浅谈S700K转辙机毕业设计论文可编辑.docx
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浅谈S700K转辙机毕业设计论文
浅谈S700K转辙机
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摘要
S700K电动转辙机结构先进,工艺精良,采用道岔机械锁闭装置,道岔两根尖轨和可动心轨采用多点牵引,以三相交流电动机作为动力,没有直流电动机的整流子,不但解决了长期困扰信号维修人员的电机断线、故障电流变化、接点接触不良、移位接触器跳起和挤切销折断等惯性故障,易于集中操作,实现自动化,而且可以做到“少维护、无维修”从而既提高了设备的可靠性和使用寿命,又符合中国铁路运营的特点和发展方向。
关键词:
S700K电动转辙机;少维护;无维修
摘要I
引言1
1S700K电动转辙机的结构2
1.1整体结构2
1.2主要部件及其作用2
1.2.1三相电动机2
1.2.2齿轮组3
1.2.3摩擦连接器3
1.2.4滚珠丝杠3
1.2.5保持连接器3
1.2.6检测杆4
1.2.7锁闭块与锁舌4
1.2.8速动开关4
1.2.9减速器5
1.2.10安全接点座（遮断开关）5
1.2.11接线座5
1.3S700K电动转辙机的分类5
2S700K电动转辙机基本功能及特点6
2.1S700K电动转辙机的基本功能6
2.2S700K型电动转辙机的特点6
3S700K电动转辙机的动作原理7
3.1道岔启动电路:
7
3.2S700k提速道岔与ZD6型道岔启动电路的主要区别:
7
3.3道岔表示电路:
（定位表示电路）7
3.4电动转辙机的整体运动过程8
4S700K转辙机的整治9
4.1S700K电动转辙机的优点9
4.2S700K电动转辙机的不足9
4.3S700K电动转辙机的整治9
5S700K电动转辙机的检查、保养与故障处理10
5.1S700K电动转辙机的检查10
5.2S700K电动转辙机的保养措施12
5.3S700K电动转辙机常见的故障分析及处理13
结论15
致谢16
参考文献17
引言
伴随着铁路大提速的背景,为满足列车提速后对行车安全的要求,在车站正线改为提速道岔后,道岔的转换采用S700K型转辙机锁闭。
S700K型电动转辙机的产品代号来自德文“Simens-700-Kugelgewinde”,其含义为“西门子-具有6860N（700kgf）保持力-带有滚珠丝杠”的电动转辙机。
是由于提速需要,从德国西门子公司引进设备和技术,经消化吸收和改进后,迅速在全路主要干线上推广运用的转辙机。
该型转辙机结构先进,工艺精良,它采用道岔机械锁闭装置,道岔两根尖轨和可动心轨采用多点牵引,以三相交流电动机作为动力,没有直流电动机的整流子,不但解决了长期困扰信号人员的电机断线、故障电流变化、接点接触不良、移位接触器跳起和挤切销折断等故障,而且可以做到“少维护,无维修”,从而既提高了设备的可靠性和使用寿命,又符合中国铁路运营的特点和发展方向。
1S700K电动转辙机的结构
转辙机是道岔控制系统的执行机构,用于道岔的转换于锁闭,以及道岔所处位置和状态的监督。
1.1整体结构
主要由外壳部分、动力传动机构、检测和锁闭机构、安全装置、配线接口五大部分组成。
（1）外壳部分:
主要由铸铁底壳、机盖、动作杆套筒、导向套筒、导向法兰等四部分组成。
（2）动力传动机构:
主要由三相交流电机、齿轮组、摩擦连接器、滚珠丝杠、保持连接器、动作杆等六部分组成。
（3）检测和锁闭机构:
主要由检测杆、叉形接头（用于内外检测杆的连接）、速动开关组、锁闭块和锁舌、指示标等五部分组成。
（4）安全装置:
