В релейной централизации стрелочные электроприводы переводят стрелки, запирают и контролируют положение централизованных стрелок.
Согласно требованиям ПТЭ стрелочные приводы должны обеспечивать: плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу при крайних переведенных положениях стрелки; замыкание стрелки при зазоре между прижатым остряком и рамным рельсом не более 4 мм; ход остряков при переводе стрелки не менее 125 мм; при переводе стрелки отвод одного остряка от рамного рельса на расстояние 125 мм; механическое запирание остряков стрелки для исключения их отхода при проходе поезда но стрелке; контроль взреза и перевода стрелки, когда ее остряки находятся в промежуточном положении, т. е. прижатый остряк отжат от рамного рельса более чем на 4 мм; защиту от перегрузок двигателя при попадании постороннего предмета между остряком и рамным рельсом.
Стрелочные электроприводы в зависимости от вида потребляемой энергии могут быть электрические и электропневматические. В устройствах релейной централизации применяют только электрические приводы, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую для перемещения остряков стрелочного привода при переводе стрелки. Электромеханические электроприводы классифицируют по:
времени перевода: нормальнодействующие с временем перевода 2—7 с, быстродействующие — до 1 с, медленнодействующие—10 с и более;
виду замыкания: с внутренним замыканием, при котором замыкающее устройство помещено внутри привода и конструктивно соединено с переводным механизмом; с внешним замыканием, когда замыкающее устройство в виде шарнирно-упорного замыкателя установлено внутри колеи стрелочного перевода;
фиксации взреза: взрезные, наличие взрезного устройства в которых предотвращает поломку частей привода при взрезе стрелки, но нарушается управление стрелкой до ее осмотра и ручного восстановления взрезного сцепления, при этом также осуществляется контроль взреза стрелки; невзрезные, в которых отсутствуют взрезные устройства и при возникновении взреза стрелки происходит поломка частей привода и требуется его замена исправным. Невзрезные электроприводы из-за отсутствия взрезного устройства конструктивно проще, чем взрезные, и поэтому более надежны и просты в эксплуатации;
виду коммутации контрольных и рабочих цепей: контактные, в которых связь двигателя и контрольных элементов электропривода с источником питания и постовой схемой управления приводом осуществляется через контакты устройства автопереключателя, расположенные внутри привода. За счет подгорания контактов и их отказов при обледенении или индевении снижается надежность контактных электроприводов; бесконтактные стрелочные приводы, в которых применены бесконтактные автопереключатели;
типу электродвигателя: электродвигатели постоянного тока напряжением 30, 100, 160 В; переменного тока —127 и 220 В
(•ч
В стрелочных приводах применяют следующие электродвигатели:
МСП-0,15—постоянного тока, номинальной мощностью 0,15 кВт, напряжением 30, 100, 160 В; используют для нормальнодействую-щих электроприводов;
МСП-0,25 — постоянного тока, номинальной мощностью 0,25 кВт, напряжением 30, 100, 160 В; используют для быстро- и нормально-действующих электроприводов;
МСТ-0,25 — переменного тока, трехфазный, асинхронный, с ко-роткозамкнутым ротором, напряжением 127, 220 В, с номинальной мощностью 0,25 кВт;
МСТ-0,3 — переменного тока, трехфазный, асинхронный, напряжением НО и 190 В, номинальной мощностью 0,3 кВт;
МСТ-0,6 — переменного тока, трехфазный, асинхронный, напряжением 110 и 190 В, мощностью 0,6 кВт.
Невзрезной стрелочный электропривод СП-3. Стрелочный электропривод СП-3 применяют в устройствах релейной централизации промежуточных и участковых станций. Максимальное тяговое усилие, развиваемое приводом при переводе стрелки, 6000 Н, передаточное число редуктора 70.
