СТРЕЛОЧНЫЙ ПЕРЕВОД

Полезная модель относится к устройствам обеспечения синхронной работы двух электроприводов винтовых стрелочных (типа ВСП) при их работе на перевод остряков или подвижного сердечника крестовины стрелочных переводов.
Известны стрелочные переводы с одним электроприводом (Резников Ю.М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1985 - аналог.
Недостатком известного решения является невозможность использовать их в условиях высокоскоростного движения, из-за низкой надежности их конструкции.
Известны винтовые стрелочные переводы с одним электроприводом с электродвигателем переменного тока, редуктором и кулачковой и фрикционной муфтами (А.С.Карасева, Е.П.Епифанова «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте», © ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2009) - прототип.
Известные решения не обеспечивают синхронизацию работы и надежности при установке двух и более электроприводов на стрелке или на крестовине для перевода соответственно остряков или подвижного сердечника крестовины, что требуется в условиях высокоскоростного движения.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является синхронизация работы электроприводов при их совместной работе, расширение области применения электроприводов стрелочных, их унификация, обеспечение надежности, безопасности движения поездов на скоростных участках железных дорог.
Указанный технический результат достигается тем, стрелочный перевод, содержащий рамные рельсы, переводные механизмы и два электропривода, содержащие электродвигатели переменного тока, кулачковые муфты, редукторы и шарико-винтовые пары, выполненные с возможностью перемещения переводных механизмов, дополнительно содержит два электропривода, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения переводных механизмов и содержат электродвигатель переменного тока, кулачковую муфту, редуктор и шарико-винтовую пару, причем электроприводы выполнены с возможностью обеспечения их синхронной работы при перемещении переводных механизмов.
Стрелочный перевод, характеризующийся тем, что переводной механиз выполнен в виде остряка стрелки или в виде сердечника крестовины.
τ
τ
τ
τ
Стрелочный перевод характеризующийся тем, что для каждого из электродвигателей выполняется соотношение  где ω - угловая скорость движения остряка или подвижного сердечника крестовины, при переводе стрелки.  - коэффициент пересчета [об/мм], определяющий на сколько миллиметров переместится рабочий орган электропривода при одном обороте выходного вала редуктора, n - номинальная частота вращения редуктора электропривода, l - расстояние от точки вращения остряка или точки крепления подвижного сердечника крестовины до точки установки электропривода, i - передаточное число редуктора.
τ
Стрелочный перевод, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения при его работе угловой скорости движения - ω остряка или сердечника крестовины постоянной для любой точки переводного элемента.
Стрелочный перевод, характеризующийся тем, что два электропривода расположены на рамных рельсах, а два - на крестовине.
При использовании двух и более электроприводов стрелочного перевода, синхронизация их работы на один переводной (подвижный) элемент затруднена, в том числе и по причине различия крепления рабочих органов электроприводов и их внешних технических характеристик. Заявляемое решение позволяет решить данную задачу.
Заявляемое решение поясняется фиг.1-3, где на фиг.1 изображена кинематическая схема стрелочного электропривода; на фиг.2, приведена схема стрелочного перевода при расположении электроприводов на рамных рельсах, на фиг.3 - схема стрелочного перевода при расположении электроприводов на крестовине.
Стрелочный электропривод, например, винтовой (фиг.1) содержит электродвигатель 1, кулачковую муфту 2, двухступенчатый редуктор с первой ступенью 3, фрикционную муфту 4, вторая ступень редуктора 5, винт шарико-винтовой пары 6, гайку шарико-винтовой пары 7, демпфирующие устройства 8, 9, механизм запирания 10, шибер 11, контрольные линейки 12, 13, контрольную планку 14, автопереключатель 15, корпус 16, курбельные заслонки 17, 18, клеммную колодку 19, контакты безопасности 20. На фиг.2 схематично представлены: рамный рельс 21, остряк (подвижный сердечник крестовины) 22, электроприводы 23 и 24, ось вращения (точка крепления) остряка (подвижного сердечника крестовины) 25. Электроприводы 23 и 24 соединены с остряком (подвижным сердечником крестовины) 22, например, посредством тяг (на фигурах не показаны).
