楊曉剛 姚 艷

ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦聯(lián)接器的研究

楊曉剛 姚 艷

摘 要：分析了ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)鼓式摩擦系統(tǒng)不穩(wěn)定進(jìn)而影響摩擦電流大小的原因，并通過改變摩擦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，研制出了一種新型的盤式摩擦聯(lián)接器，提高了摩擦系統(tǒng)和摩擦電流的穩(wěn)定性，為摩擦系統(tǒng)的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：摩擦聯(lián)接器;摩擦電流;摩擦帶;摩擦盤

ZD6系列電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)是我國(guó)鐵路目前用量最大的轉(zhuǎn)轍機(jī)之一，在全路聯(lián)鎖道岔中裝備率達(dá)45%以上。摩擦聯(lián)接器是ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的主要組成部件，用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)和吸收轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是調(diào)整摩擦電流大小的主要機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)轍機(jī)在正常使用過程中，如果摩擦電流過大或過小，將會(huì)造成轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)內(nèi)構(gòu)件損壞或道岔轉(zhuǎn)換不到位的安全隱患。因此，為提高ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的可靠性，對(duì)其摩擦聯(lián)接器的研究尤為重要。

1 摩擦聯(lián)接器原理

摩擦聯(lián)接器安裝在ZD6電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)減速器的輸出端上，是保護(hù)電動(dòng)機(jī)和吸收轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的主要聯(lián)接裝置。目前ZD6電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)所使用的摩擦聯(lián)接器均為鼓式摩擦結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

轉(zhuǎn)轍機(jī)在正常轉(zhuǎn)換道岔過程中，依靠摩擦聯(lián)接器來消耗電動(dòng)機(jī)的慣性力，以避免內(nèi)部器件受到撞擊或毀壞;當(dāng)尖軌在轉(zhuǎn)換中途受阻不能密貼時(shí)，減速器內(nèi)齒輪1就會(huì)在摩擦夾板3內(nèi)進(jìn)行空轉(zhuǎn)，以此來消耗能量，保護(hù)電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)部分。

圖1 鼓式摩擦聯(lián)接器結(jié)構(gòu)

2 影響摩擦電流大小的原因

摩擦聯(lián)接器是調(diào)整摩擦電流大小的主要機(jī)構(gòu)。摩擦電流作為電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換道岔能力大小的量化指標(biāo)，若其值過大，將會(huì)失去摩擦聯(lián)接作用，損壞電動(dòng)機(jī)和機(jī)件;若過小，則不能正常帶動(dòng)道岔轉(zhuǎn)換，造成道岔無表示故障。即使電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)在出廠測(cè)定時(shí)摩擦電流達(dá)到規(guī)定要求，但在正常工作過程中，仍然會(huì)出現(xiàn)摩擦電流大小不穩(wěn)定的問題。

在摩擦聯(lián)接器生產(chǎn)、使用及維修過程中，總結(jié)造成摩擦電流大小不一致的因素主要有以下幾點(diǎn)。

1．外界影響。①濕度。由于電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)內(nèi)進(jìn)雨水，使摩擦帶與內(nèi)齒輪接觸面浸水或使主軸生銹等，進(jìn)而影響摩擦電流的大小。②溫度。摩擦帶、主軸膨脹系數(shù)不同，受溫度影響變化不同等，進(jìn)而影響摩擦電流的大小。

2．加工、裝配不當(dāng)。2片摩擦帶薄厚不一致;摩擦帶與減速器內(nèi)齒輪接觸面積不同;內(nèi)齒輪和夾板不同心等，均會(huì)造成摩擦帶正反阻力大小不一致、扭矩傳遞不平穩(wěn)，進(jìn)而影響摩擦電流的大小。

3．摩擦連接器自身結(jié)構(gòu)影響。2個(gè)調(diào)整螺母無法保證調(diào)整出的摩擦帶預(yù)壓力大小相等;鼓式摩擦聯(lián)接器密封效果不理想，致使摩擦帶性能參數(shù)受濕度影響而上下起伏。

