УСТРОЙСТВО СТРЕЛОЧНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Изобретение относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики невзрезного типа и предназначено для перевода, замыкания и контроля положения остряков.
Уровень техники устройства стрелочного электропривода известен по патенту РФ 2181679 содержащем смонтированные в общем корпусе электродвигатель, муфту, шарико винтовую пару (ШВП) качения, вспомогательные узлы, при этом он снабжен механизмом замыкания шибера, включающим в себя связанные с шибером круглого сечения корпус замка, в котором удерживаются симметрично две пары кулачков и вместе с корпусом и шибером представляют единую подвижную конструкцию, толкатель, выполненный с возможностью перемещения вдоль направляющей и имеющий жесткую связь с гайкой ШВП качения, имеющей фрикционные ограничители хода гайки, и упор, а так же содержит контрольную систему следящего типа, основанную на независимом контроле остряков и механизма замыкания шибера.
Недостаток данного технического решения, сложность конструкции, сложность проведения ремонтных работ, недостаточная надежность работы стрелочного перевода при прохождении составов с высокой скоростью, отсутствие контроля соединений остряка с шибером в замкнутом состоянии.
Наиболее близким техническим решением устройства электропривода, совпадающего по максимальному количеству существенных признаков является устройство для управления железнодорожной стрелкой, имеющей остряки (Патент US 005620156 А от 1997 г.). Устройство содержит: привод, устройство прямолинейного движения, соединенное и приводимое с помощью привода; по крайней мере, одно запирающее устройство, соединенное с устройством прямолинейного движения и остряками, для передачи линейного движения от данного устройства на остряки, перемещая
их между двумя крайними позициями, а также для запирания остряков в крайних позициях, независимо от устройства прямолинейного движения; корпус в виде шпалы, вмещающий привод, устройство прямолинейного движения и запирающее устройство; механизмы соединения данных устройств, которые позволяют независимое перемещение этих устройств; привод, устройство прямолинейного движения, запирающее устройство являются отдельными единицами; при этом запирающее устройство имеет двойное независимое друг от друга запирание; стержни, соединяющие остряки, имеют подвижное соединение с остряками и центральным блоком,
В данном устройстве электропривод стрелочный исполнен по модульному принципу, причем электромеханическая и замыкающая часть электропривода расположены, внутри полой железнодорожной шпалы (стрелочного бруса), а остряковые тяги (шиберы), взаимодействующие с остряками стрелочного привода и звеном поступательного перемещения замыкающей части электропривода, расположены снаружи шпалы. Электромеханическая часть состоит из электродвигателя с редуктором, передачи ходовой винт-гайка, взаимодействующей с звеном поступательного перемещения замыкающей части, содержащей кляммерный механизм запирания остряков.
Электропривод имеет устройства контроля замыкание остряков в положении прижатия их к рамным рельсам. Осуществляется это с помощью сенсорных датчиков установленных на механизмах запирания. Недостаток данного устройства - невозможность контролирования соединения остряков с тягами в момент перемещения из одного положения в другое.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение безопасности движения поездов за счет повышение надежности работы стрелочного электропривода, удерживания остряков в замкнутом состоянии происходит с помощью двух шиберов и повышение надежности системы контроля соединения шиберов с остряками и прилегания остряка к рамному рельсу за счет использования в устройстве контроля состояния остряков
контрольным шибером, который взаимодействует с системой контрольных датчиков расположенных в едином контрольном модуле переключателей и системой кулачков установленных в одном модуле.
