转辙机与道岔
在车站上,铺设有许多条线路时,线路之间用道岔联结。列车在车站内运行的路径,叫做进路。进路由道岔位置决定。道岔的转换和锁闭,是直接关系行车安全的关键设备。道岔由多种类型的转辙机转换。转辙机是重要的信号基础设备,它对于保证行车安全,提高运输效率,改善行车人员的劳动强度,起着非常重要的作用。
第一节 转辙机概述
转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置和各类杆件、安装装置,它们共同完成道岔的转换和锁闭。
一、转辙机的作用
转辙机的作用是:
1.转换道岔的位置,根据需要转换至定位或反位;
2.道岔转至所需位置而且密贴后,实现锁闭,防止外力转换道岔;
3.正确地反映道岔的实际位置,道岔的尖轨密贴于基本轨后,给出相应的
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示;
4.道岔被挤或因故处于“四开”(两侧尖轨均不密贴)位置时,及时给出报警及表示。
二、对转辙机的基本要求
对转辙机的基本要求是:
1.作为转换装置,应具有足够大的拉力,以带动尖轨作直线往返运动;当尖轨受阻不能运动到底时,应随时通过操纵使尖轨回复原位。
2.作为锁闭装置,当尖轨和基本轨不密贴时,不应进行锁闭;一旦锁闭,应保证不致因车通过道岔时的震动而错误解锁。
3.作为监督装置,应能正确地反映道岔的状态。
4.道岔被挤后,在未修复前不应再使道岔转换。
三、转辙机的分类
1.按动作能源和传动方式分类,转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。
电动转辙机由电动机提供动力,采用机械传动的方式。电动液压转辙机简称电液转辙机,由电动机提供动力,采用液力传动的方式。ZY(J)系列转辙机即为电液转辙机。
电空转辙机由压缩空气作为动力,由电磁换向阀控制。ZK系列转辙机即为电空转辙机。
2.按供电电源种类,转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机。
直流转辙机采用直流电动机,工作电源是直流电。ZD6系列电动转辙机就是直流转辙机,由直流220V供电。ZY系列电液转辙机也是直流转辙机,亦由直流220V供电。电空转辙机则由24V直流电供电。直流电动机的缺点是,由于存在换向器和电刷,易损坏,故障率较高。
交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源,由三相异步电动机或单相异步电动机(现大多采用三相异步电动机)作为动力。交流转辙机采用感应式交流电动机,不存在换向器和电刷,因此故障率低,而且单芯电缆控制距离远。
3.按锁闭道岔的方式,转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机。
内锁闭转辙机依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔尖轨,是间接锁闭的方式。ZD6系列等大多数转辙机均采用内锁闭方式。内锁闭方式,锁闭可靠程度较差,列车对转辙机的冲击大。
外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置,但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔,将密贴尖轨直接锁于基本轨,斥离尖轨锁于固定位置,是直接锁闭的方式。外锁闭方式锁闭可靠,列车对转辙机几乎无冲击。
4.按是否可挤,转辙机分为可挤型转辙机和不可挤型转辙机。