Кинематическая схема электропривода (рис. 1.1) собрана из типовых блоков, помещенных в прямоугольный металлический кор-
пус, закрываемый крышкой и запираемый на замок. Электропривод состоит из корпуса /, электродвигателя 11, редуктора 8, совмещенного с фрикционной муфтой 9, блока автопереключателя 17, шибера 2, связанного с шиберной шестерней 16, контрольных линеек 4 и 3, обогревательного элемента 12, блокировочной заслонки с контактом 10.
Электропривод работает в режимах: нормальном перевода стрелки, когда после полного ее перевода электродвигатель автоматически выключается автопереключателем; недохода остряка стрелки на 4 мм и более при случайном препятствии между остряком и рамным рельсом, когда электродвигатель не выключается автопереключателем и продолжает работать на фрикцию, преодолевая сопротивление трения и потребляя ток на 25% больше номинального; взреза стрелки, когда происходит принудительный перевод остряков стрелки подвижным составом и электропривод выходит из строя. Электропривод осуществляет одновременный перевод остряков стрелки и замыкание шибера при полном их переводе.
Механическая передача служит для передачи вращательного движения вала электродвигателя в поступательное движение шибера. Она выполнена в виде редуктора, представляющего типовой блок, в который входят две пары шестерен, помещенных в масляную ванну для смазки трущихся частей.
При нормальном переводе стрелки вращение якоря электродвигателя передается шестерне 13 и через нее шестерне 19 (первый каскад редуктора). Шестерня 19 жестко связана с шестерней 14. Через шестерни 14 и 7 вращение передается на вал 6, шестерню 5 и зубчатое колесо 18 (третий каскад механической передачи).
Через зубчатое колесо вращение передается на главный вал 15 к шиберной шестерне 16, а через нее — к шиберу 2 и вместе с ним к рабочей тяге, идущей к острякам стрелки.
Фрикционное сцепление (рис. 1.2) предназначено для предохранения электродвигателя от перегрузки при недоходе остряков стрелки, а также для гашения кинетической энергии в конце каждого перевода стрелки.
Корпус 10 фрикционной муфты представляет собой одно целое с шестерней 12 редуктора, вместе с ней свободно крепится на валу //. Внутри корпуса расположена стальная втулка 9, которая с помощью шпонок жестко закреплена на валу //. Внутрь корпуса вложены восемь дисков: четыре стальных подвижных 7, закрепленных на шпонках 8 жестко с корпусом; четыре стальных неподвижных 6, жестко закрепленных на стальной втулке 9.
Диски на своей поверхности имеют смазочные канавки и вставлены на шпонках в корпус вперемежку (на рис. 1.2 показано по одному диску каждого типа). После дисков на ось надевают тарельчатые пружины 5 и затем на кольцо 4—втулку 10, регулировочную гайку 1 с прорезями для стопорного винта и крышку 2 Вращением гайки / сжимают тарельчатые пружины, отчего диски в корпусе прижимаются друг к другу и между ними возникает упругое сцепление трения.
При работе электродвигателя на фрикцию в случае недохода остряка стрелки вращение от электродвигателя передается шестерне 12 и корпусу 10 фрикционной муфты; вместе с корпусом вращаются четыре диска 7, которые жестко укреплены на корпусе. В случае нормального перевода стрелки, когда усилия для ее перевода требуется меньше, чем для преодоления трения между дисками, диски 7 увлекают за собой диски 6 и вместе с ними всю механическую передачу привода.
При недоходе остряка, когда усилие перевода стрелки становится выше, чем усилие для преодоления трения между дисками, вращаются только диски 7, стальные диски 6 и вся механическая передача стрелки остаются в покое.
При работе на фрикцию число оборотов электродвигателя снижается, а ток при правильной регулировке фрикции возрастает на 20—30%.
Блок автопереключателя предназначен для автоматического переключения обмоток электродвигателя, его выключения в конце каждого полного перевода стрелки и замыкания контрольных цепей положения стрелки.
