关于s700k提速道岔的调研报告.doc
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1、关于s700k提速道岔的调研报告绪 论S700K型电动转辙机的产品代号来自德文“Sinmens-700-Kugelgewinde”,其含义为:“西门子-具有6860N(700kgf)保持力-带有滚珠丝杠”的电动转辙机。它是一种规格齐全的电动转折设备,不仅能以满足道岔尖轨 心轨的单机牵引,而且也能满足双机 多机牵引的需要。S700k型电动转辙机是由于提速的需要,引进德国技术生产的。采用了交流三相电动机,不仅从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率高 使用寿命短 维修量大的不足,饿日期而减小了控制导线截面,延长了控制距离,采用了直径32mm的滚珠丝杠作为驱动装置延长了转折机的使用
2、寿命。采用了具有簧式挤脱装置的保持连接器,并选用了不可挤型零件,从根本上解决了由于挤切削劳损造成的惯性故障。采用了多片干式可调摩擦连接器,经工厂调整加封,使用中无需再调整。青岛电务段在胶济线的管辖范围为青岛站至平陵城站,2004年开始进行电气化改造,胶济线正线上使用的大部分都是S700K道岔,通过速度快是它比较突出的优点之一,可动心轨式,5机牵引型,侧线通过速度可达120公里,定位通过速度可达160公里,高密车间所管辖胶济线其所有站内正线上都采用了S700K道岔。调研目的及方法我调研的主要目的是:通过对所学专业到青岛电务段高密车间实地学习深入了解,查阅资料,请教高级技术人员,通过以下六个方面内
3、容即:外锁闭道岔转换设备简介、分动外锁闭道岔的技术特征、S700K电动转辙机结构与动作原理、分动外锁闭道岔电路工作原理、分动外锁闭道岔转换设备故障处理、分动外锁闭道岔转换设备维护进行调研s700K提速道岔,综合运用所学知识、技能,提出合理化建议,解决生产和管理中的实际问题。调 研 内 容一 外锁闭道岔转换设备简介1、分动外锁闭道岔转换设备的原理 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。 2、分动外锁闭道
4、岔转换设备的特点(1)改变了传统的框架式结构使尖轨的整体刚性大幅度下降。(2)尖轨分动后,转换启动力小,而且一根尖轨的变形不影响另一根尖轨由此造成的反弹、抗劲等转换阻力均减少很多。(3)两根分动尖轨在外锁闭装置作用下,无论是在启动解锁。还是密贴锁闭过程中,所需的转换力均较小,避开了两根尖轨最大反弹力的叠加时刻。(4)同时承担两根尖轨弹性力的过程是在密贴尖轨解锁以后到斥离尖轨锁闭以前这一较短的时间内而此时正是电动机功率输出的最佳时刻,使电气特性与机械特性得到良好的匹配。(5)外锁闭装置一旦进入锁闭状态。车辆在过岔时,轮对对尖轨或心轨产生的侧向冲击力基本上传不到转换设备上,也即具有隔力作用,这有利
5、于延长转辙机及各类转换部件的使用寿命。 (6)当道岔密贴,外锁闭装置进入锁闭状态时由于钩锁式外锁闭的特殊结构,既提高了尖轨密贴的可靠性,也增加了对自然环境的对抗力。 (7)由于两尖轨间无连接杆,所以密贴尖轨也就很难在外力作用下与基本轨分离,对铁路运输的安全起到了可靠的保证作用。(8)由于密贴尖轨与基本轨之间由外锁固定,克服了内锁闭道岔靠杆件推力或拉力使尖轨与基本轨密贴,易造成4mm失效的较大缺陷。 由上述两种锁闭方式的道岔转换设备的特性比较可知,内锁闭道岔转换设备存在不足之处,它对列车提速运行是一较大障碍。而外锁闭道岔转换设备的许多优点正好消除了内锁闭方式的缺陷,所以在我国四大干线和其他线路大
6、量上马分动外锁闭道岔转换设备。目前分动外锁闭道岔转换设备主要运用于60kgm钢轨12号及18号提速道岔,随着列车运行速度的提高,道岔的型号即将扩大到30号道岔或更大型号的道岔。二 分动外锁闭道岔的技术特征分动外锁闭道岔的结构设计及材料的选用与内锁闭式道岔有着本质的区别,不论是工务的道岔设备还是电务的转换设备,都与内锁闭方式不同。一、工务道岔设备 l、提速道岔可分为固定辙叉(高锰钢整铸)和可动心轨辙叉单开道岔两种,岔枕采用混凝土水泥枕,使设备更加稳定可靠。2、各部钢轨均设置成l:40的轨底坡,改善了轮轨接触关系,提高了列车过岔时的稳定性。3、直股接头全部采用焊接接头,为超长无缝线路跨区间铺设提供
