蘇程興，施俊明，邊衡

ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置優(yōu)化

蘇程興，施俊明，邊衡

（山西鐵路裝備制造集團(tuán)電務(wù)器材有限公司，山西 太原 030003）

隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，鐵路電務(wù)系統(tǒng)對(duì)道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備的性能要求也越來越高。ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)作為本廠自主研制的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備，在中國(guó)歷次提速改造、重載鐵路、高速線路中被大量推廣使用。對(duì)ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置的優(yōu)化，可進(jìn)一步提高其性能的穩(wěn)定性，優(yōu)化裝配工藝，更利于電液轉(zhuǎn)轍機(jī)現(xiàn)場(chǎng) 維護(hù)。

ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)；穩(wěn)定性；裝配工藝；維護(hù)

1 課題的提出

山西鐵路裝備制造集團(tuán)電務(wù)器材有限公司自行研制的ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)于1997年通過了鐵道部的技術(shù)鑒定，多年來，ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)通過不斷的技術(shù)更新，以其穩(wěn)定性高、液壓傳動(dòng)磨耗小、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量小的優(yōu)勢(shì)，備受廣大電務(wù)工作者的青睞。隨著列車由遠(yuǎn)及近駛?cè)氩韰^(qū)，道岔的振動(dòng)頻率也會(huì)越來越高，由于列車的種類和通過岔區(qū)時(shí)的速度不盡相同，通過轉(zhuǎn)換鎖閉裝置與道岔相連接的電液轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)受到不同程度的振動(dòng)。電液轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)油缸的動(dòng)作情況直接影響著信號(hào)表示，油缸防反彈裝置的設(shè)置，主要是為了有效地防止油缸由于振動(dòng)產(chǎn)生的位移，也可防止油缸腔內(nèi)的液體介質(zhì)由于溫差變化發(fā)生位移。

2 ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置優(yōu)化

2.1 結(jié)構(gòu)組成

一種電液轉(zhuǎn)轍機(jī)防反彈裝置如圖1所示，主要由底殼外部安裝的固定座組和油缸組上的定位板組成，其中，固定座組的組成如圖2所示，包含固定座、滾柱、擋鐵、矩形彈簧、壓柱軸、調(diào)整墊、壓緊螺母。

從圖中可以看出，矩形彈簧的壓力作用于滾柱上，定位板上設(shè)置的圓弧面與滾柱相互配合，形成滾動(dòng)摩擦，產(chǎn)生防止油缸發(fā)生位移的阻力。防反彈作用力的調(diào)節(jié)可根據(jù)需要來改變調(diào)整墊整體的厚度，增加調(diào)整墊的厚度將會(huì)增大彈簧的壓縮量，從而增加定位板與滾柱之間的摩擦阻力。

由于定位板的特殊設(shè)計(jì)，道岔轉(zhuǎn)換的過程中，定位板中間設(shè)置了凹槽與滾柱分離，不增加系統(tǒng)的阻力，在鎖閉道岔時(shí)，定位板設(shè)置了與滾柱相配合的過度斜面，使鎖閉更加平穩(wěn)，道岔轉(zhuǎn)換完成后，固定座組的滾柱將會(huì)定位在端部凹槽的某一特定位置，為表示系統(tǒng)提供保持力。

2.2 關(guān)鍵零件選材

電液轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)受外界環(huán)境的振動(dòng)影響，同時(shí)ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)是在高壓、封閉的環(huán)境下進(jìn)行工作，而液壓油的體積會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，在溫差較大的情況下，油缸發(fā)生位移的趨勢(shì)越明顯，所以為轉(zhuǎn)轍機(jī)表示系統(tǒng)提供一種穩(wěn)定、可靠的保持力顯得尤為重要。

圖1 一種電液轉(zhuǎn)轍機(jī)防反彈裝置

圖2 固定座組的組成

選用矩形彈簧作為壓力傳遞的主要元件，與圓形截面的彈簧相比，在同一空間的截面面積更大，吸收的能量也更多，另外矩形彈簧的特征線更接近于直線，彈簧的剛度更接近于固定常數(shù)，更利于調(diào)整墊厚度的取值。

滾柱與定位板相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生磨耗，選擇耐磨性高、綜合性能較好的GCr15鋼作為滾柱和定位板的加工材料，對(duì)GCr15鋼進(jìn)行淬火、低溫回火處理，進(jìn)一步提高其耐磨性、疲勞強(qiáng)度。

