ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Предлагаемое решение относится к средствам управления положением железнодорожного пути на стрелочном переводе.
Известно решение (свидетельство на полезную модель №26205. Электропривод стрелочный), в котором электропривод, обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение шибера, взаимодействующего со стрелкой железнодорожного пути, содержит электродвигатель, муфту, редуктор, открытую зубчатую передачу, автопереключатель и шибер.
В редукторе размещена предохранительная фрикционная муфта, включающая в себя ряд подпружиненных поочередно установленных неподвижных и подвижных сборных дисков. Последние состоят из поводков с отверстиями, в которых установлены вставки, выполненные из композиционного материала на основе железа.
Взаимодействие главного вала с автопереключателем осуществляется посредством пары трения ось - ролик переключающего рычага. Автопереключатель состоит из неподвижной контактной колодки и колодки с ножами, образующие замыкание либо размыкание цепи электрического питания электродвигателя. Ножи выполнены из композиционного материала на основе меди методом порошковой металлургии. Опорами валов являются подшипники скольжения из композиционного материала, полученного методом порошковой металлургии.
Недостатком данного решения является сравнительно невысокий ресурс электропривода из-за недостаточной износостойкости и нестабильности работы фрикционных дисков предохранительной фрикционной муфты, ножей и роликов переключающего рычага автопереключателя и других узлов привода.
Наиболее близким к заявленному объекту является решение (Патент №43520 РФ на полезную модель «Электропривод малообслуживаемый для стрелочного перевода»), где электропривод состоит по существу из узлов, агрегатов и механизмов, аналогичных указанному ранее решению. При этом ряд деталей (направляющие втулки шибера, перемещающихся линеек, ролики автопереключателя, зубчатые колеса и др.) выполнены из композиционных материалов. Материалы изнашиваемых деталей подобраны из условия либо равного ресурса, либо кратного значения общему ресурсу деталей. Повышена вандалозащищенность электропривода за счет применения кодового замка и наличия фиксаторов осей крепления крышки и корпуса, крышка снабжена изнутри термозащитным материалом.
Недостатками данного решения являются невысокая износостойкость и стабильность работы предохранительной фрикционной муфты в режиме теплоимпульсного трения, а также недостаточная износостойкость и высокая себестоимость ножей и роликов переключателя.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение долговечности и обеспечение надежной работы стрелочного перевода за счет повышения износостойкости и стабильности работы
предохранительной фрикционной муфты в режиме теплоимпульсного трения, увеличения ресурса ножей и роликов автопереключателя.
Технический результат достигается применением новых композиционных материалов для подвижных фрикционных дисков предохранительной муфты, ножей и роликов автопереключателя, а также изменением конструкции подвижных фрикционных дисков и оптимизацией угла β ножей автопереключателя.
На фиг.1 показана принципиальная схема электропривода, на фиг.2 - принципиальная схема ножевого автопереключателя, на фиг.3 принципиальная схема редуктора со встроенной предохранительной муфтой (существующий вариант), на фиг.4 - принципиальная схема редуктора с измененной конструкцией предохранительной муфты, на фиг.5 - схема фрикционного диска, на фиг.6 - нож автопереключателя, на фиг.7 - ролик автопереключателя.
Устройство электропривода следующее. В корпусе 1 размещены электродвигатель 2, приводящий в движение элементы редуктора 3 с встроенной муфтой 4. Через открытую пару зубчатых колес 5 движение передается на главный вал 6, который взаимодействует через зубчатое колесо 7 с шибером 8 и автопереключателем 9. Шибер связан со стрелкой (не показано) и своим возвратно-поступательным движением обеспечивает переключение стрелки из одного положения в другое. На одном из валов редуктора 3 установлена встроенная предохранительная муфта 4, содержащая неподвижные 10 и подвижные 11 фрикционные диски. Блок главного вала 6 содержит рычаг переключающий 12, сопряженный с рычагом ножевым 13.
В переключающий рычаг 12 установлена ось 14, несущая ролик 15, взаимодействующий с профильным участком главного вала 6 и тем самым обеспечивает работу автопереключателя. При этом ножевой рычаг 13 осуществляет качание колодки 16, несущей ножи 17. Качание колодки 16 обеспечивает контакт ножей 17 с контактными пружинами 18 неподвижной контактной колодки 19 и тем самым реализуется замыкание или размыкание электрической цепи.
Входящие в состав предохранительной фрикционной муфты подвижные диски 11 выполнены сборными. Они состоят из поводка 2 и износостойких фрикционных элементов кольцевой формы 1, припекаемых к поводку (фиг.5). Фрикционные элементы получены методом порошковой металлургии из композиционного материала (патент РФ на изобретение №2299257 «Металлокерамический фрикционный сплав»). Фрикционные элементы выполнены из композиционных материалов (пример: железо - 68,5-75,5% масс.; олово - 9-11% масс.; дисульфид молибдена - 1,5-2,5% масс.; диоксид кремния - 4-6% масс.; графит - 8,5-9,5% масс.; свинец - 1,5-2,5% масс.) получены методом порошковой металлургии с пропиткой маслом АМГ-10. Применение данного материала для подвижных фрикционных дисков муфты позволило увеличить средний ресурс до 1,5 миллионов переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н и до 1,0 миллиона - при нагрузке до 6000 Н,
что соответствует ТУ 32 ЦШ2117-2003 (Электропривод стрелочный с внутренним замыканием неврезной типа СП-6К).
пок
cк
Фрикционные свойства применяемого композиционного материала: коэффициент трения покоя f=0,37, коэффициент трения скольжения f=0,25 (приведены средние значения) позволили сократить число подвижных дисков с четырех до двух (фиг.3, 4) и значительно увеличить стабильность работы муфты в диапазоне температур от -60°С до +45°С.
2
3
Ножи автопереключателя выполнены из композиционного материала на основе меди методом порошковой металлургии (пример: никель 4-6% масс.; АlO - 1.5-2.2% масс.; С - 1-1,5% масс., медь - остальное). Применение указанного материала в сочетании с оптимальным значением угла β=11°30'-12°30' (фиг.6) для ножей автопереключателя позволило увеличить электроэрозионную стойкость и довести средний ресурс работы до величины, соответствующей ТУ 32 ЦШ2117-2003 (Электропривод стрелочный с внутренним замыканием неврезной типа СП-6К).
Ролик переключающего рычага автопереключателя выполнен из композиционного материала на основе железа (пример: железо 82-84% масс.; диоксид кремния - 1-3% масс.; медь - 8-10% масс.; прочее - до 5% масс.) и получен методом порошковой металлургии с пропиткой смазочным материалом с необходимыми добавками и присадками.
6
6
Эксплуатационные свойства композиционного материала для роликов переключающего рычага позволили повысить ресурс до 0,7*10 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н и 0,5*10 - при нагрузке до 6000 Н.
Указанная совокупность признаков (конструкция фрикционных дисков и муфты, фрикционные и эксплуатационные свойства композиционных материалов для подвижных дисков, ножей и роликов автопереключателя) позволят значительно повысить долговечность и надежность работы привода, снизить затраты на изготовление, обслуживание и ремонт.