Основными частями автопереключателя (рис. 1.3) являются два комплекта шестипарных контактов врубающего типа, расположенные по обе стороны главного вала; кулачки 12 и 13, несущие ча себе по три контактных ножа, врубающихся между контактными пружинами, укрепленными жестко на основании; упорные рычажки 10 и 14, приводящие в движение кулачки 12 и 13. В нижней части кулачки имеют связь с двумя контрольными линейками 11
При переводе стрелки автопереключатель работает так. Через механическую передачу приводится во вращение зубчатое колесо, свободно насаженное на главный вал 16. На ступице этого колеса имеется выступающая часть 3 с вырезом 5 и уступом 4. Этот уступ входит в вырез диска 8, жестко укрепленного на главном валу Между гранями выреза и уступа 4 имеется зазор, вследствие чего
вращение от зубчатого колеса на главный вал передается не сразу, а только при повороте колеса на угол 46°. После этого уступ 4 начинает толкать диск 8 и вместе с ним вращать главный вал.
Угол 46° определяет холостой ход привода, необходимый для разгона электродвигателя и переключения контактов автопереключателя в начале перевода стрелки. При вращении выступа 3 и его выреза 5 выталкивается ролик 6 упорного рычажка 9. Этот рычажок, поднимаясь, снимает замыкание с диска 8 и одновременно через ролик 9 поворачивает кулачок 12 автопереключателя; в то же время через ролик 15 кулачок 13 не поворачивается. Происходит переключение контактов: размыкаются внутренние контакты, через которые проходят контрольные цепи положения стрелки, и замыкаются наружные, через которые замыкаются рабочие цепи перевода стрелки. При этом размыкается контрольная цепь положения стрелки, из которого она начала переводиться,и замыкается рабочая цепь для возможности обратного перевода стрелки. Нижний крючкообразный конец кулачка 12 выходит из выреза контрольных линеек И, освобождая их для свободного движения вместе с остряками стрелки. Выталкивание ролика 6 из радиального выреза и поднятие упорного рычажка происходят раньше, чем выступ 4 начнет толкать диск 8 и вращать главный вал. На все время перевода стрелки ролики б и 7 рычажков 10 и 14 катятся по поверхности диска 8, а оба кулачка автопереключателя замыкают наружные (рабочие) контакты.
В конце полного перевода стрелки вырез диска 8 подходит к ролику 7 рычажка 14, который под действием пружины, надетой на
ось вращения кулачка 13, западает в этот вырез. Вместе с рычажком переключается влево кулачок 13 автопереключателя с рабочих контактов на контрольные. Нижний конец кулачка западает в совмещенные вырезы контрольных линеек, чем контролируется правильность перевода обоих остряков стрелки. Если один из остряков стрелки не переводится, то вырезы на контрольных линейках не совмещаются. Кулачок гвгопсреключателя, упираясь в целую часть линейки, занимает среднее положение, отчего размыкаются рабочие и не замыкаются контрольные контакты и контроль положения стрелки не появляется.
В случае взреза стрелки перемещаются контрольные линейки и скошенной гранью линейки отжатого остряка клювообразный конец кулачка 12 выталкивается на поверхность линейки. Кулачок занимает среднее положение, отчего размыкаются контрольные контакты и стрелка теряет контроль. В случае обрыва рабочей тяги стрелка не переводится и контрольные линейки не передвигаются. По окончании работы привода нижний конец кулачка автопереключателя упирается в. поверхность контрольных линеек, занимая среднее положение, и не замыкает контрольные контакты. Обрыв одной контрольной тяги приводит к перемещению только одной контрольной линейки и, так как вырезы линеек не совмещаются, кулачок занимает среднее положение, не замыкая контрольной цепи.
Для ограничения поворота главного вала и фиксации положения запирания привода служит ограничивающее устройство, состоящее из выступов / и 2.