Синхронизация работы двух и более электроприводов при их одновременной работе на перевод остряков рамного рельса или подвижного сердечника крестовины стрелочных переводов возможна при использовании в качестве обоих электроприводов - винтовых стрелочных приводов, а для оптимизации результата, целесообразно выполнение условия - угловая скорость движения остряка или подвижного сердечника крестовины должна быть постоянной для любой точки переводного элемента.
Это обеспечивается использованием электродвигателей и редукторов, частота вращения и передаточное число которых определяются уравнением:
где
τ
ω - угловая скорость движения остряка или подвижного сердечника крестовины при переводе стрелки. Является величиной постоянной для любой точки подвижного элемента.
- коэффициент пересчета [об/мм], определяющий на сколько миллиметров переместится рабочий орган электропривода при одном обороте выходного вала редуктора.
τ
n - номинальная частота вращения редуктора электропривода.
τ
l - расстояние от точки вращения остряка или точки крепления подвижного сердечника крестовины до точки установки электропривода.
τ
i - передаточное число редуктора.
Заявляемая конструкция стрелочного перевода работает следующим образом.
Рассмотрена работа стрелочного перевода в случае, когда переводной элемент выполнен в виде остряка, однако в случае выполнения переводного элемента в виде подвижного сердечника крестовины работа заявляемого стрелочного перевода аналогична.
В рабочем режиме вращающий момент от электродвигателя 1 передается через фрикционную муфту 2 к шестерням редуктора 3 и 5, который через винт 6 шарико-винтовой пары и гайку 7 шарико-винтовой пары, вращает главный вал с меньшей скоростью и с многократно возросшим моментом. Главный вал обеспечивает перемещение шибера 11 через механизм запирания 10, выполняемый в различных вариантах, например в виде цилиндрической передачи с ведущей шестерней особой конфигурации (с запирающим зубом). По окончании перевода стрелки, контакты автопереключателя 15 под действием контрольных линеек 12 и 13 и механизма запирания 10 изменяют свое состояние, и электродвигатель 1 отключается, а контрольная цепь электропривода замыкается. Под запиранием стрелки подразумевается исключение возможности перемещения стрелочных остряков 22 внутрь колеи при помощи запирающего механизма привода. Перемещению остряков 22 в сторону рамного рельса 21 запирающие механизмы любых конструкций не препятствуют, так как в динамическом режиме они не способны удерживать колею. Эту задачу решают путевые скрепления рамного рельса 21.
1
2
1
Заявляемое решение позволяет выбрать для каждого конкретного стрелочного перевода пару винтовых стрелочных электроприводов с соответствующими техническими характеристиками, которые обеспечат синхронность при их совместной работе на перевод остряков или подвижного сердечника крестовины стрелочных переводов, а, кроме того, определить оптимальное расположение указанных электроприводов по отношению к переводному элементу для обеспечения оптимальной синхронизации, т.е. расстояния l и l, где l - расстояние от оси вращения остряка или точки крепления подвижного сердечника крестовины до электропривода 23, а 12 - расстояние от оси вращения остряка или точки крепления подвижного сердечника крестовины до электропривода 24.
Таким образом, в заявляемом решении для обеспечения синхронной работы двух электроприводов при их одновременной работе на перевод остряков или подвижного сердечника крестовины стрелочных переводов, при котором должны выполняться условия: использование винтовых стрелочных электроприводов, а также для оптимизации технического результата - угловая скорость движения остряка или подвижного сердечника крестовины должна быть постоянной, что обеспечивается установкой электродвигателей, например, МСА и редуктора, частота вращения и передаточное число которых определяются уравнением (1).
Как показали проведенные заявителем испытания по синхронизации работы двух электроприводов с электродвигателями МСА, при обеспечении синхронной работы, наработка на отказ электроприводов заявляемого решения составляет 6,2*105 переводов рабочего шибера. Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет 1,2*106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н (350 кгс) и 6*105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н (600 кгс).
Заявляемое решение позволяет расширить область применения и унифицировать электроприводы стрелочные, обеспечить надежность работы и безопасность движения поездов.