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        ZD6轉(zhuǎn)轍機雙機牽引單開道岔問題的探討

        2014-05-08 09:07:46居蔭忠
        鐵路通信信號工程技術(shù) 2014年2期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)轍機雙機牽引力

        居蔭忠

        (天津鐵路信號有限責(zé)任公司,天津 300300)

        1 概述

        ZD6系列轉(zhuǎn)轍機中的E型機和J型機通常作為雙機牽引50、60 kg/m等型號固定轍叉普通單開道岔使用,用于牽引道岔的第一和第二牽引點,以牽引60 kg/m AT-12號道岔使用較多。根據(jù)用戶反映,在雙機牽引單開道岔使用中,出現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機接點反彈斷表示現(xiàn)象,即道岔轉(zhuǎn)換到位,轉(zhuǎn)轍機在自動開閉器切斷電源后,新表示剛接通動接點回轉(zhuǎn)表示又?jǐn)嚅_,影響行車。本文對此問題產(chǎn)生的緣由進行分析,探討解決方案。

        2 問題分析

        2.1 轉(zhuǎn)轍機牽引力分析

        最初ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機為單機配合轉(zhuǎn)換鎖閉器牽引單開道岔使用,設(shè)計牽引力較大,后來改為與J型機配套雙機牽引單開道岔。ZD6-E型和ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機設(shè)計額定轉(zhuǎn)換力為5 880 N,兩種型號轉(zhuǎn)轍機使用相同的減速器和電機,設(shè)計的減速器減速比較大為403:1,使其能夠轉(zhuǎn)換輸出足夠的牽引力。ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機的鎖閉齒輪分度圓直徑為80 mm,ZD6-J型機的鎖閉齒輪分度圓直徑為70 mm,在額定轉(zhuǎn)換力同是5 880 N時,ZD6-E型機需要電機輸出扭矩和輸出功率要比ZD6-J型機大10%左右,因此,設(shè)計電機的參數(shù)指標(biāo)是按照滿足ZD6-E型機電氣特性指標(biāo)要求,即滿足ZD6-E型機單機額定轉(zhuǎn)換力5 880 N,工作電流≤2 A。ZD6-J型機鎖閉齒輪分度圓直徑相對小,相同工作電流時,J型機要比E型機的牽引力更大。

        2.2 道岔負(fù)載分析

        經(jīng)現(xiàn)場對接點反彈的轉(zhuǎn)轍機進行測試,雙機牽引時轉(zhuǎn)轍機動作電流一般只有0.6~0.5 A,最小動作電流0.45 A,最大動作電流0.9 A,第二牽引點ZD6-J型機的動作電流普遍較小,動作電流小表明道岔負(fù)載輕。對轉(zhuǎn)轍機牽引負(fù)載進行測試,ZD6-J型機負(fù)載為1 000 N時,動作電流為0.6 A,負(fù)載1 500 N時,動作電流0.75 A;ZD6-E型機負(fù)載為2 000 N時,最大動作電流0.95 A。根據(jù)測試,第一牽引點道岔負(fù)載阻力不大于2 000 N,第二牽引點道岔負(fù)載阻力不大于1 500 N。

        2.3 轉(zhuǎn)轍機牽引力與道岔負(fù)載對接點反彈的影響

        ZD6系列轉(zhuǎn)轍機采用的直流電機具有軟特性,即電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)距能夠隨負(fù)荷輕重自動進行調(diào)整變化。當(dāng)電機負(fù)載加重時,電樞轉(zhuǎn)速降低,反電動勢減小,電樞電流和激磁磁場一起增加,轉(zhuǎn)矩加大,電機以低速運轉(zhuǎn);當(dāng)電機負(fù)載減輕時,電樞轉(zhuǎn)速加快,反電動勢增大,電樞電流和激磁磁場一起減少,轉(zhuǎn)矩減小,電機高速運轉(zhuǎn)。

        ZD6-E、ZD6-J型機是大牽引力轉(zhuǎn)轍機。由于道岔負(fù)載輕,轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換動作電流小,電機負(fù)載小轉(zhuǎn)速會升高動量增大,電機和傳動系統(tǒng)的慣性能量大,在使用中如果減速器摩擦連接器調(diào)整過緊使摩擦電流升高,摩擦帶夾板對減速器內(nèi)齒輪固定力增大,轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)換到位電機斷電后,電機和傳動系統(tǒng)的巨大慣性能量不能由摩擦連接器的摩擦轉(zhuǎn)動而吸收釋放,在主軸上的止擋拴碰撞底殼上的止擋樁后,剩余能量使主軸傳動系統(tǒng)向相反的方向往回轉(zhuǎn)動,電機轉(zhuǎn)速越高,反轉(zhuǎn)力越大,主軸回轉(zhuǎn)解鎖,使接通的表示電路又?jǐn)嚅_,造成接點反彈斷表示故障。

        3 解決方案探討

        針對轉(zhuǎn)轍機牽引力相對較大,所牽引單開道岔負(fù)載阻力較小,產(chǎn)生接點反彈問題,從改進轉(zhuǎn)轍機牽引力方面進行研究,探討解決方案。

        3.1 減小轉(zhuǎn)轍機牽引力指標(biāo)

