Электропривод устройства заграждения переезда

Полезная модель относится к средствам обеспечения безопасности движения на железнодорожном транспорте, в частности к электроприводам, и может быть использована в составе устройств заграждения переезда, устанавливаемых на железнодорожных переездах.
Известно устройство для ограждения железнодорожного, переезда содержащее привод, который состоит из электродвигателя, муфты, редуктора, винта и гайки-шестерни, при этом заградительный элемент снабжен амортизаторами, рычажными элементами и фиксаторами, связанными с приводом [SU 1794773A1, дата публикации: 15.02.1993 г., МПК: B61L 29/02].
К преимуществам технического решения относится повышенная защита устройства для ограждения железнодорожного переезда от воздействия на заградительный элемент транспортных средств и снижения влияния динамических усилий. Однако недостатками устройства являются сложность устройства, в частности рычажного механизма и фиксаторов, и невозможность складывания плиты в обратном направлении, что создает дополнительную опасность заклинивания и/или повреждения элементов механизма заградительного элемента. Кроме того, устройство в должной мере не обеспечивает возможности безопасного выезда транспортного средства из зоны переезда без повреждения механизма устройства или его элементов.
Известно заградительное устройство, содержащее привод с шибером, снабженное предохранительным механизмом, расположенным между шибером привода и кронштейном привода и состоящим из двух рычагов - длинного и короткого, трех коромысел - среднего и двух боковых, двух пружин сжатия и обеспечивающего обособленное движение крышки от шибера [RU 2554909C2, дата публикации: 27.06.2015 г., МПК: B61L 29/02].
К преимуществам данного технического решения можно отнести более высокую безопасность эксплуатации устройства за счет наличия предохранительного механизма, который обеспечивает быстрое принудительное опускание крышки заградительного устройства на опорное основание при выдвинутом шибере привода без разрушения механизма привода и скручивания приводного вала для обеспечения выезда из зоны переезда транспортного средства, а также устойчивость механизма привода к деформации при наезде на крышку устройства заграждения переезда транспортного средства. Однако недостатками известного технического решения также остается высокая сложность и недостаточная надежность конструкции предохранительного механизма, состоящей из нескольких элементов, которые, будучи взаимосвязаны, способны выйти из строя при поломке как минимум одного из них, например, рычага или коромысла.
В качестве прототипа выбрано устройство для ограждения железнодорожного переезда, состоящее из нескольких функциональных блоков и заградительных элементов с приводами, содержащими шибер для подъема и опускания крышки устройства ограждения железнодорожного переезда, при этом на одну сторону запорного зуба шестерни главного вала типового стрелочного привода установлена накладка и удалена часть фиксирующего сектора, чем исключается препятствие привода на опускание крышки [RU 2066649C1, дата публикации: 20.09.1996 г., МПК: B61L 29/00, B61L 29/02].
К преимуществам прототипа перед известными техническими решениями можно отнести наличие возможности свободного опускания крышки устройства защиты железнодорожного переезда, чтобы обеспечить возможность выезда с переезда транспортных средств и не допустить повреждения деталей привода, не прибегая к предохранительному механизму, что достигается за счет накладки установленной на запорный зуб шестерни главного вала, которая блокирует возможность фиксации крышки в поднятом положении фиксирующим сектором вала.
Однако недостатком прототипа является низкая надежность конструкции привода, что обусловлено наличием в зубчатой передаче элемента, обладающего низкой износоустойчивостью, в частности наличием установленной накладки, кроме того необходимость удаления части фиксирующего сектора главного вала дополнительно усложняет конструкцию и процесс изготовления устройства, что в совокупности приводит к повышенному риску выхода из строя всего электропривода в случае износа накладки на запорном зубе шестерни главного вала или при дефектах фиксирующего сектора.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости повышения надежности электропривода устройства заграждения переезда.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя электропривода устройства заграждения переезда.
Дополнительный результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции электропривода устройства заграждения переезда.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Электропривод устройства заграждения переезда содержит корпус, внутри которого установлены электродвигатель, узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, узел перемещения железнодорожного заграждения, соединенный с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и содержащий зубчатую передачу, образованную валом-шестерней и шибером, при этом шибер имеет рабочую поверхность, на которой расположены рабочие зубья и запорный зуб. В отличие от прототипа рабочая поверхность шибера в противоположной от запорного зуба части шибера выполнена плоской.
Узел перемещения железнодорожного заграждения предназначен для подъема и опускания крышки устройства заграждения переезда, расположен в корпусе электропривода, связан с узлом регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и содержит основание и зубчатую передачу, а также может содержать датчик положения шибера.
На основание узла перемещения железнодорожного заграждения установлены и закреплены другие элементы данного узла.
Зубчатая передача узла перемещения железнодорожного заграждения, с помощью которой осуществляется подъем или опускание крышки устройства заграждения переезда, образована вал-шестерней и шибером.
