和調整。

為了解決側擺的問題，歐洲高檔自動平移門的導軌采用了垂直雙導軌的結構設計。這種結構不僅有效地緩解了動態側擺的問題，同時也在一定程度上解決了門體安全性的問題。更重要的是，這種結構極大地減少了滑輪的動態磨損。這一點將在滑輪部分詳細論述。這種垂直雙導軌根據門體受力情況對截面曲線進行加強設計，可以使門機單扇門重量達到200公斤。

最新的自動平移門導軌采用水平雙導軌設計。使門體重心處于水平雙導軌的兩個支撐點之間，形成正懸掛。導軌開口朝下，并配以雙側密封毛刷，形成密封式導軌。避免積塵對導軌及滑輪的磨損。這種結構設計的關鍵在于如何解決導軌安裝和傳動及電氣組件的固定問題。水平雙導軌的結構在使用效果上的最大優點是靜音，因為它徹底解決了側擺的問題從而達到了運行中最大的動態穩定性。實現了一定程度的免維修承諾。

（2）導軌及滑輪的動態磨損
滑輪的動態磨損不僅指滑輪在導軌上做勻速運動條件下的磨損，而更重要的是指自動平移門短距離往返加速運動中滑輪的磨損。一般而言，滑輪在低勻速運動過程中，磨損極小，因為滾動摩擦系數比滑動摩擦系數小得多。但是自動平移門的運動特點是，在很短的時間里，從靜止狀態加速至0.4-0.7M，然后再減速直到門停止在最終位置。由于門體運行是由固定在門機上的驅動電機通過傳動齒輪帶動皮帶來實現的，其情景非常類似于汽車的急速啟動和剎車，前面或后面的滑輪會有很大的向下的壓力，因此加大了摩擦力。如果導軌上有積塵，滑輪的磨損就會更大。另外，因為自動平移門的行程是固定的，所以對滑輪的磨損部位也相對固定，長期為更換的滑輪會被磨損成三角弧形。門體在運行中形成上下跳動，產生很大噪音。這種情況如果繼續下去，鋁合金導軌就會成為波浪狀，開關們速度降低，電器部件負荷增大，直至門機徹底報廢。普通自動平移門如果安裝和維護不當，這個報廢過程可能在一年內就完成。鋁合金導軌的精度和強度較低，加上使用頻率高，會使報廢過程大幅度加快。

必須找到系統的解決方案才能徹底避免這一問題。首先必須提高鋁合金型材的質量，即保證導軌的強度、耐磨性和平直度；然后要選擇自潤滑性好的滑輪材質，因為導軌上下不能加潤滑劑，潤滑會加速灰塵的積累。高檔自動平移門的滑輪都采用特殊的尼龍滑輪，強度高、耐磨性好、自潤滑性好，同時還能有一定的減震效果。

然而，如何通過滑輪的組合結構設計從動態過程的角度提出根本性的解決方案是問題的關鍵。市場上最簡單的滑輪組合是單滑輪結構，即一個滑輪連接一個門體吊掛件，一個門體由兩個滑輪來懸掛和驅動，這種最原始當然也是最經濟的設計，完全不能解決滑輪和軌道的磨損問題；由兩個滑輪連接一個門體吊掛件，使一個門體由四個滑輪來懸掛和驅動，分散了摩擦力，提高了門體的穩定性，可以說提高了自動門的一倍使用壽命，但最多也只解決了問題的一半。在垂直懸掛垂直雙導軌的結構設計中，每一個門體吊掛件有兩個滑輪懸掛在朝上的支撐導軌上，另有兩個滑輪與朝下的導軌相接觸，使一個門體由四個滑輪來懸掛和驅動，另有四個滑輪來穩定門體，進一步分散了摩擦力，避免類似汽車啟動和剎車過程中前后輪的壓力不均，在水平和垂直兩個方向減少了門體的擺動和震動，這種結構較之側懸掛雙滑輪結構又提高了幾乎一倍的使用壽命，而且大幅度的降低了運行噪音。

在正懸掛水平雙導軌的結構設計中，每一個門體吊掛件有兩組各兩個滑輪懸掛在兩條朝上的支撐導軌上，使一個門體由八個滑輪來懸掛和驅動，進一步分散了摩擦力，這種設計使減小滑輪直徑從而減小門機體積成為可能。這一點的重要性在于可以為不同建筑提供風格不同的窄型自動平移門。

（3）齒型皮帶

為了提高傳動的機械效率，自動平移門的傳動都采用齒型皮帶。低檔自動平移門的皮帶的齒型為直角，因為齒型高度有限，當皮帶張緊后以及門機加速運行時，皮帶的齒距會產生變化因而導致皮帶磨損。低檔自動平移門的皮帶是易損件，需定期更換，否則，不僅會提高功率損耗而且會導致皮帶損壞。