2.3 具體實(shí)施方式

電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置安裝方式如下：在油缸缸套的相應(yīng)位置安裝定位板，將油缸組組裝到轉(zhuǎn)轍機(jī)底殼內(nèi)，在轉(zhuǎn)轍機(jī)底殼上相應(yīng)位置安裝固定座，壓柱軸的卡槽內(nèi)裝入滾柱，安裝擋鐵與卡槽配合，防止?jié)L柱掉落，安裝好的滾柱能圍繞滾柱的軸線方向靈活滾動(dòng)，在壓柱軸的軸線方向安裝矩形彈簧，根據(jù)需要在彈簧的一端裝入調(diào)整墊，將組裝好的壓柱軸均勻涂抹潤(rùn)滑脂并有方向地裝入固定座，最后用壓緊螺母緊固，固定座孔口處露出的滾柱面與油缸定位板上的凹處吻合，構(gòu)成電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置。

2.4 數(shù)據(jù)檢測(cè)和分析

在未設(shè)置防止油缸發(fā)生位移的結(jié)構(gòu)時(shí)，油缸到位后發(fā)生位移需要克服的外力主要包括油缸底面、側(cè)面與底殼安裝的耐磨襯墊之間的摩擦力和動(dòng)接點(diǎn)間彈簧的拉力，現(xiàn)對(duì)ZY（J）7-C型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)單主機(jī)進(jìn)行測(cè)試，在無負(fù)載的情況下，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 無負(fù)載的情況下測(cè)得的數(shù)據(jù)

測(cè)試組油缸位移壓力/MPa解鎖壓力/MPa動(dòng)作壓力/MPa鎖閉壓力/MPa動(dòng)作時(shí)間/s 組11.671.881.721.825.98 組21.651.851.701.866.04 組31.701.921.851.905.85

相同的條件下，現(xiàn)對(duì)同一臺(tái)ZY（J）7-C型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝油缸防反彈裝置，測(cè)得數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)參數(shù)

從上述所得數(shù)據(jù)可以看出，電液轉(zhuǎn)轍機(jī)增加了油缸防反彈裝置后，油缸位移壓力、解鎖壓力、鎖閉壓力有了明顯的變化，并隨著調(diào)整墊厚度的增加呈遞增趨勢(shì)，而轉(zhuǎn)轍機(jī)的動(dòng)作壓力以及動(dòng)作時(shí)間無明顯變化。

參照電液轉(zhuǎn)轍機(jī)整機(jī)性能測(cè)試要求，轉(zhuǎn)轍機(jī)的解鎖壓力不大于4.5 MPa且與空動(dòng)壓力的差值應(yīng)大于1 MPa，根據(jù)ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)，解鎖壓力宜為3 MPa，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化型的油缸防反彈裝置加裝2 mm的調(diào)整墊后，轉(zhuǎn)轍機(jī)的解鎖壓力維持在3.0 MPa左右。

現(xiàn)對(duì)已加裝2 mm調(diào)整墊的油缸防反彈裝置進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)檢測(cè)，轉(zhuǎn)轍機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)正常，并且解鎖壓力穩(wěn)定維持在3.0 MPa左右，偏差不大于±0.2 MPa。

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)防油缸反彈裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，油缸位移壓力、解鎖壓力、鎖閉壓力變得可調(diào)，并與使用調(diào)整墊的厚度呈一定的線性關(guān)系，在生產(chǎn)制造過程中，簡(jiǎn)化了動(dòng)作桿組的加工、裝配工藝，由于測(cè)試環(huán)境與線路上的使用環(huán)境存在很大差異，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)轍機(jī)性能以實(shí)際使用情況為準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

ZY（J）7型電液轉(zhuǎn)轍機(jī)油缸防反彈裝置的優(yōu)化著眼于高可靠、穩(wěn)輸出、利維護(hù)的思想，在保證電液轉(zhuǎn)換設(shè)備通用性的前提下，與成熟的生產(chǎn)工藝相結(jié)合，不斷總結(jié)交流維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提升產(chǎn)品的質(zhì)量，為鐵路安全行車保駕護(hù)航。

［1］北京鐵路局太原電務(wù)器材廠，西安全路通號(hào)器材研究有限公司.TB/T 2673—2016 ZY系列電液轉(zhuǎn)轍機(jī)［S］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2016.

［2］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

U284.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.22.025

2095－6835（2020）22－0064－02

蘇程興（1992—），男，助理工程師，主要從事電液轉(zhuǎn)轍機(jī)研發(fā)相關(guān)工作。

〔編輯：王霞〕