СТРЕЛОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД В ПОЛОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ БРУСЕ С УСТРОЙСТВОМ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ КЛЯММЕРЫ
ELECTRIC SWITCH MECHANISM IN HOLLOW METAL BAR WITH DEVICE FOR MONITORING POSITION OF RAIN SCREEN WALLS

Изобретение относится к путевым устройствам железнодорожного транспорта и предназначено для установки на стрелочных переводах для повторно-кратковременного замыкания и контроля положения в непрерывном режиме работы стрелочных переводов из рельсов типа Р65 с остряками типа ОР65, стандартной для РФ колеи 1520 мм, при движения поездов по стрелке в прямом направлении со скоростями до 350 км/ч.
Функцией стрелочного привода и стрелочной гарнитуры является перемещение подвижных звеньев стрелочного перевода (остряк, подвижный сердечник крестовины) на заданное расстояние в заданное время, удержание их в требуемом положении необходимое время при известных статических, динамических, электромагнитных, климатических воздействиях, выработка и передача на пост электрической централизации контрольных сигналов о состоянии фактического положения рабочих органов и работоспособности комплекса в целом.
В связи с увеличением скоростей движения поездов, их массы, изменением структуры пути, повышением требований к обеспечению безопасности движения поездов применяемые в настоящее время стрелочные электроприводы, стрелочная гарнитура и способ их установки на стрелку не могут обеспечить ее (скорости) увеличение на необходимом безопасном уровне.
Известны технические решения, предназначенные для установки на стрелочных переводах для движения поездов по стрелке в прямом направлении со скоростями до 220 км/час. Стрелочный электропривод ВСП-220, стрелочный электропривод ВСП-150, ВСП-2×150Д. Они являются достаточно сложными, дорогостоящими, ни одно из данных технических решений в полной мере не отвечает требованиям надежности и безопасности, предъявляемым к стрелочному электроприводу для движения поездов по стрелке в прямом направлении со скоростями до 350 км/ч (А.В. Горелик, Е.Ю. Минаков. Методы обеспечения безопасности движения поездов устройствами железнодорожной автоматики стрелочных переводов: Научн. изд. - М.: РГОТУПС, 2007, стр. 69-72).
Известен стрелочный электропривод типа EBI Switch 2000, предназначенный для движения поездов по стрелке в прямом направлении со скоростями до 350 км/ч (А.В. Горелик, Е.Ю. Минаков. Методы обеспечения безопасности движения поездов устройствами железнодорожной автоматики стрелочных переводов: Научн. изд. - М.: РГОТУПС, 2007, стр. 72-74). Электропривод состоит из корпуса в виде полого металлического бруса, распределительной коробки, преобразователя частоты, электродвигателя, узла линейного привода, узла замыкателя и переключения, узла контроля положения запирающего устройства, механизма замыкания запирающего устройства и положения контрольных тяг, рабочей тяги, крышек.
Недостатком данного технического решения является то, что система замыкания построена по схеме «рабочая тяга - корпус полого бруса - соединительные элементы конструкции - замыкатель - прижатие к рамному рельсу». Такое замыкание остряков по определению не напрямую (с максимальным участием промежуточных звеньев, имеющих большие длины) в полной мере не отвечает требованиям ПТЭ. Не позволяет обеспечить сохранение с высокой степенью надежности величины зазора между остряком и рамным рельсом независимо от состояния крепления рамного рельса. Не позволяет обеспечить снижение влияние динамических силовых факторов, возникающих при проходе подвижного состава по стрелке, на стрелочный электропривод и стрелочную гарнитуру.