Вал-шестерня зубчатой передачи узла перемещения железнодорожного заграждения связана с редуктором узла регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и служит для перемещения шибера зубчатой передачи. Вал шестерня содержит запорный зуб для отпирания и запирания шибера при закрытой крышке, а также несколько рабочих зубьев, количество которых должно быть достаточным для зацепления с шибером зубчатой передачи и его перемещения.
Шибер зубчатой передачи узла перемещения железнодорожного заграждения предназначен для механического воздействия на крышку устройства заграждения переезда через соединительные элементы, в результате чего обеспечивается подъем и опускание крышки устройства заграждения переезда. Шибер представляет собой подвижный элемент, который входит в зацепление с вал-шестерней и содержит рабочую поверхность и элемент для соединения с крышкой устройства заграждения переезда. Шибер может совершать возвратно-поступательные движения и принимать крайнее втянутое положение, соответствующее крайнему нижнему положению крышки устройства заграждения переезда, и крайнее выдвинутое положение, соответствующее крайнему верхнему положению крышки устройства заграждения переезда. Шибер может быть выполнен в виде рейки круглого или прямоугольного сечения или пластины, а также в виде иного элемента обеспечивающего возможность подъема и опускания крышки устройства заграждения переезда.
Рабочая поверхность представлена наружной поверхностью шибера, которая входит в зацепление с вал-шестерней узла перемещения железнодорожного заграждения. Для этого рабочая поверхность содержит запорный зуб и рабочие зубья, расположенные на одной стороне шибера, при этом рабочая поверхность шибера в противоположной от запорного зуба части шибера выполнена плоской.
Запорный зуб рабочей поверхности шибера предназначен для запирания шибера рабочим зубом вал-шестерни в крайнем втянутом положении и расположен с одного из краев рабочей поверхности, рядом с элементом для соединения с крышкой устройства заграждения переезда. Запорный зуб представляет собой выступ со скошенной вершиной и имеет рядом расположенный паз для запирания рабочим зубом вал-шестерни.
Рабочие зубья рабочей поверхности шибера расположены между запорным зубом и той частью шибера, которая в противоположной от его рабочего зуба, выполнена плоской. Благодаря рабочим зубьям передается крутящий момент от вал-шестерни к шиберу, при этом их количество должно быть достаточным для зацепления с вал-шестерней зубчатой передачи, а расстояние между зубьями должно быть равным. Рабочие зубья могут иметь трапециевидную или треугольную форму и при этом могут быть выполнены более узкими, чем запорный зуб.
Плоская рабочая поверхность шибера служит упором для запорного зуба вал-шестерни в крайнем выдвинутом положении шибера. Таким образом, плоская рабочая поверхность не имеет второго запорного зуба и тем самым обеспечивает отсутствие запирания шибера в крайнем выдвинутом положении, позволяя крышке устройства заграждения переезда принудительно опуститься вместе с шибером, что препятствует разрушению механизма электропривода, тем самым снижая риск выхода из строя электропривода устройства заграждения переезда.
Элемент для соединения с крышкой устройства заграждения переезда шибера предназначен для кинематической связи шибера и крышки устройства заграждения переезда. Элемент для соединения с крышкой устройства заграждения переезда шибера может быть представлен проушинами, винтовым или болтовым отверстием или иным элементом для разъемного соединения.
Электропривод устройства защиты железнодорожного переезда может содержать датчик положения шибера, установленный в узле перемещения железнодорожного заграждения так, чтобы контролировать положение шибера. Датчик положения шибера обеспечивает точность срабатывания электропривода и своевременное изменение положения шибера, что позволяет уменьшить число наездов на крышку устройства заграждения переезда и принудительного опускания крышки, снижая, таким образом, риск выхода электропривода из строя и обеспечивая дополнительную надежность работы электропривода устройства защиты железнодорожного переезда. Датчик положения шибера может быть представлен контактным или бесконтактным датчиком. Электропривод может содержать один или более датчиков положения шибера.
Узел регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, расположен в корпусе электропривода и служит для передачи необходимой скорости вращения от электродвигателя к механическим элементам и регулирования характеристик вращательного движения для чего по меньшей мере содержит редуктор и муфту.
Редуктор узла регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, представляет собой типовой механический редуктор, который преобразовывает мощностные характеристики электродвигателя.
Муфта узла регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, направляет механическую энергию от электродвигателя к редуктору, не изменяя ее величины. Муфта может быть выполнена фрикционной, кулачковой, кулачково-дисковой или иной другой муфтой, обеспечивающей соединение валов.
Электродвигатель расположен в корпусе электропривода устройства заграждения переезда и служит для преобразования электрической энергии в механическую, тем самым приводя в движение элементы остальных узлов электропривода. Электродвигатель может быть представлен низкооборотным электродвигателем переменного тока (850 об/мин) для снижения динамической нагрузки на механизм электропривода и скорости перемещения крышки и противовеса устройства заграждения переезда, что позволяет снизить износ деталей электропривода устройства защиты железнодорожного переезда, уменьшая риск выхода электропривода из строя и повышая его надежность.
