Стрелочные электроприводы

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).