Известно устройство переводное стрелочное в полом металлическом брусе для скоростей движения поездов по стрелочному переводу до 350 км/час, содержащее корпус в форме полого металлического бруса, распределительную коробку, преобразователь частоты, узел двигателя, узел линейного привода с установочной плитой, имеющей технологические окна для монтажа узла контроля положения запирающего устройства и узла замыкателя и переключения, рабочие тяги, крышки для защиты от засоров и атмосферных осадков внутренних полостей полого бруса, при этом узел замыкателя и переключения снабжен «внешним» замыкателем, который размещен в полости металлического бруса и обеспечивает замыкание прижатого остряка на рамном рельсе, шарнирно соединен с линейным приводом, имеет кляммерное соединение с рамными рельсами и остряками, имеет крышки и уплотнительные элементы для защиты от засоров и атмосферных осадков (патент на полезную модель RU №126665 по заявке №2012108386, от 24.05.2012).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостаток данного технического решения заключается в возможности появления ложных срабатываний при переводе стрелок. Это возможно вследствие того, что отсутствует контроль положений кляммеры.
Задачей заявляемого решения является повышение надежности работы железнодорожного перевода, повышение безопасности движения поездов.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в исключении ложных срабатываний при переводе стрелок, в условиях воздействия динамических нагрузок на стрелочный электропривод и стрелочную гарнитуру, возникающих при прохождении подвижного состава по стрелочному переводу.
Технический результат достигается стрелочным электроприводом в полом металлическом брусе с устройством контроля положения кляммеры, содержащим полый металлический брус с размещенными в нем приводом переводного устройства, состоящий из распределительной коробки, преобразователя частоты, узла двигателя, узла линейного привода, узла контроля положения запирающего устройства, узла замыкателя и переключения, узла внешнего замыкателя, обеспечивающего замыкание прижатого остряка на рамном рельсе, шарнирно соединенного с линейным приводом, имеющего кляммерное соединение с рамными рельсами и остряками, крышек защиты от засоров и атмосферных осадков, при этом узел внешнего замыкателя дополнительно содержит устройство контроля положения кляммеры, состоящее из приводного рычага, упругой пружины, кулачкового механизма, механического концевого датчика положения и индуктивного датчика контроля положения планки перемещения и замыкания кляммеры, при этом рабочая часть кулачка кулачкового механизма описывается уравнением окружности. Кроме этого приводной рычаг имеет Г-образный вид с П-образной полкой, установлен на одной оси с кулачком, закрепленной на неподвижной рамке, П-образная полка Г-образного рычага постоянно прижата к кулачку, второй конец приводного Г-образного рычага имеет ролик, упругая пружина установлена на оси приводного рычага и кулачка, обеспечивая постоянное прижатие приводного рычага к кулачку, и возврат приводного рычага в исходное состояние, один конец пружины закреплен на неподвижной стойке, второй конец за счет сил упругости закреплен в пазу на поверхности кулачка, поворот кулачка и перемещение концевика механического датчика, данное звено является толкателем кулачкового механизма, происходит при подъеме кляммеры на высоту выступа, имеющегося на планке перемещения и замыкания кляммеры, при ее поступательном движении конец приводного рычага с роликом упирается в кляммеру и поворачивает кулачок, при выходе толкателя на рабочую поверхность в виде окружности происходит замыкание механического концевого датчика положения, что соответствует положению «кляммерный механизм находится в зафиксированном состоянии, остряк прижат к рамному рельсу», при выходе толкателя с рабочей поверхности контакт толкателя и кулачка прекращается, происходит размыкание механического концевого датчика положения, что соответствует положению «кляммерный механизм находится в незафиксированном состоянии, остряк не прижат к рамному рельсу», индуктивный датчик контроля положения планки перемещения и замыкания кляммеры включается при входе в зону контроля планки перемещения и замыкания кляммеры, что соответствует положению «кляммерный механизм находится в зафиксированном состоянии, остряк прижат к рамному рельсу», индуктивный датчик контроля положения планки перемещения и замыкания кляммеры находится в разомкнутом состоянии при отсутствии в зоне контроля планки перемещения и замыкания кляммеры, что соответствует положению «кляммерный механизм находится в незафиксированном состоянии, остряк не прижат к рамному рельсу».
Снабжение устройства переводного стрелочного в полом металлическом брусе внешним замыкателем, имеющим дополнительное устройство контроля положения кляммеры, которое непосредственно размещено на рамном рельсе в месте прижатия остряка, позволяет исключить возможность ложных срабатываний при переводе стрелки в условиях воздействия динамических нагрузок на стрелочный электропривод и стрелочную гарнитуру, возникающих при прохождении подвижного состава по стрелочному переводу.
