КОМПЛЕКТ КОМПОЗИЦИОННЫХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ УСТАНОВКИ В СТРЕЛОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТИПА СП
SET OF COMPOSITE METAL-CERAMIC PARTS FOR INSTALLATION IN SWITCH ELECTRIC DRIVE OF CP TYPE

Изобретение относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики, предназначенным для перевода, замыкания и контроля положения остряков на железнодорожном транспорте, в частности, к электроприводам стрелочным серии СП.
Известен комплект композиционных деталей для модернизации стрелочного электропривода, включающий, включающий диски муфты редуктора со вставками, выполненными из износостойкого
самосмазывающегося фрикционного материала, втулку зубчатого колеса редуктора, кольца подшипников скольжения редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала, выполненные из износостойкого композиционного антифрикционного материала, ножи автопереключателя, выполненные из композиционного материала повышенной дугостойкости. (Патент на изобретение RU 2325296 по заявке №2006117666 от 22.05.2006 г., МПК В61L 5/06).
Недостатками данного комплекта являются то, что он не включает в себя все детали, имеющие малую надежность в процессе эксплуатации, а имеющиеся детали, выполненные из композиционных металлокерамических материалов, имеют различный период стойкости, не достигающий нормированного периода работы электропривода.
Задачей заявляемого изоретения является повышение безопасности работы стрелочных электроприводов и движения железнодорожного транспорта.
6
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в достижении периода стойкости деталей, установленных в стрелочном электроприводе, выполненных из композиционных материалов, не менее 1,5×10 циклов срабатывания, снижение затрат на обслуживание электроприводов.
Указанный технический результат обеспечивается заявляемым комплектом композиционных металлокерамических деталей для установки в стрелочный электропривод типа СП, включающем диски муфты редуктора со вставками, выполненными из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала, втулку зубчатого колеса редуктора, кольца подшипников скольжения редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала, выполненные из износостойкого композиционного антифрикционного материала, ножи автопереключателя, выполненные из композиционного материала повышенной дугостойкости, при этом комплект дополнительно содержит, направляющие шибера и контрольных линеек, вкладыш кулачковый, при этом, вставки дисков муфты редуктора, выполненные из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала содержащего, мас. %:
окись кремния
2,0-5,0
графита
2,0-5,0
медь
10,5-17,5
барит
2,0-5,2
железо
остальное,
3
пропитаны маслом, имеет открытую пористость 15-20%, твердость по Бринеллю НВ не менее 600 МПа, плотность 5,45-5,85 г/см, относительную осадку не менее 12%, и масловпитываемость 1-4%, втулка зубчатого колеса редуктора, кольца подшипников скольжения редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала, а также направляющие шибера и контрольных линеек, вкладыш кулачковый выполненные из износостойкого композиционного антифрикционного материала, содержащего, мас. %:
графит
0,6-1,5
никель
1,0-3,0
медь
2,5-5,0
дисульфид молибдена
0,8-1,0
железо
остальное,
пропитаны маслом, имеет объемную пористость не более 25%, твердость по Бринеллю НВ не менее 900 МПа, ножи автопереключателя, выполненные из композиционного материала повышенной дугостойкости, содержащего, мас. %:
карбид вольфрама
47-58
кобальт
3-5
углерод
1,2-1,8
фосфор
0,2-0,7
медь
остальное,
3
имеют плотность 9,2-9,9 г/см, удельное электрическое сопротивление не более 21,4 мкОм.см, твердость не менее НВ 1000 МПа, для установки в автоматическом переключателе - нож узкий и нож широкий. Кроме этого, износостойкий самосмазывающийся фрикционный материал и износостойкий композиционный антифрикционный материал пропитаны маслом АМГ-10 ГОСТ 5794075.
6
6
Достижение периода стойкости деталей, установленных в стрелочном электроприводе, выполненных из композиционных материалов, не менее 1,5×10 циклов срабатываний, и снижение затрат на обслуживание электроприводов, достигается тем, что для каждой группы деталей работающих в условиях близких, по нагрузке, характеру движения, внешней среде разработан свой материал с необходимыми физико-механическими свойствами. С учетом нагрузок, внешней среды, действующих вибраций, материал оптимизирован таким образом, что бы детали, изготовленные из него, могли выдержать без замены не менее 1,5×10 циклов срабатывания стрелочного электропривода. При таком периоде стойкости значительно уменьшатся затраты на обслуживание электропривода.
6
Авторами быль проведен анализ всех причин выхода из строя стрелочного электропривода СП-6, самого распространенного на ОАО РЖД. Такой анализ был проведен по данным ОАО РЖД за несколько лет эксплуатации стрелочного электропривода, были определены наиболее изнашиваемые детали электропривода, причины износа, намечены пути повышения стойкости контактных поверхностей. Были определены три направления работы. Первое - повышение антифрикционных свойств композиционного материала и физико-механических свойств материала для изготовления деталей участвующих в процессе трения скольжения. Второе - повышение фрикционных свойств композиционного материала и физико-механических свойств материала для изготовления контактных элементов фрикционной муфты и сохранение данных свойств в условиях работы: периодический процесс торможения, смена направления движения при торможении, длительный период нахождения контактных поверхностей в неподвижном состоянии при температурах от минус 50°С до плюс 100°С, сохранение постоянным высокого коэффициента трения. Третье - повышение сопротивления композиционного материала к электроэрозионному (дугостойкости) и механическому изнашиванию для изготовления ножей автопереключателя, работающих в режиме периодического включения и выключения, имеющего низкое удельное электрическое сопротивление. В дальнейшем для каждой детали был определен оптимальный материал, который позволял детали выдерживать 1,5×10 циклов срабатывания стрелочного электропривода.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1-10 показан комплект композиционных металлокерамических деталей для стрелочных электроприводов типа СП.
Комплект композиционных металлокерамических деталей для установки в стрелочном электроприводе типа СП состоит из вставок (Фиг. 1) для дисков муфты редуктора, выполненных из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала, втулки (Фиг. 2) зубчатого колеса редуктора, кольца (Фиг. 3) подшипника скольжения редуктора, ролика (Фиг. 4) ножевого и ролика (Фиг. 5) переключающего рычагов блока главного вала, вкладыша (Фиг. 6) кулачкового, направляющий (Фиг. 7) шибера и направляющей (Фиг. 8) контрольных линеек, выполненных из износостойкого композиционного антифрикционного материала, ножа (Фиг. 9) большого, ножа (Фиг. 10) малого автопереключателя, выполненных из композиционного материала повышенной дугостойкости.
На данный комплект разработана конструкторская и технологическая документация. Комплекты композиционных металлокерамических деталей для установки в стрелочном электроприводе типа СП изготовляются ООО «НТЦ Информационные Технологии» для всех дорог ОАО РЖД РФ.