7、了可能。4、尖轨及心轨均采用60AT轨制造,尖轨长度为1388m。二、电务转换设备 l、电务转换设备分为S700K型电动转辙机和700H型电液转辙机两种类型。2、尖轨转换采用分动方式,设三个牵引点,以防尖轨反弹,改善工作尖轨与基本轨的密贴状态。3、可动心轨部分也设置两个牵引点。4、尖轨及可动心轨转换均设钩锁式外锁闭装置。5、各类转换杆件及外锁闭装置全部隐蔽在钢岔枕内,以满足机械化作业的要求。 三、分动外锁闭道岔转换设备的结构组成如图32一l所示。l、室内设备 (1)智能电源屏每个车站设置智能电源屏,输出三相电源,专供电动转辙机的三相电机动作。 (2)继电器组合每组道岔的尖轨及心轨分别使用一个组
8、合。每个组合内设有继电器1DOJ、2DQJ、DBJ、FBJ、DBQ、BHJ、1DOJ F、TJ及表示变压器、电阻、熔丝等。 其特点是当操作道岔时,向室外输送动作电源,单动道岔的尖轨、心轨组合同时动作,道岔转换到位后,分别构通各自的表示电路,再由各自的表示继电器接点构通该组道岔的表示电路。双动道岔则使四个组合同时动作,最终由四个表示继电器的接点构通该组道岔的表示电路。(3)分线盘分线盘主要用于室内配线及室外电缆的接口。由于该道岔为五线制电路,所以每组道岔的尖轨及心轨分别使用五个端子。 (4)控制台由于道岔室内设备的加入并未改变原电气集中道岔操纵部分的条件,所以仍有进路及单独操纵两种方式,控制台道
9、岔动作指示灯改为电流表,当电流表指针偏转时,说明道岔正在转换。 2、室外设备(1)尖轨部分的设备由S700K电动转辙机、分动外锁闭装置、安装装置以及电缆箱盒等组成。其特点为: 两根尖轨分动。 密贴尖轨由外锁闭设备锁住,斥离尖轨的位置被与其连接的外锁闭杆固定,而外锁闭杆经弯头动作杆被转辙机内部锁住。尖轨有三个牵引及锁闭点。 (2)心轨部分心轨部分的设备由S700K电动转辙机、外锁闭装置及安装装置组成。其特点为:心轨密贴由外锁闭设备保证。有两个牵引及锁闭点。 (3)电缆及箱盒室内分线盘至道岔箱盒间由电缆连接,箱盒与转辙机由多股软线连接三S700K电动转辙机结构与动作原理 由西门子信号有限公司采用引
10、进技术而生产的分动外锁闭道岔转辙设备,包括S700K滚珠丝杠式电动转辙机使用交流三相电机,滚珠丝杠,以及国外流行的接点组,结构先进,工艺精良,不但解决了长期困扰电务维修人员的电机断线、故障电流变化、接点接触不良、移位接触器跳起和挤切销折断等惯性故障,而且转辙机日常维修工作量也较少,其“长寿命,高安全,少维护,无维修”特点,为信号设备维修改革奠定了良好的基础。一、S700K滚珠丝杠式电动转辙机 l、S700K电动转辙机的分类 S700K电动转辙机是一种规格品种齐全的电动转辙设备。目前在我国上道使用的转辙机,不论是12号还是18号分动外锁闭道岔,其动作杆的动程均为220mm,但按安装位置的不同,可
11、分为左装右开和右装左开两种。安装位置的确定,是以操作人员面对尖轨或心轨时,转辙机安装在线路左侧的,称为左装;转辙机安装在线路右侧的,称为右装。当面对转辙机的安全开关锁时,动作杆由右侧伸出的,称为右开;动作杆由左侧伸出的,称为左开。 由于尖轨与心轨的开程(动程)不同,因此转辙机检测杆的检测范围也不一样。尖轨转辙机的检测杆的检测动程为160mm,心轨转辙机的检测杆的检测动程为117mm。由上述内容可知,S700K电动转辙机概括起来可分为四种:尖轨左装右开型、心轨左装右开型、尖轨右装左开型、心轨右装左开型。这四种转辙机是不能通用的,在平常施工及设备更换时务必注意这一点。 2、S700K电动转辙机的结
12、构组成 S700K电动转辙机主要有以下几部分组成,如图33一】所示。 1一检测杆;2一导向套筒;3一导向法兰;4一遮断开关;5一地脚孔;6一开关锁;7一锁闭块;8一接地螺栓;9一速动开关组;10一电缆密封装置;11指示标;12一底壳;13一动作杆罩筒;14一止挡片;15一保持联接器;16一插座;17一滚珠丝杠;18一电机;19一摩擦联结器;20一摇把齿轮;21一连杆j22一动作轩。 (1)外壳部分外壳部分主要由铸铁底壳、动作杆套筒、导向套筒、导向法兰等四部分组成。(2)动力传动机构动力传动机构主要由三相电机、摇把齿轮、摩擦联接器、滚珠丝杠、保持联接器、动作杆等六部分组成。(3)检测机构检测机构