Техническая задача по устройству стрелочного электропривода, содержащего модуль привода, модуль прямолинейного движения, трансмиссионный модуль, модуль запирающего устройства, механизмы для контроля остряков, корпус в виде шпалы, вмещающий привод, устройство прямолинейного движения, запирающее устройство, решается согласно изобретения тем, что механизмы для контроля остряков расположены на дополнительной каретке, закрепленной на модуле прямолинейного движения с установленными на ней основным и контрольным шиберами, блоком контрольных переключателей, который осуществляет отключение электродвигателя по окончании перевода стрелки, реверсирование, и контроль прилегания остряков и контроль соединения шиберов с остряками, и системой контрольных кулачков, при этом контрольный шибер состоит из двух штанг, соединенных между собой штоком с возможностью совершать поступательные движения относительно друг друга, а штанги контрольного шибера одной частью соединены с остряками, второй частью штанги установлены подвижно в двух рычагах с возможностью вращательного движения, каждая штанга контрольного шибера со стороны рычагов имеет цилиндрическую полость с установленной внутри пружиной, которые сжимаются штоком контрольного шибера, одновременно входящего в полость каждой штанги, при чем два рычага, удерживающие второй конец штанги контрольного шибера кинематически связаны между собой и закреплены на каретке с возможностью совершать вращательные движения, на одном из рычагов каждой пары установлены кулачки системы контроля соединения остряка с шиберами, которые взаимодействуют с переключателями контрольного блока, а кулачки системы контроля прилегания остряка к рамному рельсу в одном из крайних положений, установлены на каретке с возможностью
совершать движения, и взаимодействуют с одной стороны с переключателями контрольного блока, а с другой с контрольными кулачками модуля прямолинейного движения, соединенных с кулачками механизма запирания, также на каретке установлены кулачки для осуществления реверсирования электродвигателя, которые взаимодействуют с блоком переключателей, при этом привод, имеет корпус, закрывающийся крышкой и запорное устройство для крышки с установленными в нем компенсирующей и фрикционной муфтами, валом с шестернею, причем вал совмещен с фрикционной муфтой, а шестерня находится в зацеплении с одной из шестерен установленной на валу трансмиссионного модуля, вторая шестерня которого находится в зацеплении с шестерней, установленной на винту шариковинтовой пары модуля прямолинейного движения, модуль прямолинейного движения состоит из корпуса с установленными в нем шариковинтовой парой, механизмом запирания, при этом гайка механизма шариковинтовой пары является одновременно толкателем модуля запирающего устройства, а запирающие кулачки модуля запирающего устройства соединены с кулачками системы контроля прилегания остряка к рельсу в одном из крайних положений, трансмиссионный модуль, каретка и блок переключателей являются отдельными сборочными единицами, каждый модуль позволяет производить его модернизацию как по конструктивным элементам, так и материалам для их изготовления, т.е. создания модулей для определенных условий работы путем замены внутренней конструкции модуля, а также быструю замену на другой при ремонте, вал, толкатель шариковинтовой пары и направляющие механизма запирания расположены в одной плоскости, конструктивные элементы базирования в рычагах шибера и контрольного шибера выполнены взаимозаменяемыми
Анализ уровня техники показывает, что в заявляемом изобретении устройстве стрелочного электропривода при использовании контрольного шибера в качестве одного из элементов системы контроля с сохранением им
функций силового удержания остряков в замкнутом состоянии исключена система контроля остряков с помощью контрольных линеек, их роль на себя взял контрольный шибер, что позволило не только упростить конструкцию электропривода стрелочного, но и получить дополнительный технический результат: повышение надежности системы контроля остряков.
Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид составных модулей стрелочного электропривода, фиг.2 - общий вид стрелочного электропривода в сборе, шпала не показана, фиг.3 - общий вид подвижной каретки с узлами крепления основного шибера и контрольного шибера, фиг.4 - механизм прямолинейного движения с элементами механизма запирания, фиг.5 - подвижная каретка, вид на поверхность крепления к модулю прямолинейного движения, фиг.6 - подвижная часть механизма запирания, вид на поверхность крепления к подвижной каретке, фиг.7 - общий вид крепления контрольного шибера на подвижной каретке.
