ZYJ7电动液压转辙机独立操纵控制设计.doc

论文题目 ZYJ7电动液压转辙机独立操纵控制设计姓 名 学 院 湖南铁路科技职业技术学院专 业 铁道通信信号专业指导教师 备 注2013 年 5 月 31 日ZYJ7电动液压转辙机独立操纵控制设计作者姓名： 指导教师： 单位名称： 信息技术系专业名称： 铁道通信信号专业湖南铁路科技职业技术学院2013年 5 月湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）任务书课 题：ZYJ7电动液压转辙机独立操纵控制设计编 号： 专 业： 铁道通信信号 班 级： 信号310-3班 学生姓名： 指导单位： 指导教师： 设计（论文）任务与要求：设计任务： 1.组员对ZYJ7型电液分动外锁闭道岔的结构及组成进行简单图片阐述；2.组员对ZYJ7型电液转辙机机械动作原理进行简单文字阐述；3.组员对ZYJ7型电液转辙机液压与电路原理进行简单分析说明；4.组员对ZYJ7型电液转辙机的独立操纵控制进行设计；5.组员对ZYJ7独立操纵模拟转换电路设计进行说明；6.组员针对ZYJ7电动液压转辙机的独立操纵控制制定施工方案；7.组员总结ZYJ7电动液压转辙机的独立操纵控制设计，绘制相应图表。设计要求：设计（论文）依据的原始资料： 设计（论文）文件的组成及要求：组成：1.ZYJ7型电液转辙机结构与原理文字说明；2.模拟转换电路设计说明；3.图表绘制与设计；4.施工方案；5.ZYJ7型电液转辙机控制电路原理图；6.ZYJ7提速道岔转辙机内部配线；7.ZYJ7提速道岔组合侧面端子配线表；8.ZYJ7提速道岔模拟操作平面盘图；9.ZYJ7提速道岔模拟电源图。要求： 1.对ZYJ7型电液转辙机的独立操纵控制设计需符合故障-安全原则；2.使ZYJ7型电液转辙机既可以独立操纵，又可以倒接联锁控制设备使用；3.对联锁控制方式与独立操纵方式作比较；4.对各类图纸与表格要进行详细审核；5.对ZYJ7型电液转辙机的独立操纵控制设计遇到的困难与难点进行解决。参考文献1 广州铁路（集团）公司. 铁路信号技术与应用，广州：中国铁道出版社，2012年；2 王永信. 车站信号自动控制，北京：中国铁道出版社，2011年；3 阮振铎. 铁路信号设计与施工，北京：中国铁道出版社，2012年；3 林瑜筠. 铁路信号基础，北京：中国铁道出版社，2011年 ；4 林瑜筠. 铁路信号电源，北京：中国铁道出版社，2010年 ；5 广州市地下铁道总公司. 信号检修工，广州：中国劳动社会保障出版社,2010年。任务下达时间：2012年11月20号毕业设计开始与完成任务时间： 2012年11月20号至2013年5月31号 系部专业教学指导委员会： 系部主任审批意见： 签字 年 月 日ZYJ7电动液压转辙机独立操纵控制设计摘 要本次毕业设计的主要目的是：阐述ZYJ7提速道岔的工作原理及其结构，分析对ZYJ7型电动液压转辙机独立操纵控制设计，采用最优的方案，不改动原本提速道岔内部定型组合配线，只改动原本道岔的驱动控制电路，使转辙机既可以独立操纵，又可以倒接联锁控制设备进行道岔转换，以防止任何一方出现故障，道岔而不能操作到相应的位置，符合故障导向安全原则；同时也方便日常的检修维护与教学试验。