Автопереключатель электропривода СП-3 (рис. 1.4, а) состоит из ножевых рычагов /, 10 с колодками и контактными ножами: переключающих рычагов 4, 7; двух спиральных пружин 6, с помощью которых ролики переключающих рычагов прижимаются к поверхности диска //, насаженного на главный вал; контактных колодок 2, 3, 8, 9 с рабочими Р и контрольными /С контактами; правой Я и левой Л контрольных линеек. Контактная система автопереключателя закрывается прозрачными пластмассовыми колпаками. В плюсовом положении стрелки (см. рис. 1.4, а) ролик рычажка 4 под действием пружины 6 западает в вырез 5 диска // и рычаг поворачивается по часовой стрелке; своей лапкой, захва-
тывающей палец на ножевом рычаге /, он переключает этот рычаг вправо, отчего замыкаются контрольные контакты /С автопереключателя. Ролик рычага 7 находится на целой части диска //, поэтому рычаги 7, 10 повернулись вправо и замкнулись рабочие контакты автопереключателя.
Полное переключение рычага / возможно и в том случае, если совпали вырезы на контрольных линейках, и в эти вырезы запал клювообразный конец этого рычага. При переводе стрелки в минусовое положение (рис. 1.4,6) вращается диск // и своей целой частью выталкивает ролик рычага 4, отчего рычаги 4 и / переключаются влево, размыкаются контрольные и замыкаются рабочие контакты. В конце полного перевода стрелки вырез диска // подходит под ролик рычага 7. Под действием пружины 6 рычаг 7 и вместе с ним рычаг 10 переключаются влево, размыкаются рабочие контакты и замыкаются контрольные. Нижний клювообразный конец рычага 10 западает в совместившиеся вырезы контрольных линеек.
В электроприводе СП-3 предусмотрен контроль разъединения рабочей 'тяги и остряка при обрыве болтов серьги. Контроль выполнен защелками 1 я 2 (рис. 1.5), которые под действием спиральной пружины 3 на оси прижимаются к контрольным линейкам — к правой 4 и левой 5. На каждой линейке запрессовано по одному пальцу 6.
На рис. 1.5,а показано положение защелок при нормальном переводе остряков стрелки, когда под защелками находятся целые части линеек. На рис. 1.5, б показан перевод стрелки, когда произошел обрыв болтов серьги рабочей тягн прижатого ближнего остряка. Контрольная линейка этого остряка сдвигается с места посредством пальца 6 другой движущейся линейки. Под защелками оказываются вырезанные части линеек, и защелки под действием пружины 3 западают в них.
Контрольные линейки оказываются запертыми и не могут перевестись в положение контроля. Отпирает линейки электромеханик, нажимая на выступающие хвостовики защелок и выводя их из вырезов. После этого он совмещает контрольные линейки и передвигает их в одно из крайних положений. На рис. 1.5, в показан перевод стрелки при обрыве болтов серьги рабочей тяги прижатого дальнего остряка; на рис. 1.5, г — положение защелок, когда у стрелки прижат дальний остряк. Под действием пальца 6 линейка этого остряка сдвинулась, отчего в совместившиеся вырезы лииеек запали защелки и заперли линейки, препятствуя их переводу в положение контроля.
Кулачковый запирающий механизм (рис. 1.6) служит для запирания остряков стрелки в каждом ее положении. Замыкание осуществляется с помощью зубцов специальной формы на шибере и шиберной шестерне. Из-за того что скошенный зуб шестерни находит на скошенный зуб шибера и создает упор, пре-
аятствующий передвижению шибера, остряки стрелки замыкаются. Снятие запирания предшествует переводу остряков стрелки. В начале работы механической передачи начинает вращаться главный вал и вместе с ним шиберная шестерня. При повороте ее на угол 20° зуб шестерни своей боковой гранью начинает толкать шибер. После поворота шестерни на 32° ее зубья входят в сцепление с зубьями шибера, далее начинается перевод стрелки.
В конце полного перевода стрелки шибер останавливается, а скошенный зуб шестерни, повернувшись еще на 16°, находит на скошенный зуб шибера, чем запирает остряки стрелки в переведенном положении. Полный ход шибера составляет (154±2) мм, полный поворот главного вала — 280°.
