ZD6轉轍機可擠脫組件結構的研究

居蔭忠

ZD6轉轍機可擠脫組件結構的研究

居蔭忠

為解決ZD6電動轉轍機擠切銷“不擠自斷”問題，研制出一種新型可擠脫組件結構，采用可擠脫滾柱取代了擠切銷，提高轉轍機可靠性。對可擠脫組件的結構、工作原理、擠脫機理進行詳細的分析和論述。

轉轍機;擠切銷;可擠脫;分析

目前的ZD6轉轍機結構是采用擠切銷聯接齒條塊與動作桿來傳遞動力完成道岔轉換的，在擠岔時通過擠斷擠切銷起到保護轉轍機的作用。隨著鐵路的發展，重軌、重型車輛的出現，車速的提高，在列車過岔時，容易對道岔產生較大的橫向沖擊力，特別是道岔調整不好時，這種沖擊力傳遞到轉轍機內的擠切銷上，慢慢發生疲勞變形，在某一次較大的沖擊下，就可能產生斷裂，即不擠自斷。為此，設計研制新型轉轍機可擠脫組件結構，利用預壓碟簧和滾柱完成擠切銷功能，提高轉轍機可靠性。

1 可擠脫組件結構

圖1為可擠脫組件結構圖。在齒條塊上與動作桿安裝孔相平行的筒槽內裝有2個碟簧組，碟簧組由碟簧、碟簧導柱、導向塊等裝配組成，調整好碟簧組預緊力后，兩端用碟簧壓母壓緊固定，導向塊斜面將滾柱壓嵌在動作桿的圓弧槽內，完成傳遞動力和擠脫保護功能。

2 工作原理

1.轉轍機正常轉換工作時，滾柱在2組碟簧預緊壓力的作用下，壓嵌在動作桿上圓弧槽內，聯接齒條塊與動作桿，使動作桿傳遞動力轉換道岔。

2.當擠岔時，動作桿受到的水平外力通過動作桿中間的圓弧槽作用于滾柱，由于齒條塊被鎖閉齒輪鎖住不動，裝于齒條塊中的滾柱套阻擋，使滾柱被擠，滾動脫離動作桿圓弧槽，滾柱沿滾柱套導槽運動作用于2個導向塊斜面，使2個導向塊向兩邊移動產生擠壓力，分別壓縮2組碟簧。當滾柱移動直至脫離動作桿上的圓弧槽后，動作桿不再受到限制，動作桿與齒條塊的相對移動，使齒條塊中的頂桿上升，移位接觸器被斷開，給出報警信號。

3 擠脫機理分析

見圖2，A點為滾柱滾動受力支點，R為動作桿A點對滾柱作用力，F為動作桿的水平力，N為垂直分力，N＇為碟簧組對滾柱的預緊壓力，F＇為滾柱套對滾柱阻擋力，α為對滾柱作用力與水平夾角。根據設計指標，轉轍機的擠脫力值為29 kN，可以計算出動作桿作用于滾柱上的垂直分力N，從而確定碟簧組的初始狀態預緊壓力N＇，滾柱在碟簧預緊壓力作用下與動作桿圓弧槽壓嵌配合。

轉轍機轉換到位后，鎖閉齒輪與齒條塊鎖閉，當滾柱受外力作用時，滾柱受齒條塊中的滾柱套阻擋，F＇等于F，水平方向不能移動，只能在垂直方向移動。

1.當外力作用于動作桿的力小于29 kN時，動作桿作用于滾柱的垂直分力小于碟簧組的預緊壓力，即N＜N＇，滾柱在動作桿圓弧槽內靜止不動。

2.當外力作用于動作桿的力大于29 kN時，動作桿作用于滾柱的垂直分力大于碟簧組的預緊壓力，即N＞N＇，滾柱開始滾動脫離動作桿圓弧槽向上運動，使碟簧被壓縮，滾柱被擠脫。

3.垂直分力、水平分力與角度α的關系。

由此分析，滾柱直徑和動作桿圓弧槽深度的設計參數將定初始角度α，直接影響碟簧組預緊壓力值。

α＜45°時，N＜F，為使滾柱在動作桿圓弧槽內保持靜止不動，所需的與水平擠脫力平衡的碟簧壓力值相對要小，設計選用碟簧小且容易保證; α＞45°時，N＞F，需要設計較大的碟簧壓力值才能與水平擠脫力保持平衡，而且很容易被擠脫。為此設計相應零件結構參數時，應使初始夾角α不大于45°為佳。

另外從關系式N/F=tgα可以得出，當α＞45°后，隨著滾柱擠脫逐漸滾動上升，動作桿A點對滾柱作用力方向也發生變化，隨著α角度不斷變大，水平分力逐漸變小，垂直分力逐漸加大，此結果在擠脫試驗測試動作桿力的變化曲線中得到驗證。由此可見，在滾柱擠脫中，打破滾柱與動作桿平衡狀態的29 kN擠脫力最大。一旦這個狀態被破壞，使滾柱上升的力將不再需要這么大，就會很容易脫離圓弧槽，直至完全擠脫。

4 可擠脫組件的優點

新型可擠脫組件設計采用滾柱擠脫結構，利用碟簧彈性力，完成轉轍機轉換功能和擠脫功能。列車正常通過道岔時，產生對轉轍機動作桿波動沖擊力都是小于29 kN，滾柱在動作桿圓弧槽內不會動作。動作桿與滾柱采用高強度、高耐磨材料，并經過熱處理，硬度較高，耐磨性好，而且是圓弧面接觸，滾動摩擦的摩擦阻力小，對零件表面的損傷小，可以經受長期波動沖擊不容易損壞，抗沖擊好。只有在擠岔時，對轉轍機產生大于29 kN的沖擊力，滾柱才會被擠脫。正常狀態滾柱不會頻繁動作，從而減少了零件的磨損，保證了力值穩定。

新型可擠脫組件用可擠脫滾柱取代了擠切銷，消除了轉轍機擠切銷“不擠自斷”隱患問題。組件可以在現有ZD6轉轍機基礎上改進應用，不改變基本結構，保持現有ZD6轉轍機外形安裝尺寸、安裝方式和安裝裝置，通用性好。

5 應用效果

將此新型可擠脫組件應用在改進的ZD6電動轉轍機上，對轉轍機整機進行了100萬次帶載荷動作試驗，通過測試結果表明，安裝此新型可擠脫組件的轉轍機轉換傳動穩定可靠，擠脫效果較好。目前，對該組件結構正在做進一步的試驗研究改進，以便盡快應用。

To solve the problem of broken without push of the dissectible pin in ZD6 electric switch machine，a new-type dissectiblemechanism is designed．A dissectible roller is applied to replace the dissectible pins，which can greatly improve the reliability of ZD6 electric switchmachine．This papermainly analyzes and explains the structure，working principle and dissectible principle of dissectiblemechanism．

Switch machine;Dissectible pin;Dissectible;Analysis

居蔭忠:天津鐵路信號有限責任公司工程師300300天津

2014-01-02

(責任編輯:溫志紅)