13、主要由检测杆、叉型接头、速动开关组、锁闭块、锁舌、指示标等五部分组成。(4)安全装置 安全装置主要由开关锁、遮断开关、连杆、摇把孔挡板等四部分组成。 (5)配线接口端 配线接口端主要由电缆密封装置、接插件插座两部分组成。3、S700K电动转辙机的工作原理S 700K电动转辙机传动机构动作原理如下:电机转动一减速齿轮组转动一滚珠丝杠转动一丝杠上的螺母移动一保持联结器及动作杆移动一道岔转换一外表示杆移动一检测杆移动。s700K电动转辙机的动作大致可分为三个过程:第一为解锁过程,同时也是断开表示接点的过程;第二为转换过程;第三为锁闭过程,也是接通表示接点的过程。(1)解锁及断开表示接点过程(以图33
14、1为例)当室内操纵道岔,需使转辙机动作杆由缩进变为伸出位置时,三相电机得到均衡的交流380v电源,使电机向顺时针方向旋转,经变速齿轮组及摩擦联结器使滚珠丝杠向顺时针方向旃转从而使丝杠上的螺母向左侧运动。在运动过程中,由操纵板将锁闭块顶进,使表示接点断开,同时带动左锁舌向缩进方向运动,直至左锁舌完全缩进,完成了转辙机的解锁。 (2)转换过程当转辙机解锁后,由于三相电机在继续转动,故滚珠丝杠上的螺母继续向左运动,将带动保持联结器向左运动,由于保持联结器与动作杆是固定为一体的,使动作杆向左侧(伸出方向)运动,使外部道岔尖轨或心轨进行转换,当动作杆运动220mm时,即完成了转换过程。(3)锁闭及接通表
15、示接点的过程 当动作杆向左侧运动了220mm后,如检测杆在尖轨带动下运动了160mm,或在心轨带动下运动了117mm这时锁闭块将弹出,接通表示接点,同时右锁舌也将弹出,锁住保持联结器,使动作杆不得随意串动。 转辙机的检测杆有上下两层, 对尖轨而言,上层检测杆用于监督缩进密贴的尖轨的工作状态;下层检测杆用于监督伸出密贴的尖轨的工作状态。心轨转辙机的上层检测杆用于监督心轨缩进时的工作状态;下层检测杆用于监督心轨伸出时的工作状态。道岔转换时,由尖轨或心轨带动检测杆运动,当密贴尖轨密贴,斥离尖轨到达规定位置,上下检测杆的大小缺口对准转辙机内的锁闭块时,锁舌才能弹出,也即上下检测杆的动程必须同时达到要求
16、,否则不能实现锁闭及接通表示接点。由上述三个过程,即实现了转辙机由缩进锁闭状态变为伸出锁闭状态。同理,由伸出变为缩进锁闭时,其运动方向相反,也可分为三个过程。 4、S700K电动转辙机主要部件简介(1)三相电机三相电动机的三个绕组呈星形接法,每相引出线均为单根多股软线,其星形汇集点在安全结点座61、71、81端子上,由跨接片跨接。(2)齿轮组齿轮组由电机齿轮、中间齿轮及摩擦联结器齿轮组成。它的作用不仅仅是将电机的旋转驱动力传递到摩擦联结器上,更重要的是将电机的高速旋转降速,使旋转驱动力增大,以适应道岔转换的需要,这是转辙机的第一级降速。(3)摩擦联结器 摩擦联结器内装有三对主被金属摩擦片,分别
17、固定在外壳和滚珠丝杠上,摩擦片的端面有一压力弹簧,通过调整弹簧的压力,可以使主被摩擦片之间的摩擦结合力大小发生变化,是一种软联结结构。摩擦联结器的作用主要是将变速齿轮组变速后的旋转力,传递给滚珠丝杠。当作用于滚珠丝杠上的转换阻力大于摩擦结合力时,主被摩擦片之间相对打滑空转,起到保护三相电动机的作用。摩擦连接器的摩擦力大小虽然可以进行调整,但必须注意,厂方在转辙机出厂时已进行过摩擦力测试调整,其最大转换力为6000N,所以,现场维修人员不得随意调整摩擦力。 (4)滚珠丝杠 滚珠丝杠的结构类似于螺栓螺母。其动作原理为:当滚珠丝杠旋转一圈时,螺母变化一牙距离。它的作用一是将电机的旋转运动变为直线运动
18、,二是起到减速作用,其减速比取决于丝杠的牙距。 滚珠丝杠的制造精度较高,在日常使用及维修中,一定要注意做好丝杠的清洁、润滑工作。 (5)保持联结器保持联结器是利用弹簧的压力,将滚珠丝杠与动作杆联结在一起。当道岔的挤岔力超过弹簧压力时,动作杆滑脱,起到整机不被损坏的保护作用。但根据技术政策的规定,该道岔为不可挤型,所以保持连接器内的弹簧被取消,被改为硬联结结构。该部件的顶盖是加铅封的,维修人员不得随意打开。 (6)速动开关组 速动开关组主要是监督道岔工作状态,给出道岔定位或反位表示。当转辙机动作杆及检测杆动程不符合要求时,将不能接通表示接点。检测杆的动程可由缺口指示标检查。 在转辙机转换及锁闭时