        根據(jù)《道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝技術(shù)條件(暫行)》(運基信號[2010]386號)中8.4規(guī)定:兩點及三點牽引內(nèi)鎖閉單開道岔轉(zhuǎn)轍機額定牽引力應(yīng)為2 500 N和4 500 N兩種。即第一牽引點可使用2 500 N牽引力轉(zhuǎn)轍機,第二牽引點和第三牽引點使用4 500 N牽引力轉(zhuǎn)轍機型。與ZD6的E型和J型雙機牽引相同型號單開道岔的ZD9系列轉(zhuǎn)轍機使用的雙機ZD9-C型機和ZD9-D型機,額定牽引力分別為2 500 N和4 500 N,這種配置已實際應(yīng)用,比較成熟可行,用于雙機牽引60 kg/m AT-12號固定轍叉單開道岔牽引力滿足要求。因此,ZD6用于雙機牽引普通單開道岔的轉(zhuǎn)轍機可相應(yīng)減小額定牽引力設(shè)計指標(biāo)與道岔負(fù)載相匹配。

        單開道岔尖軌為彈性可彎的,轉(zhuǎn)轍機牽引力過大,一旦在兩牽引點之間有異物夾在尖軌與基本軌中,有可能造成尖軌彎曲變形兩端密貼而中間出現(xiàn)過大間隙威脅行車,轉(zhuǎn)轍機牽引力減小可防止尖軌彎曲變形現(xiàn)象。

        3.2 降低牽引力方案

        在現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,減小減速器減速比可降低轉(zhuǎn)轍機額定牽引力?,F(xiàn)ZD6-E型機和ZD6-J型機所使用減速器的第一級齒輪減速比為118:12,第二級行星齒輪減速比41:1,總減速比403:1。將減速器第一級齒輪減速比改為114:16,第二級減速比不變?nèi)允?1:1,總減速比為292:1,即與ZD6-F型機減速器的減速比相同,ZD6-F型機是ZD6系列轉(zhuǎn)轍機中的成熟產(chǎn)品,額定牽引力為4 500 N,使用此種減速比的減速器可保證第二牽引點轉(zhuǎn)轍機額定牽引力指標(biāo)達到4 500 N。為保證道岔轉(zhuǎn)換的同步性,第一牽引點轉(zhuǎn)轍機也采用相同減速比的減速器,即與ZD6-K型機配置相同,ZD6-K型機額定牽引力3 500 N,實際牽引力大于3 500 N。

        在牽引同型號道岔負(fù)載力不變的情況下,轉(zhuǎn)轍機減速器減速比值減小后,相對電機負(fù)載加大了轉(zhuǎn)矩增大,動作電流會增大。根據(jù)直流電機特性,相應(yīng)電機轉(zhuǎn)速將降低,電機與系統(tǒng)慣性動量會減小,反彈幾率將減小。

        4 測試分析

        4.1 試驗測試

        用ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機和ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機分別組裝減速比403:1和減速比292:1兩種減速器,進行對比試驗測試,其中將摩擦(故障)電流調(diào)整在2.0~2.5 A范圍內(nèi)。ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機和ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機試驗測試結(jié)果如表1、2所示。

        4.2 測試結(jié)果分析

        1)裝配減速比292:1減速器的ZD6-J型機牽引負(fù)載4 500 N時,動作電流、轉(zhuǎn)換時間指標(biāo)滿足要求;

        2)裝配減速比292:1減速器的ZD6-E型機牽引負(fù)載4 500 N時,動作電流近2 A,牽引負(fù)載4 000 N時動作電流、轉(zhuǎn)換時間指標(biāo)滿足要求,牽引負(fù)載遠(yuǎn)大于2 500 N,滿足使用,可靠性高。

        3)根據(jù)測試數(shù)據(jù)比較,在相同負(fù)載條件下,裝配減速比292:1減速器的轉(zhuǎn)轍機比裝配減速比403:1減速器的轉(zhuǎn)轍機動作電流增大0.15~0.45 A,相應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速每分鐘降低1 000轉(zhuǎn),電機轉(zhuǎn)速降低,轉(zhuǎn)動慣量減小。

        通過試驗測試得出:采用減速比292:1減速器配置的轉(zhuǎn)轍機,在動程不變時,可保證第一點轉(zhuǎn)轍機牽引力4 000 N,保證第二點轉(zhuǎn)轍機牽引力4 500 N,轉(zhuǎn)換時間相對減短,滿足使用要求。

        表1 ZD6-J型機測試比較

        表2 ZD6-E型機測試比較

        5 結(jié)語

        本文探討了在滿足使用要求條件下,合理設(shè)計ZD6雙機牽引60 kg/m-12號固定轍叉單開道岔轉(zhuǎn)轍機的額定牽引力指標(biāo),提出探討建議:可增加ZD6系列不同轉(zhuǎn)換力配置的轉(zhuǎn)轍機機型,采用合適的減速器,使轉(zhuǎn)轍機牽引力與道岔負(fù)載相匹配,避免能量過剩較大,減小電機和系統(tǒng)慣性動量,可以解決接點反彈斷表示問題,保證行車安全。

        [1]運基信號[2010]386號 道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝技術(shù)條件(暫行)[S].

        [2] TB/T1477-2005 ZD6系列電動轉(zhuǎn)轍機[S].

        [3]徐文虎.ZD6轉(zhuǎn)轍機接點反彈問題的分析與處理[J].鐵路通信信號工程技術(shù),2013,10(2):88-90.

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