关键词：ZYJ7电动液压转辙机 故障安全 电路 独立操纵目录前 言1第一章 ZYJ7电液转辙机的结构与原理21.1 ZYJ7型电液分动外锁闭道岔的结构及组成21.2 ZYJ7型电液转辙机机械动作原理51.2.1分动外锁闭道岔转换设备51.2.2分动外锁闭道岔尖轨部分转换及锁闭工作原理61.3 ZYJ7型电液转辙机液压原理61.4 ZYJ7型电液转辙机电路原理71.4.1动作电路原理71.4.2表示电路原理101.5道岔启动电路的技术要求10第二章模拟转换电路设计122.1模拟控制道岔启动电路122.1.1模拟道岔启动电路设计的技术要求122.1.2模拟道岔启动电路设计方案一122.1.3模拟道岔启动电路设计方案二142.2模拟控制道岔表示电路152.2.1模拟道岔表示电路设计的技术要求152.2.2模拟道岔表示电路设计方案15第三章 图表绘制与设计173.1室内部分组合内部定型配线173.2室外部分转辙机内部定型配线173.3组合侧面端子配线183.4模拟操作平面盘设计183.5模拟电源设计18第四章 施工方案194.1施工组织194.2施工计划194.3施工技术资料204.4 施工建设概预算表204.5施工时间进度表及人员安排表204.6施工所需常用工具表214.7施工安全及技术措施21第五章 总结224.1本人所完成的工作224.2不足之处23第六章 致谢和参考文献24致谢24参考文献24前 言铁路信号设备是组织和指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传递控制、状态信息，改善行车人员劳动条件的关键设备，是铁路上主要技术装备之一。道岔及转换系统是轨道交通必不可少的基础设备，它又是线路上的薄弱环节，需要专业技术和设施来保障列车安全的通过。提速道岔就是为了提高列车运行速度而装设的道岔。而ZY系列电动液压转换系统则是我国专家及广大科技人员多年来在吸收国外先进技术基础上，结合我国铁路运输及线路状况实际需要而研发比较成功的一套道岔转换系统。本系统目前已是我国提速、高速铁路道岔转换系统标准制式之一。ZY系列电动液压转辙机及其配套的安装装置与外锁闭装置系统，能转换、锁闭国内现有各种规格、型号的内、外锁闭道岔，并能正确反映尖轨及可动心轨辙叉的位置和状态。ZYJ7型电动液压转辙机及其配套的SH6型转换锁闭器，是为满足我国提速线路需要而研制的新型道岔转换设备，能转换、锁闭国内现有各种规格型号的内、外锁闭道岔，是我国用于提速道岔转换的设备之一。ZYJ7型电动液压转辙机采用三相交流电动机，液压传动，机械转换和锁闭，也广泛使用在普速正线上。但是道岔控制方式过于单一，若计算机联锁出故障，道岔却不能操作到相应的位置而影响列车正常运行和道岔检修。于是对ZYJ7电动液压转辙机驱动电路进行了模拟操纵设计，设计思路是通过在模拟操作平面盘上按压按钮来进行道岔转换，使道岔转换至规定位置。在各个环节上采取安全措施，从整体上来实现故障导向安全原则，从而使电路达到高安全、高可靠的基本要求。第一章 ZYJ7电液转辙机的结构与原理1.1 ZYJ7型电液分动外锁闭道岔的结构及组成ZYJ7型电液分动外锁闭道岔的结构及组成如图1-1-1至图1-1-6所示。ZYJ7型电液转辙机液压系统由油泵、溢流阀、单向阀、油管、油缸、油池、启动油缸、流量调节阀等组成。外锁闭装置主要由动作杆、长表示杆、短表示杆、基础托板、锁闭杆、锁钩、锁闭框、尖轨连接铁、连接铁等部件构成。图1-1-1 ZYJ7转辙机内部图图1-1-2 SH6转换锁闭器内部结构图图1-1-3 ZYJ7液压道岔图图1-1-4 外锁闭装置杆件图 图1-1-5 外锁闭装置局部图（一）图1-1-6 外锁闭装置局部图（二）1.2 ZYJ7型电液转辙机机械动作原理ZYJ7型电液转辙机使用380V交流电源作为动力，驱动三相电动机，将电能变为旋转形动能，通过联轴器带动油泵输出高压油，送入油缸。将压力能转换为机械动能，由于活塞杆固定不动，所以使油缸作平行运动，带动动作及表示装置工作，实现道岔的转换和锁闭，并反映道岔的状态。1.2.1分动外锁闭道岔转换设备 当道岔由转辙机带动至某个特定位置后，通过本身所依附的锁闭装置，直接把尖轨与基本轨或心轨与翼轨密贴夹紧并固定，称为道岔的外锁闭。由于外锁闭道岔的两根尖轨之间没有连接杆，在道岔转换过程中，两根尖轨是分别动作的，所以称为分动外锁闭道岔。