19、,其接点通断情况如下:锁闭时,哪一侧的锁舌弹出,则这一侧所对应的上层接点接通,底层接点断开。解锁及转换时,由于两个锁舌均在缩进位置,所以这时为底层两排接点(第一、四)接通,上层两排接点(第二、三排)断开。(7)安全接点座(遮断开关) 安全接点座的作用有两点:一是需要进行内部检修或需要人工切断电路动作时,可用钥匙打开开关锁,使安全接点断开,切断动作电路,起到保护作用;二是当人工摇动道岔时,打开摇把孔挡板,同时也断开安全接点,防止在摇道岔时室内扳动道岔。二、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大致可以分为三个阶段即道岔解锁、道岔转换、道岔锁闭三个阶段。在第一及第三阶段,两尖轨是
20、分别动作的,故称为分动外锁闭,以定位向反位转换为例,说明如下。 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、二、三牵引点,外锁闭杆向反位方向运动,密贴尖轨开始解锁,斥离尖轨(反位时的密贴尖轨)在锁闭杆带动下与基本轨的开程也逐渐变小。2、道岔转换过程 (1)在第一阶段,反位尖轨(原斥离尖轨)已转换了60mm。当转辙机动作杆继续运动时,锁钩在外锁闭杆的带动下,使两片尖轨继续由定位向反位方向转换。(2)当转辙机动作杆运动达160mm时,与反位尖轨连接的锁钩开始被挤出,反位开始锁闭,定位尖轨也运动了100mm。3、道岔锁闭过程(1)当反位尖轨密贴后,由于电动转辙机
21、动作杆还在继续向反位方向运动,反位已经由反位侧的锁钩滑出,反位锁闭量的长度在逐渐加大,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。(2)当转辙机动作杆运动达到220mm时,外锁闭杆不再向反位方向运动,反位尖轨由于外锁闭杆及锁闭铁的作用,使反位锁钩固定在不变的位置,即实现了锁闭。这时定位尖轨也被斥离到与基本轨开程为160mm的位置,定位锁钩处于锁闭杆的定位侧槽内,由于转辙机具有内锁功能,能使锁闭杆处于不动位置。对道岔斥离尖轨也实锁闭。(二)可动心轨部分的结构与工作原理 分动外锁闭道岔的含义主要是针对尖轨部分的可动心轨部分不存在分动的概念。对于可动心轨部分的转换设备主要采用S700K电动转
22、辙机,且安装装置与外锁闭装置与尖轨部分不尽相同。四 分动外锁闭道岔电路工作原理分动外锁闭道岔电路主要分为三个部分,即道岔室内控制电路、道岔动作电路和道岔表示电路。电路制式为五线制电路,室内外联系线路由5根电缆芯线组成,分别命名为X1至X5各线的作用如下: l、XI线:定反位动作、表示共用线。2、X2线:反位向定位动作及定位表示线。3、X3线:定位向反位动作及反位表示线。4、X4线:定位向反位动作及定位表示线。5、X5线:反位向定位动作及反位表示线。 由上述内容可知,不但道岔向某一个方向动作需使用三根线路,而且任一位置的表示电路也占用三根线路,这是五线制电路的最大特点。分动外锁闭道岔电源系统及断
23、相保护 分动外锁闭道岔转换设备的动作电源采用三相交流380V独立电源,由三相交流电源屏供电。道岔表示电源及24V交、直流电源均采用原电源屏所供的电源。为了保护当三相电源缺相或三相负载断相时,三相电机不被损坏,在道岔动作电路中,设计了断相保护电路,由断相保护器DBQ及断相保护继电器BHJ来实现。 l、三相电源屏的主要技术性能指标 (1)输入电源:两路三相交流电源,380V50HZ (2)输出电源:三相交流电源。380V50HZ (3)输出功率: 5kVA, lOkvA。 (4)两路输入电源自动或手动转换的断电时间:小于015So (5)两路输入电源均设有断相监测,当输入电源缺相时,能自动切换至副
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