Устройство стрелочного электропривода содержит: модуль привода А состоящий из корпуса 1 с крышкой 2 крепящегося к корпусу шпалы 3 с установленными в нем электродвигателем 4, компенсирующей 5 и фрикционной 6 муфтами, выходного вала 7 с шестернею 8, причем вал 7 совмещен с фрикционной металлокерамической муфтой 6 и устройством для ручного привода 9; трансмиссионный модуль В состоящий из корпуса 10 крепящегося к корпусу шпалы 3 с размещенным внутри трансмиссионным валом 11, передающего вращательное движение от модуля привода А на модуль прямолинейного движения С, на концах которого расположены две шестерни 12 и 13, одна шестерня 12 находится в зацеплении с шестернею 8 выходного вала модуля привода А, вторая шестерня 13 находится в зацеплении с шестернею 14 закрепленной на валу 15 шарико - винтовой пары 16, модуля прямолинейного движения С состоящего из корпуса 17 крепящегося к корпусу шпалы 3, с расположенными в нем шарико - винтовой парой 16 состоящей из винта 15 и гайки 18, механизма замыкания состоящего из двух, нижнего 19 и верхнего 20, ползунов, охватывающих и
движущихся по двум направляющим 21, 22 с выполненными в них пазами 23, 24 25.26 для замыкания кулачков и удерживающих симметрично расположенных между ними две пары кулачков 27, 28 и 29, 30 и образующих единую подвижную конструкцию, фрикционных ограничителей (на фиг. не показаны) хода толкателя - гайки 18.
К верхнему ползуну 20 механизма замыкания неподвижно закреплена каретка D с расположенными на ней узлами крепления основного шибера 31, двух штанг 32, 33 контрольного шибера, блока переключателей 34 (переключатели блока не показаны) подвижных кулачков для контроля прилегания остряка к рельсу и контроля соединения остряка с шиберами, линейного кулачка 35 переключения реверсивного движения электропривода.
Контрольная система электропривода состоит из штанг 32, 33 и штока 36 контрольного шибера установленного на каретке D, блока подвижных кулачков 37, 38, 39, 40. расположенных на каретке D, качающихся рычагов 41, 42, 43, 44 кинематически связанных по парно друг с другом.
Модули стрелочного электропривода собраны в корпусах и размещены в корпусе шпалы 3.
Контроль прилегания остряка к рельсу осуществляют следующим образом.
При вращении ротора электродвигателя 4 посредством муфты 5, вала 8, трансмиссионного вала 11, вращение передается на винт 15, где вращательное движение винта преобразуется в поступательное движение толкателя-гайки 18 вдоль винта. При поступательном движении толкателя-гайки 18, справа налево освобождает кулачки 29, 30, упирается в кулачки 28, 27 пытается повернуть их на своей оси. Однако этому препятствует направляющие 21, 22 в которые упираются кулачки. Поступательное движение толкателя 18 приводит к поступательному движению кулачков 29, 30 закрепленных в корпусе 19, 20 механизма замыкания шибера, и соответственно шибера 31 и штанг контрольного шибера 23, 24. При
дальнейшем движении кулачки 27, 28 под действием толкателя 18 входят в пазы 24, 23 направляющих 21, 22 и толкатель замыкает их. Остряки шибером и контрольным шибером замкнуты в крайнем левом положении.
Для того чтобы проконтролировать замыкание остряка в правом положения необходимо осуществить перевод шибера в крайнее правое положение. Перевод и запирание остряка шибером идет аналогично предшествующему, в этом случае кулачки 29,30 замыкаются толкателем 18 в позах 25, 26 направляющих 21, 22 (фиг.4).Полное прилегание остряка к базовому рельсу, происходит тогда когда кулачки 29, 30 войдут в пазы 25, 26 и произойдет замыкание шибера, в этом случае кулачки 45 (фиг.6), займут положение «в линейку» замкнут соответствующие переключатели в контрольном блоке, и будет дан сигал о готовности привода к работе, контрольный шибер в этом случае становится вторым шибером, тем самым осуществляется двойное удерживание остряка. Если не произойдет плотного прилегания остряка к базовому рельсу, то не произойдет полного вхождения кулачков 29, 30 или 27, 28 пазы 25, 26 или 23, 24, в этом случае не произойдет соответствующего построения кулачков 45, 46 «в линейку» и замыкания соответствующих контактов контрольном блоком переключателя, система контроля выдаст сигнал о неготовности привода к работе.