1.2.2分动外锁闭道岔尖轨部分转换及锁闭工作原理 尖轨部分转换及锁闭工作的过程可分为三个阶段，即道岔解锁、道岔转换、道岔锁闭。在第一及第三阶段，两尖轨是分别动作的，故称为分动外锁闭，以定位向反位转换为例说明。（1） 道岔解锁过程当室内操纵道岔或人工摇动使转辙机动作杆运动时，经由动作杆带动第一牵引点外锁闭杆向反位方向运动，同时由第一牵引点向第二牵引点送出高压油，使第二牵引点的转换锁闭器动作杆运动，第二牵引点外锁闭杆也向反位方向运动，这时密贴尖轨开始解锁，两个牵引点锁闭量的长度逐渐缩小，同时斥离尖轨在锁闭杆及锁钩的带动下与基本轨的开程也逐渐变小。当密贴尖轨处锁钩完全落下时，这时两片尖轨均处于解锁状态，原密贴尖轨还在原位基本未动。（2）道岔转换过程在第一阶段，反位斥离尖轨已转换，当转辙机动作杆继续运动时，将分别由两侧的锁钩在锁闭杆的带动下，使两片尖轨继续由定位向反位方向转换。当原斥离尖轨与基本轨基本密贴时，反位开始进入锁闭。（3）道岔锁闭过程当反位尖轨基本密贴后，由于转辙机动作杆还在继续向反位方向运动，这时锁闭杆将反位锁钩向上顶起，同时定位尖轨也在继续向反位方向斥离，使其开程逐渐加大。当转辙机动作杆运动达到极端时，外锁闭杆不再向反位运动，反位尖轨由于外锁闭杆及锁钩和锁闭铁的作用，使反位尖轨固定在不变的位置，即实现了锁闭。这时定位尖轨也被斥离到与基本轨规定的开程位置，由于转辙机有内锁闭功能，能使锁闭杆处于不动位置，对道岔斥离尖轨也实现了锁闭。1.3 ZYJ7型电液转辙机液压原理当电动机带动油泵逆时针方向旋转时，油泵从油缸右侧腔内吸入油，油泵流出的高压油通过活塞杆空腔进入油缸左腔，使油缸左腔为高压，此时油缸向左移动；当油缸到极端停止动作时，油泵从右边的单向阀吸入油，流出的高压油经左边的滤油器和溢流阀回到油箱。若电动机带动油泵顺时针方向旋转时，油泵从油缸左侧腔内吸入油，油泵流出的高压油通过活塞杆空腔进入油缸右侧，使油缸右腔为高压，此时油缸向右移动。ZYJ7道岔液压系统原理如图1-3-1所示。图1-3-1 ZYJ7道岔液压系统原理图1.4 ZYJ7型电液转辙机电路原理1.4.1动作电路原理ZYJ7型电液转辙机控制电路原理图如图1-4-1所示,以自动开闭器一、三排接点接触为定位，由定位操到反位为例。计算机联锁单独操纵道岔时，道岔由定位往反位操纵，道岔动作电路接通公式：图1-4-1 ZYJ7型电液转辙机控制电路原理图（1）当用鼠标点击该道岔反位时，计算机联锁驱动FCJ、SFJ 1DQJ；其励磁电路是：KZDGJSFJZ1DQJ3-42DQJ141-142FCJ21-22KF。（2）1DQJ1DQJF：KZ1DQJF1-4TJ33-31（延时）1DQJ31-32KF。（3）1DQJ2DQJ转极：KZ1DQJF41-422DQJ2-1FCJ21-22KF。（4）ZYJ7电动机动作电路：A相380VRD1DBQ11-211DQJ12-11X1电动机线圈1；B相380VRD2DBQ31-411DQJF12-112DQJ111-113X4ZYJ7静接点21-11-12电动机线圈3； C相380VRD3DBQ51-611DQJF22-212DQJ121-123X3ZYJ7静接点23-13-14安全接点K1-K2电动机线圈2。动作电路要检查自动开闭器11-12、13-14与安全接点。道岔由定位往反位操纵使用的是X1、X3、X4线，工作电流小于或等于1.8 A。（5）道岔动作时由断相保护器DBQ检查三相380 V 动作电源无断相，与三相交流电动机电路完好，保护继电器工作条件满足后BHJ。（6）BHJ1DQJ自闭，电路接通公式： KZR1DQJ1-2BHJ32-31TJ33-311DQJ32-31KF；自1DQJTJ开始记录道岔动作时间： KZTJ73-62（30 S）1DQJ32-31KF。 