3 改進(jìn)方案

重新設(shè)計(jì)摩擦聯(lián)接器的結(jié)構(gòu)，即將傳統(tǒng)的鼓式摩擦改進(jìn)為盤式摩擦，并增加相關(guān)的密封措施，如圖2所示。

圖2 盤式摩擦聯(lián)接器結(jié)構(gòu)

3.1 方案介紹

將盤式摩擦聯(lián)接器置于減速器殼體6右邊的腔體內(nèi)，通過圓周分布的壓簧1和調(diào)整螺母4來調(diào)整摩擦聯(lián)接器的預(yù)壓力。由半金屬材料和鋼片壓粘而成的摩擦盤3，通過花鍵與減速器內(nèi)齒輪7聯(lián)接，將摩擦盤3夾在中間的兩片摩擦外鋼片2通過花鍵與殼體聯(lián)接。唇形密封圈5將摩擦部件與外部環(huán)境隔開，起到密封防潮作用。

轉(zhuǎn)轍機(jī)在正常轉(zhuǎn)換過程中，通過外鋼片2與摩擦盤3之間的摩擦力消耗電機(jī)的慣性力;當(dāng)尖軌在轉(zhuǎn)換中途受阻不能密貼時(shí)，減速器內(nèi)齒輪7就會(huì)帶動(dòng)摩擦盤3，克服鋼片2與摩擦片3之間的摩擦力而空轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)部分的保護(hù)。

3.2 對(duì)比分析

1．該結(jié)構(gòu)摩擦聯(lián)接器已被廣泛應(yīng)用于汽車等行業(yè)，且ZD9轉(zhuǎn)轍機(jī)上已使用多年，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，對(duì)摩擦電流的影響較小。

2．通過調(diào)整螺母的進(jìn)退來調(diào)節(jié)壓簧的壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦片壓緊力的調(diào)整，操作比較方便。

3．摩擦部分置于減速器內(nèi)腔中，密封效果較好，不會(huì)出現(xiàn)受潮而產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩變小的現(xiàn)象。

4．如圖3所示，摩擦面積增大，摩擦盤表面分布有排屑散熱槽，受溫度影響較小，輸出轉(zhuǎn)矩較平穩(wěn)。

圖3 摩擦盤

4 結(jié)束語

初步試驗(yàn)結(jié)果表明，該盤式結(jié)構(gòu)摩擦聯(lián)接器可有效地提高摩擦系統(tǒng)和摩擦電流的穩(wěn)定性，并為摩擦系統(tǒng)的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。目前，公司對(duì)該盤式摩擦聯(lián)接器的性能正在做更進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。

［1］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB1477-83．ZD6-A165/250型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)［M］．北京：中國(guó)鐵道出版社，1983．

［2］范洪玉．ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)故障分析與預(yù)防措施［J］.上海鐵道科技，2004(4)．45 －46.

［3］王運(yùn)超．淺淡ZD6型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)摩擦電流的調(diào)整方法［J］．中國(guó)科技博覽，2011(34)：69.

［4］馮晨．ZD6型金屬摩擦帶的研究與應(yīng)用［J］．商情，2010(11)：87.

［5］李笑冰．淺析ZD(J)9新型電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)中的摩擦連接器［J］．西鐵科技，2004(2)：18 －19.

［6］聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010，1．

Abstract:The paper analyzed the reasons how unstable the drum type friction system of ZD6 electric switch machine affected the size of friction electric current，and developed a new kind of disc friction coupler by changing the structure of friction system．The stability of the friction system and friction electric current has been improved，providing a basis for follow-up study of friction system．

Key words:Friction coupler;Friction electric current;Friction belt;Friction disk

楊曉剛：西安全路通號(hào)器材研究有限公司 助理工程師 710048西安

姚 艷：陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 助教 710300 西安

2012-07-06

(責(zé)任編輯： 溫志紅)