Корпус электропривода устройства заграждения переезда представляет собой контейнер, который может содержать крышку, внутри которого расположены электродвигатель и функциональные узлы. Корпус электропривода обеспечивает защиту узлов и электродвигателя от внешнего воздействия.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестными из уровня техники существенными признаками, заключающимися в том, что рабочая поверхность шибера в противоположной от запорного зуба части шибера выполнена плоской, благодаря чему отсутствует запирание шибера в крайнем выдвинутом положении, следовательно, обеспечивается возможность опускания крышки устройства заграждения переезда не только посредством обратного вращения вал-шестерни, но и также посредством принудительного опускания крышки устройства заграждения переезда в крайнее нижнее положение в случае приложении силы от 80 до 150 кгс, например, при воздействии на крышку устройства заграждения переезда транспортного средства.
Таким образом, крышка устройства заграждения переезда не является препятствием для выезда из зоны переезда транспортного средства, оказавшегося в зоне переезда до момента подъема крышки устройства заграждения переезда. В случае принудительного опускания крышки устройства заграждения переезда оказываемое на шибер воздействие переводит его в крайнее втянутое положение, не допуская скручивания вал-шестерни или повреждения других частей механизма электропривода.
Вследствие вышеописанного исключается необходимость использования дополнительных модификаций вал шестерни или шибера электропривода устройства заграждения переезда.
Благодаря этому достигается технический результат, заключающийся в снижении риска выхода из строя электропривода устройства заграждения переезда, тем самым повышается надежность электропривода устройства заграждения переезда.
Дополнительно, представленная конструкция шибера, исключает необходимость выполнения ее с запорным зубом или установки предохранительного механизма электропривода и тем самым упрощает конструкцию электропривода устройства защиты железнодорожного переезда, в частности конструкцию шибера зубчатой передачи.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Электропривод устройства заграждения переезда, вид сверху.
Фиг. 2 - Шибер зубчатой передачи узла перемещения железнодорожного заграждения электропривода устройства заграждения переезда, вид сбоку.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Электропривод устройства заграждения переезда содержит корпус 1, внутри которого установлен электродвигатель 2, представленный низкооборотным электродвигателем переменного тока (850 об/мин), узел 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, и узел 4 перемещения железнодорожного заграждения, содержащий зубчатую передачу с шибером 5.
Узел 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, состоит из муфты кулачковой и редуктора.
Узел 4 перемещения железнодорожного заграждения содержит датчики положения шибера и зубчатую передачу, состоящую из вала-шестерни и шибера 5.
Шибер 5 выполнен в виде рейки, содержащей элемент для соединения с крышкой устройства заграждения переезда и рабочую поверхность с десятью рабочими зубьями. Рабочая поверхность шибера 5 содержит один запорный зуб 5.1, рабочая поверхность шибера 5.2 в противоположной от запорного зуба части шибера выполнена плоской.
Полезная модель работает следующим образом.
При подъеме крышки устройства заграждения переезда электродвигатель 2 начинает работать после подачи на него напряжения и через муфту кулачковую и редуктор узла 3 регулирования характеристик вращательного движения, передаваемого электродвигателем, приводит в движение зубчатую передачу узла 4 перемещения железнодорожного заграждения.
Вал-шестерня зубчатой передачи начинает вращаться, размыкает запорный зуб 5.1 на рабочей поверхности шибера 5, тем самым отпирая его, и рабочие зубья вал-шестерни выдвигают шибер 5 по его рабочим зубьям. В результате шибер 5 поднимает крышку устройства заграждения переезда в крайнее верхнее положение и переходит в крайнее выдвинутое положение, при этом запирание шибера 5 отсутствует, благодаря выполнению рабочей поверхности шибера 5.2 в противоположной от запорного зуба части шибера плоской.
Опускание крышки устройства заграждения переезда может производиться как автоматически путем перемещения шибера 5 посредством обратного вращения вал-шестерни, так и принудительно посредством воздействия на крышку устройства заграждения переезда транспортного средства, которое оказалось в зоне переезда до момента подъема крышки. При наезде транспортного средства на крышку устройства заграждения переезда на шибер 5 оказывается воздействие, в результате которого рабочая поверхность шибера 5.2, в противоположной от запорного зуба части шибера выполненная плоской, проскальзывает по запорному зубу вал-шестерни и шибер 5 под воздействием нагрузки перемещается в крайнее втянутое положение без повреждения механизма привода устройства заграждения переезда, а крышка устройства заграждения переезда опускается и переходит в крайнее нижнее положение, что позволяет транспортному средству безопасно выехать из зоны переезда.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в снижении риска выхода из строя электропривода устройства заграждения переезда, тем самым повышается надежность электропривода устройства заграждения переезда.