此时，TJ延时继电器就开始记录道岔动作时间，ZYJ7动作时间为8.5 S，当道岔受阻不能到位，超过30 S时，TJ就吸起，用TJ31-33切断1DQJF励磁电路及1DQJ自闭电路，从而切断了电动机动作电源，防止电动机受损。此时由于三相交流电动机作正向旋转，带动油泵工作，利用液压原理推动动作杆，动作杆带动斥离尖轨先动作，当外锁闭杆完全解锁后，密贴后尖轨再动作，使道岔尖轨转换至极端并密贴锁闭。在液压的作用下，SH6跟随主机同步动作，主副机表示缺口正确，自动开闭器第一排动接点组迅速打入第二排静接点内，从而切断了三相交流电动机的动作电路，BHJ1DQJ1DQJF,启动控制电路复原，从而给出相应的道岔表示。 （7）续操电路：当ZYJ7主机端（A端）动作到位后，而SH6副机端（B端）未到位时，三相电动机不能断电，必须继续工作使SH6动作到位。所以ZYJ7电液转辙机主机到位后，要求主机通过第二排接点组内的21-22、23-24接点构成一条续操电路：A相380VRD1DBQ11-211DQJ12-11X1电动机线圈1； B相380VRD2DBQ31-411DQJF12-112DQJ111-113X4ZYJ7静接点21-22ZYJ7电缆盒9号端子SH6电缆盒9号端子SH6静接点11-1242SH6电缆盒6号端子ZYJ7电缆盒6号端子ZYJ7静接点4212电动机线圈3；C相380VRD3DBQ51-611DQJF22-212DQJ121-123X3ZYJ7电缆盒3号端子ZYJ7静接点23-2445-46ZYJ7电缆盒8号端子SH6电缆盒8号端子SH6静接点2313-1444SH6电缆盒3号端子ZYJ7电缆盒13号端子ZYJ7静接点4414安全接点K1-K2电动机线圈2。 当副机SH6到位后，缺口正确，自动开闭器第一排动接点迅速打入第二排静接点内，从而切断三相电动机动作电路（SH6静接点11-12和13-14断开）。 前述七个步骤是道岔由定位向反位操纵的全过程。1.4.2表示电路原理以接通定位表示为例，定位表示电路接通公式：DJZ、DJF由BD1-7的次级输出110V交流电源有两条支路。 第一条支路（继电器支路）：BD1-7的3R1-21DQJ23-212DQJ131-132DBJ4-1X4ZYJ7静接点11-12电动机线圈3-1X11DQJ11-13BD1-7的4。第二条支路（二极管支路）：BD1-7的3R1-21DQJ23-212DQJ131-1321DQJF13-112DQJ111-112X2ZYJ7静接点4333-3415-16ZYJ7电缆盒7号端子SH6电缆盒7号端子静接点4333-3415-16二极管Z电阻R静接点4635-36SH6电缆盒12号端子ZYJ7电缆盒12号端子静接点36-3525K2电动机线圈2-1X11DQJ11-13BD1-7的4。从以上两条支路可以看出室内表示继电器与室外二极管并联工作，并且表示电路检查了电动机的三个绕组。定反位表示线与极性和参考电压值是：X1-正,X2-负, X4-正： 直流22V左右 交流52V左右X1-负,X3-正, X5-负： 直流22V左右 交流52V左右1.5道岔启动电路的技术要求（1）道岔区段有车占用，或道岔区段轨道电路发生故障时，该区段内道岔不应转换，以防止挤岔或脱轨事故发生，此种锁闭作用叫做区段锁闭。（2）进路在锁闭状态时，进路上的道岔应不能再转换。这样才能保证不能随意变更已排好的进路，防止造成事故，此种锁闭作用叫做进路锁闭。（3）道岔一经启动，就应转换到底，不受车辆进入的影响，也不受车站值班员的控制。否则，在车辆进入道岔区段时，若道岔停转或受值班员控制而回转，都可能造成脱轨或挤岔事故。