Наличие больших ударных нагрузок и деформации создает предпосылки разрыва механических связей в элементах стрелочной гарнитуры. Такой разрыв механических связей при существующем контроле положения остряка в замкнутом состоянии только контрольными линейками не позволяет исключить ситуацию, кода может быть получен сигнал, запирание стрелки произошло, а реально его не было, т.е. происходит ложное срабатывание. Информация, получаемая дополнительно от двух датчиков контроля, механического и индукционного, позволяет исключить ситуацию ложного срабатывания. Исполнение рабочей части кулачка кулачкового механизма в виде окружности не позволят датчику положения изменить свой сигнал при дополнительном перемещении кляммеры, вызванных деформацией узлов и деталей стрелочного привода и ударными нагрузками, действующими на стрелочный привод.
Данное техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан левый узел внешнего замыкателя с устройством контроля положения кляммеры («кляммерный механизм находится в зафиксированном состоянии, остряк прижат к рамному рельсу»), на фиг. 2 показан правый узел внешнего замыкателя с устройством контроля положения кляммеры («кляммерный механизм находится в незафиксированном состоянии, остряк не прижат к рамному рельсу»), на фиг. 3 показано устройство кулачкового механизма.
Узел внешнего замыкателя с устройством контроля положения кляммеры состоит из кляммеры 1, верхней неподвижной планки 2, нижней подвижной планки 3 перемещения и замыкания кляммеры 1, кулачкового механизма 4, механического концевого датчика 5 положения, индуктивного датчика 6 контроля положения планки 3 перемещения и замыкания кляммеры 1. Кулачковый механизм 4 состоит из кулачка 4.1, рабочая часть кулачка кулачкового механизма описывается уравнением окружности, приводного рычага 4.2, имеющего Г-образный вид с П-образной полкой, снабженного роликом 4.2.1, упругой пружиной 4.2., установленной на оси приводного рычага 4.2 и кулачка 4.1, толкателя 4.3 с роликом 4.3.1. Толкатель 4.3 является концевиком механического концевого датчика 5 положения.
Предлагаемый стрелочный электропривод в полом металлическом брусе с устройством контроля положения кляммеры работает следующим образом.
Команда перевода стрелки подается с системы централизации стрелок и сигналов, например команда "перевод в левое положение" или команда "перевод в правое положение" по кабелям, подключенным к распределительной коробке стрелочного электропривода (на фиг. не показано). На фиг. 1 показан левый узел внешнего замыкателя с устройством контроля положения кляммеры «левый кляммерный механизм находится в зафиксированном состоянии, остряк прижат к рамному рельсу». Когда команда включения активирована, запускается электродвигатель (на фиг. не показан). После истечения предварительно запрограммированной задержки исполняется операция перевода и замыкания остряка на правом рамном рельсе. Приводится в движение планка 3 перемещения и замыкания кляммеры 1 вправо. Имеющийся на планке выступ 3.1 упирается в правую кляммеру 1 и начинает перемещать кляммеру вместе с остряком, прижимая его к рельсу. Одновременно левая кляммера 1 опускается вниз, происходит вращение кулачка приводным рычагом. Когда правая планка 3 поднимает кляммеру 1, происходит поворот правого приводного рычага 4.2, выход толкателя 4.1 на рабочую поверхность кулачка и фиксация кляммерного механизма, достигается фаза размыкания левого остряка и замыкание правого остряка. Одновременно с этим правый конец планки 3 входит в зону действия индуктивного датчика 6, левый конец планки 3 выходит из зоны действия индуктивного датчика 6. Формируется команда «правый кляммерный механизм находится в зафиксированном состоянии, остряк прижат к рамному рельсу», и «левый кляммерный механизм находится в незафиксированном состоянии, остряк не прижат к рамному рельсу».
Предлагаемое устройство стрелочного электропривода в полом металлическом брусе с устройством контроля положения кляммеры может быть изготовлено на машиностроительных предприятиях РФ. В настоящее время готовится техническая документация на данное устройство.