可挤型转辙机内设挤岔保护(挤切或挤脱)装置,道岔被挤时,动作杆解锁,保护了整机。不可挤型转辙机内不设挤岔保护装置,道岔被挤时,挤坏动作杆与整机连接结构,应整机更换。电动转辙机和电液转辙机都有可挤型和不可挤型。
此外,各种转辙机还有不同转换力和动程的区别。
第二节 ZD6系列电动转辙机
ZD6系列电动转辙机是我国铁路使用最广泛的电动转辙机。
ZD6-A型是ZD6系列转辙机的基本型,其它型号ZD6型转辙机都是以ZD6-A型为基础改进、完善而发展起来的。我们以ZD6-A型转辙机为重点进行介绍。
一、ZD6-A型转辙机
1.ZD6-A型电动转辙机结构
ZD6-A型电动转辙机主要由电动机、减速器、摩擦联结器、主轴、动作杆、表示杆、移位接触器、外壳等组成,如图5-2-1所示。
图5-2-1 ZD6-A型电动转辙机结构 图5-2-2 电动机内部接线
电动机为电动转辙机提供动力,采用直流串激电动机。
减速器用来降低转速以获得足够的转矩,并完成传动。由第一级齿轮和第二级行星传动式减速器组成。两级间以输入轴联系,减速器由输出轴和主轴联系。
用弹簧和摩擦制动板,组成输出轴与主轴之间的摩擦连接,防止尖轨受阻时损坏机件。
主轴由输出轴通过起动片带动旋转,主轴上安装锁闭齿轮。
锁闭齿轮和齿条块相互动作,将转动变为平动,通过动作杆带动道岔尖轨运动,并完成锁闭作用。
动作杆和齿条块用挤切销相连,正常动作时,齿条块带动动作杆。挤岔时,挤切销折断,动作杆和齿条块分离,避免机件损坏。
表示杆由前、后表示杆及两个检查块组成。表示杆随尖轨移动,只有当尖轨密贴且锁闭后,自动开闭器的检查柱才能落入表示杆缺口,接通道岔表示电路。挤岔时,表示杆被推动,顶起检查柱,从而断开道岔表示电路。
自动开闭器由静接点、动接点、速动片、速动爪、检查柱组成,用来表示道岔尖轨所在位置。
移位接触器用来监督挤切销的受损状态,道岔被挤或挤切销折断时,断开道岔表示电路。
安全接点(遮断接点)用来保证维修安全。正常使用时,遮断接点接通,才能接通道岔动作电路。
检修
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时,断开遮断接点,以防止检修过程中转辙机转动影响维修人员作业。
壳体用来固定转辙机各部件,防护内部机件免受机械损伤和雨水、尘土侵入,提供整机安装条件。它由底壳和机盖组成。底壳是壳体的基础,也是整机安装的基础。底壳上设有特定形状的窗孔,便于整机组装和分解。机盖内侧周边有盘根槽,内镶有密封用盘根(胶垫)。
2.主要部件及作用
(1)电动机
电动机是电动转辙机的动力源。要求具有足够的功率,以获得必要的转矩和转速。电动机要有较大的启动转矩,以克服尖轨与滑床板间的静摩擦。道岔需要向定、反位转换,要求电动机能够逆转。ZD6-A型转辙机配用断续工作制直流串激可动电动机。直流电动机的正转和反转可通过改变激磁绕组(定子绕组)中或电枢(转子绕组)中的电流方向来实现。为配合四线制道岔控制电路,采用正转和反转分开定子绕组的方式,如图5-2-2所示。两个定子绕组通过公共端子分别与转子绕组串联。
直流电动机的电气
参数
转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应
如下:额定电压160V;额定电流2.0A;摩擦电流2.3~2.9A;额定转速2400r/min;额定转矩0.8826N·m;短时工作输出功率≥220VA;单定子工作电阻(20℃)(2.85±0.14)×2Ω;刷间总电阻(20℃)4.9±0.245Ω。
(2)减速器
因体积、重量的限制,转辙机所用电动机功率不可能很大,为了得到较大的转矩来带动道岔转换,必须用减速器把转速降下来。
ZD6-A型转辙机的减速器由两级组成,第一级为定轴传动外啮合齿轮,即小齿轮带动大齿轮,减速比为103∶27,第二级为渐开线内啮合行星传动式减速器,减速比为41∶1,于是总减速比为103/27×41/1=156.4。