（4）道岔启动电路接通后，由于电路故障（如自动开闭器接点、电动机炭刷接触不良）使道岔未转动，应能自动切断启动电路，以免由于邻线列车震动等原因使故障消除后造成道岔自行转换。（5）为了便于维修试验，道岔转换途中受阻（如尖轨与基本轨的轨缝夹有道砟等）致使道岔转不到底时，应保证经值班人员操纵能使道岔转回原位。（6）道岔转换完毕后应能自动断开启动电路。第二章 模拟转换电路设计2.1模拟控制道岔启动电路2.1.1模拟道岔启动电路设计的技术要求（1）在维修转辙机或轨道电路区段发生故障时，断开双电源闸刀开关使其处于中间位置，此时就断开了道岔启动电路电源，对道岔实行单独锁闭。（2）道岔区段轨道继电器DGJ的接点来检查道岔区段是否空闲，进路是否在解锁状态。道岔区段有车或办理了经该道岔的进路，则DGJ落下，用DGJ前接点断开1DQJ的励磁电路，1DQJ就不能吸起，道岔就不会转换。（3）独立操纵道岔按钮CA，使道岔按钮继电器CAJ吸起，并同时断开了计算机联锁的电源，同时按下道岔总定位按钮ZDA或总反位按钮ZFA，使ZDJ或ZFJ吸起，模拟联锁条件电源KZ-MLS有电，接通独立操纵道岔时的启动电路，目的是只能让其中一路电源工作。（4）防止误操作按钮使DCJ和FCJ同时吸起。（5）电路中采用串联DCJ或FCJ的接点使SFJ晚于DCJ或FCJ吸起。2.1.2模拟道岔启动电路设计方案一. 此处省略.参考文献1 广州铁路（集团）公司. 铁路信号技术与应用，广州：中国铁道出版社，2012年；2 王永信. 车站信号自动控制，北京：中国铁道出版社，2011年；3 阮振铎. 铁路信号设计与施工，北京：中国铁道出版社，2012年；3 林瑜筠. 铁路信号基础，北京：中国铁道出版社，2011年 ；4 林瑜筠. 铁路信号电源，北京：中国铁道出版社，2010年 ；5 广州市地下铁道总公司. 信号检修工，广州：中国劳动社会保障出版社,2010年。湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)指导教师评阅表 专业 班级姓名： 学号： 日期： 年 月 日课题名称 评价内容评价指标评分权值评定成绩文献综述能独立查阅文献和从事其他调研；综合分析的正确性和设计、计算的正确性；论证的充分性0.10 业务水平有扎实的基础理论知识和专业知识；独立工作能力和学习能力强；能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理各类数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论0.20 论文(设计说明书、图纸)质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；验正正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号标准统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；计算及测试结果准确；工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解0.60 工作量、工作态度按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实0.10 合 计  指导教师评语      指导教师(签名)：湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)评阅教师评阅表 专业 班级姓名： 学号： 日期： 年 月 日课题名称 评价内容评价指标评分权值评定成绩文献综述查阅文献有一定广泛性；综合分析的正确性和设计、计算的正确性；论证的充分性0.10 