Контроль наличия соединения шибера и контрольного шибера с остряками осуществляют следующим образом. Возможные варианты.
1. Произошло размыкание правого соединения шибера с остряком. Движение шибера вправо. В этом случае правая штанга 32 контрольного шибера принимает на себя нагрузку по перемещению остряка вправо и будет давить на рычаг 42, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления (фиг.7). Рычаг 42, совершая движение, приведет во вращательное движение рычаг 41. они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 38 (фиг.3) закрепленный на рычаге 41 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании
остряка к базовому рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание шибера и остряка.
2. Произошло размыкание правого соединения шибера с остряком. Движение шибера влево. В этом случае правая штанга 32 контрольного шибера принимает на себя нагрузку по перемещению остряка вправо и будет давить на рычаг 41, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления (фиг.7). Рычаг 41, совершая движение, приведет во вращательное движение рычаг 42. они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 38 (фиг.3) закрепленный на рычаге 41 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании остряка к базовому рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание шибера и остряка.
3. Произошло размыкание левого соединения шибера с остряком. Движение шибера влево. В этом случае левая штанга 33 контрольного шибера принимает на себя нагрузку по перемещению остряка влево и будет давить на рычаг 43, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления (фиг.7). Рычаг 43, совершая движение, приведет во вращательное движение рычаг 44, они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 39 (фиг.3) закрепленный на рычаге 44 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании остряка к базовому рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание шибера и остряка.
4. Произошло размыкание левого соединения шибера с остряком. Движение шибера вправо. В этом случае левая штанга 33 контрольного шибера принимает на себя нагрузку по перемещению остряка влево и будет давить на рычаг 44, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления (фиг.7). Рычаг 44, совершая движение, приведет во
вращательное движение рычаг 43, они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 39 (фиг.3) закрепленный на рычаге 44 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании остряка к базовому рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание шибера и остряка.
При размыкании одного из соединений контрольного шибера и остряка, независимо от направления движения остряка контроль осуществляют следующим образом.
1. Произошло размыкание соединения правой штанги 32 контрольного шибера с остряком. В этом случае пружина 47 будет давить на шток 36 (фиг.7) и на правую штангу контрольного шибера. Под действием сил упругости пружины правая штанга контрольного шибера будет давить на рычаг 41, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления Рычаг 41, совершая движение, приведет во вращательное движение рычаг 42. они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 38 (фиг.3) закрепленный на рычаге 41 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании остряка к базовому рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание контрольного шибера и остряка.
2. Произошло размыкание соединения левой штанги 33 контрольного шибера с остряком. В этом случае пружина 48 будет давить на шток 36 (фиг.7) и на левую штангу контрольного шибера. Под действием сил упругости пружины правая штанга контрольного шибера будет давить на рычаг 44, заставляя его совершать вращательное движение вокруг оси крепления Рычаг 44, совершая движение, приведет во вращательное движение рычаг 43, они «разойдутся» на некоторый угол. Кулачек 39 (фиг.3) закрепленный на рычаге 44 не войдет в соприкосновение с переключателем контрольного блока переключателей и при примыкании остряка к базовому
рельсу в таком положении контрольного шибера будет сформирован сигнал, привод не готов к работе имеется размыкание контрольного шибера и остряка.
Таким образом, применение настоящего изобретения позволит повысить надежность соединения остряков с шиберами и прилегания остряков к базовому рельсу за счет использования в способе контрольного шибера, в качестве одного из элементов системы контроля с сохранением им функций силового удержания остряков в замкнутом состоянии, что позволило исключить контроль остряков с помощью контрольных линеек.
Исполнение стрелочного электропривода состоящего из отдельных модулей, позволит повысить надежность работы стрелочного электропривода, расширить области применения, сократить эксплуатационных расходов, повысить безопасность движения поездов