行星传动式减速器如图5-2-3所示。内齿轮由靠摩擦联结器的摩擦作用“固定”在减速器壳内。内齿轮里装有外齿轮。外齿轮通过滚动轴承装在偏心的轴套上。偏心轴套用键固定在输入轴上。外齿轮上有八个圆孔,每个圆孔内插入一根套有滚套的滚棒。八根滚棒固定在输出轴的输出圆盘上。当外齿轮作摆式旋转时,输出轴就随着旋转。
当输入轴随第一级减速齿轮顺时针旋转时,偏心轴套也顺时针旋转,使外齿轮在内齿轮里沿内齿圈作逐齿啮合的偏心运动。当输入轴旋转一周,外齿轮也作一周偏心运动。外齿轮41个齿,内齿轮42个齿槽,两者相差一齿。因此,外齿轮作一周偏心运动时,外齿轮的齿在内齿轮里错位一齿。在正常情况下,内齿轮静止不动,迫使外齿轮在一周的偏心运动中反方向旋转一齿的角度(如图5-2-3中,外齿轮1从A进入B,齿2进入A)。当输入轴顺时针方向旋转41周,外齿轮逆时针方向旋转齿1又返回原位A),带动输出轴逆时针方向旋转一周,这样就达到了减速的目的。
图5-2-3 行星传动式减速器
外齿轮既在输入轴的作用下作偏心运动,又与内齿轮作用作旋转运动,类似于行星的运动,即既有自转又有公转,所以外齿轮称为行星齿轮,该种减速器称为行星传动式减速器。为了达到机械转动的平衡,内齿轮里有两个外齿轮,它们共同套在一个输出轴圆盘的八根滚棒上,两个外齿轮之间偏向成180°。
(3)传动装置
传动装置包括减速齿轮、输入轴、减速器、输出轴、起动片、主轴。减速齿轮、输入轴、减速器、输出轴作为减速装置已作介绍。
①起动片
起动片是介于减速器和主轴间的传动媒介。如图它联结输出轴与主轴,利用其正、反两面互相垂直成“十”字形的沟槽,在旋转时自动补偿两轴不同心的误差。它还与速动片相配合,在解锁、锁闭过程中控制自动开闭器的动作。
起动片除了起联结主轴的作用外,还对自动开闭器起控制作用。起动片的十字联接方法,使它与输出轴、主轴同步动作,因此能反映锁闭齿轮各个动作阶段(解锁、转换、锁闭)所对应的转角,用它来控制自动开闭器的动作最能满足要求。起动片上有一梯形凹槽,道岔锁闭后总会有一个速动爪占据其中。道岔解锁时,起动片一方面带动主轴转动,另一方面利用其凹槽的坡面推动速动爪上的小滚轮,使速动爪抬起,以断开表示接点。在道岔转换过程中,两个速动爪均抬起。在道岔接近锁闭阶段,起动片的凹槽正好转到应速动断开道岔电机电路的速动爪下方,与速动片配合,完成自动开闭器的速动。
②主轴
主轴主要由主轴、主轴套、轴承、止挡栓等组装而成,主轴带动锁闭齿轮,通过与齿条块配合完成转换和锁闭道岔。主轴上的止挡栓用来限制主轴的转角,使锁闭齿轮和齿条块达到规定的锁闭角,并保证每次解锁以后都能使两者保持最佳的啮合状态,使整机动作协调。
(4)转换锁闭装置
转换锁闭装置由锁闭齿轮和齿条块、动作杆组成,用来把旋转运动改变为直线运动以带动道岔尖轨位移,并最后完成内部锁闭。
①锁闭齿轮和齿条块
锁闭齿轮如图5-2-4(a)所示,共有7个齿,其中1和7是位于中间的起动小齿,在它们之间是锁闭圆弧。齿条块上有6个齿7个齿槽,如图5-2-4(b)所示。中间4个是完整的齿,两边的两个是中间有缺槽的削尖齿。缺槽是为了锁闭齿轮上的起动小齿能顺利通过而设的。
图5-2-4 锁闭齿轮和齿条块
当道岔在定位或反位,尖轨与基本轨密贴时,锁闭齿轮的圆弧正好与齿条块的削尖齿弧面重合,如图5-2-5所示。这时如果尖轨受到外力要使之移动,或列车经过道岔使齿条块受到水平作用力,这些力只能沿锁闭圆弧的半径方向传给锁闭齿轮,它不会转动,齿条块及固定在其圆孔中的动作杆也不能移动,这样就实现了对道岔的锁闭。
图5-2-5 转辙机的内锁闭
电动转辙机每转换一次,锁闭齿轮与齿条块要完成解锁、转换、锁闭三个过程。