业务水平能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理各类数据；能对课题进行分析，得出有价值的结论0.20 论文(设计说明书、图纸)质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；验正正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号标准统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解0.60 工作量、难度按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大0.10 合 计  评阅教师(签名)：湖南铁路科技职业技术学院毕业设计(论文)答辩评阅表 专业 班级学生姓名： 学号： 日期： 年 月 日项目权重优秀(100X90)良好(90X80)中等(80X70)及格(70X60)不及格(X60)评分工作量0.10能很好完成任务书规定的工作量能较好地完成任务书规定的工作量按时完成任务书规定的工作量能基本完成任务书规定的工作量没有完成任务书规定的工作量 技术水平与实际能力0.20态度严谨，技术熟练，数据准确、可靠，有较强的实际动手能力态度严谨，技能较熟练，数据比较准确可靠，有一定的实际动手能力态度较严谨，具有一定的动手能力及分析能力，实验数据基本准确可靠态度一般，动手能力、实验数据等主要方面尚符合要求马虎从事，实验数据不可靠，动手能力差 综合应用基础理论与专业知识的能力0.20能熟练地掌握和运用基本理论，设计(论文)有一些自己的独立见解能熟练地掌握和运用有关理论，能在教师指导下独立完成设计(论文)并取得成果能较好地掌握和运用有关理论，成果有一定意义掌握和运用理论比较符合要求，能力较弱，未取得什么成果基本理论模糊不清，未取得任何成果 文字表达0.10设计(论文)结构严谨，逻辑性强，论述层次清晰，语言准确，文字流畅设计(论文)结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字通顺设计(论文)结构基本合理，层次较为分明，文字通顺设计(论文)结构有不合理部分，逻辑性不强，论说基本清楚，文字尚通顺内容空乏，结构混乱，文字表达不清，错别字较多 答辩情况0.30能简明扼要、重点突出地阐述设计(论文)的主要内容，能准确流利地回答各种问题能比较流利、清楚地阐述设计(论文)的主要内容，能较恰当地回答与论文有关的问题基本能叙述出设计(论文)的主要内容，对提出的主要问题一般能回答，无原则错误能阐明自己的基本观点，对某些主要问题虽不能回答或有错误，经提示后能作补充或进行纠正不能阐明自己的基本观点，主要问题答不出或有原则错误，经提示后仍不能回答有关问题 学习态度与规范要求0.10学习态度认真，遵守纪律，设计(论文)完全符合规范化要求态度比较认真，组织纪律较好，设计(论文)达到规范化要求学习态度尚好，遵守组织纪律，设计(论文)基本达到规范化要求学习不太认真，组织纪律较差，设计(论文)勉强达到规范化要求学习马虎，纪律涣散，设计(论文)达不到规范化要求 专业答辩工作组成员(签名)： 合计 专业答辩组提问情况湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）评定书课 题：_编 号：_专 业：_班 级：_姓 名：_指导教师：_完成日期：_指导老师意见： 签字： 年 月 日专家答辩工作组意见： 签字： 年 月 日毕业设计（论文）答辩委员会意见： 主任委员签字： 年 月 日结论： 院长签章： 年 月 日附：毕业设计组成文件如下：1、说明书一本_页2、工艺文件_份_页3、图纸共_张其中 号图纸_张 号图纸_张 号图纸_张4、其他