На запирающем устройстве предусмотрено первое ограничительное устройство поворота главного вала. В каждом крайнем положении запирающего устройства выступ на шиберной шестерне упирается в плоскость шибера, чем ограничивается вращение шестерни. Ограничительное устройство позволяет фиксировать поворот главного вала, исключая возможность его вращения по инерции и нарушение запирания остряков стрелки.
Второе ограничительное устройство предусмотрено в механической передаче (см. рис. 1.3). На зубчатом колесе имеется сегментный выступ 2, который в конце работы привода упирается в выступ / на корпусе и ограничивает ход зубчатого колеса. ' Второе
ограничительное устройство защищает от сильных ударов в конце перевола стрелки, первое ограничительное устройство исключает возможность его поломки.
Обогревательное устройство предназначено для обогрева воздуха внутри электропривода и защиты контактов от индевения.
В корпусе электропривода установлены три обогревательных элемента (резисторы ПЭ), а также штапсельная розетка для подключения переносной лампы.
Внутри корпуса расположено блокировочное устройство с контактами для отключения питания электродвигателя и цепи электрообогрева при осмотре привода или переходе на ручной перевод стрелки.
Основные электромеханические характеристики электропривода СП-3 представлены в табл. 1.1 и 1.2. В табл 1.1 собраны характеристики электропривода с электродвигателем на напряжение 160 В, в табл. 1.2—с электродвигателем типа МСТ-0,25.
Стрелочный электропривод СП-6. Дальнейшее увеличение интенсивности движения железнодорожного транспорта потребовало создания новых типов электроприводов с улучшенными характеристиками надежности. Таким приводом, выпускаемым серийно, является СП-6 (рис. 1.7).
В корпусе 1 расположены: электродвигатель 3; редуктор 5 со встроенным в том же блоке фрикционным устройством; блок автопереключателя 10; главный вал б; шибер 8; контрольные линейки 9;
панель освещения 4 (для подключения переносной лампы), на которой расположены штепсельная розетка и регулируемый резистор; обогреватели контактов автопереключателя 7; многоконтактное блокировочное устройство 2, соединенное с блокировочной заслонкой.
Электродвигатель 3, получая питание, вращает вал. Вращение вала передается первому из четырех каскадов зубчатых передач редуктора 5. Начинают вращаться зубчатые колеса остальных каскадов редуктора, а также восемь стальных дисков фрикции, расположенной в корпусе редуктора. В отличие от привода СП-3 улучшена герметизация редуктора, что предотвращает вытекание из него масла.
Вращение вала электродвигателя через редуктор передается главному валу электропривода 6. Шиберная шестерня при вращении главного вала своими зубьями толкает зубья шибера, отчего перемещается шибер 8, а через рабочую тягу — остряки стрелки. Стрелка переводится.
Переведенное положение стрелки контролирует автопереключатель 10. В основном конструкция и работа его аналогичны автопереключателю привода СП-3. Но в приводе СП-6 для улучшения обогрева контактов автопереключателя при минимальных затратах электроэнергии обогреватели 7 установлены непосредственно над контактами автопереключателя (в качестве обогревателей использованы проволочные эмалированные резисторы ПЭВ-25-56). Для повышения механической устойчивости пластмассовых контактных и ножевых колодок и увеличения срока службы автопереключателя под рабочие и контрольные контактные колодки и колодки с контактными ножами подкладывают амортизирующие прокладки; каждая контрольная линейка имеет по одному вырезу, предназна-
ченному для западания в них клювообразн-ых концов рычажков автопереключателя после перевода стрелки.
В стрелочном электроприводе СП-6 для получения надежного контроля при взрезе стрелки добавляют герконовое реле, контакты которого включают в контрольную цепь пускового блока. Для работы геркона на контрольной линейке установлен магнит. При полностью переведенном положении стрелки магнит на контрольной линейке находится над герконовым реле, контакт его под действием магнитного поля замыкается и образуется контрольная цепь переведенного положения стрелки. При взрезе стрелки контрольная линейка принудительно перемещается, вместе с ней перемещается магнит и размыкается контакт герконового реле. В контрольной цепи фиксируется взрез стрелки.
Установка электроприводов.При установке электропривода на стрелке применяют специальную стрелочную гарнитуру, состоящую из фундаментных угольников, рабочих и контрольных тяг.
Тип гарнитуры выбирают в зависимости от типа электропривода, рельсов, вариантов установки (правая, левая), стрелки (одиночная, перекрестная).
Конструкция стрелочного электропривода позволяет производить установку шибера и контрольных линеек с выходом их слева или справа (со стороны электродвигателя) через специальные отверстия из корпуса привода.
На рис. 1.11, а показаны варианты установки приводов, в которых шибер находится в крайнем левом положении относительно двигателя, если смотреть со стороны поля; на рис. 1.11,6 — варианты с правосторонними шиберами в стрелочных электроприводах. Пряную и левую установки привода выбирают в зависимости от расположения стрелок на станции исходя из требований обеспечения безопасной работы эксплуатационного штата. На стрелках крайних путей приводы устанавливают со стороны поля, а на стрелках в горловине — со стороны более широкого междупутья.
В комплект гарнитуры установки электропривода на стрелке (рис. 1.12, а) входят: параллельные фундаментные угольники / и 8, прикрепленные к подошвам рельсов и установленные перпен-дикуляпцо к рамным рельсам; связная полоса 2; связная тяга 7; крепящие угольники 9; рабочая тяга 6; контрольные тяги 4 и 5; электропривод 3.
Электропривод с каждой стороны стрелки устанавливают по т"ум вариантам: оба фундаментных угольника располагают под •тряками (см. рис. 1.12, а); один фундаментный угольник расположен под остряками, другой — вне их (рис. 1.12, б).
Установочную гарнитуру комплектуют деталями изоляции для организации электрической рельсовой цепи в пределах стрелки. Фундаментные угольники изолируют фибровыми прокладками при креплении их к рамным рельсам. Рабочие и контрольные тяги, а также связную тягу в месте крепления к острякам стрелки изолируют фибровыми шайбами и втулками.
На стрелочных переводах с марками крестовин 1/18, 1/22 и рельсами Р50 и Р65 в установочную гарнитуру входят специальные рычажно-шарнирные переводные устройства и соединительные тяги с регулировочными муфтами. На рис. 1.12, в показано переводное устройство стрелочного перевода с маркой крестовины 1/18. При работе электропривода СП через рабочую тягу / усилие передается на первую стрелочную связную тягу 2 и тягу 9. Затем переводится коленчатый рычаг 8 и соединенный с ним трубчатой тягой 7 с регулировочной муфтой 4 коленчатый рычаг 6. От рычага 6 через тягу 5 усилие передается на третью стрелочную (вторую рабочую) тягу 3. Ход стрелочных тяг регулируется муфтами 4. За счет двух рабочих тяг обеспечивается перевод и плотное прилегание остряков стрелки тяжелого типа. На рис. 1.12, г показано переводное устройство на стрелочном переводе с маркой крестовины 1/22 колеи шириной 1524 мм.
Для перемещения длинных остряков стрелки необходимо большое усилие, которое получается за счет установки второго электропривода СП. Первый электропривод передает усилие через рабочую тягу /, второй электропривод — через рабочую тягу 2 и через нее на коленчатые рычаги и шесть стрелочных тяг.
Ход стрелочных тяг регулируют с помощью стяжных муфт, чем обеспечивается полный шаг остряков против рабочих тяг.
После сборки гарнитуры и установки электропривода производят подгонку рабочих и контрольных тяг. Установка привода считается правильной, если обеспечивается легкий и плавный перевод остряков; ход остряков составляет (154±2) мм; плотность прижатия остряка такова, что при закладке шаблона толщиной 4 мм
контакты автопереключателя не замыкают контрольную цепь схемы управления переводом стрелки. Каждый электропривод включают в схему управления по жилам кабельной сети. Рядом с электроприводом для разделки кабеля устанавливают муфту кабельную, универсальную УПМ-24 или трансформаторный ящик 10 (ТЯ-1) (см. рис. 1.12, а).