主要由开关锁、遮断开关、连杆、摇把儿孔挡板等四部分组成。
（5）配线接口:
主要由电缆密封装置、接插件插座两部分组成。
1.2主要部件及其作用
1.2.1三相电动机
三相电动机的三个绕组成星形接法,每相引出线均为单根多股软线。
三相交流电动机的三个绕组呈星形接法,每相的引出线为单根多股软线,因而从根本上解决了直流电动机必须设置整流子造成的电机电枢断线、枢间混线、炭刷与整流子接触不良等惯性故障,从而提高了设备的可靠性合使用寿命,减少了维修量。
三相交流电动转辙机和直流电动转辙机的控制电路都是由动作电动转辙机的动作电路和把道岔位置反映到室内来的表示电路两部分组成的。
其中:
动作电路由于采用了不同的动作电源,仅在电路上做了部分适应性的变动。
如:
为了完成对电动转辙机的转换,采用了五线制动作电路;为了完成对电动机正常转换的监督,设置了断相保护器和断相保护继电器。
表示电路则采用了同一性能的更安全可靠的半波整流三值极性电路。
这一半波整流三值极性电路不再依靠另外设置的4uF电容器来渡过无电的负半周而可靠吸起,减小了由于电容器产生的倍压对二极管的冲击,提高了系统的可靠性。
但由于动作电源的混入,不得不增加电阻来防护大功率的二极管并加大二极管的功率。
1.2.2齿轮组
齿轮组由摇把齿轮、电机齿轮、中间齿轮及摩擦连接器齿轮组成。
其中摇把齿轮与电机齿轮是一个传递系统。
其作用是能用手摇把儿对电动转辙机进行人工操纵。
电机齿轮、中间齿轮与摩擦连接器齿轮是一个传递系统。
它除了将电机的旋转驱动力传递到摩擦连接器上外,更重要的是,它还是电动转辙机的第一级减速器。
在功率一定的条件下,物体的转速高,其转矩就小,转速低,转矩就大。
电动转辙机用的电动机,其功率选定后是不变的。
为了得到较大的转矩来带动道岔,必须要经过减速。
在S700K型电动转辙机中,齿轮组是第一级减速器,滚珠丝杠是第二级减速器。
1.2.3摩擦连接器
当电机的动作电路被切断后,由于电机的转动惯性,不能立即停转,所以应当设法把这个剩余动力消耗掉。
另外,当尖轨在转换中途受阻不能继续转换时,不使电机因不能转动而被烧毁。
为此,电动机和转辙机之间不能硬性连接,在它们之间要装有摩擦连接器。
摩擦连接器的摩擦力必须能够进行调节,使道岔在正常工作情况下,电动机能够带动转辙机工作;在道岔转换终了或尖轨被阻时,使电动机能够克服摩擦连接器的压力而空转,以保证电动机不致被烧毁。
所以要求摩擦连接器调整好的摩擦压力必须稳定在一个数值上基本不变,才能保证转辙机的可靠工作。
1.2.4滚珠丝杠
滚珠丝杠的结构相当于一个直径32mm的螺栓和螺母。
它的动作原理是:
当滚珠丝杠正向或反向旋转一周（360°）时,螺母前进或后退一个螺距。
它的作用:
（1）将电动机的旋转运动变为直线运动;
（2）起到减速作用,其减速比取决于丝杠的螺距。
1.2.5保持连接器
保持连接器是转辙机的挤脱装置。
保持连接器利用弹簧的压力通过槽口式结构将滚珠丝杠与动作杆连接在一起。
当道岔的挤岔力超过弹簧压力时,动作杆滑脱,起到整机不被损坏的保护作用。
就相当与ZD型电动转辙机中的挤岔装置。
对不可挤型转辙机,工厂将在保持连接器中另外放置一个止挡环,用于阻止与动作杆相连的保持栓的移动,这就改成了硬连接结构。
保持连接器是转辙机的挤脱装置。
保持连接器利用弹簧的压力通过槽口式结构将滚珠丝杠与动作杆连接在一起。
当道岔的挤岔力超过弹簧压力时,动作杆滑脱,起到整机不被损坏的保护作用。
就相当与ZD型电动转辙机中的挤岔装置。
对不可挤型转辙机,工厂将在保持连接器中另外放置一个止挡环,用于阻止与动作杆相连的保持栓的移动,这就改成了硬连接结构。
1.2.6检测杆
检测杆随尖轨或心轨转换而移动,用来监督道岔在终端位置时的状态。
检测杆有上、下两层,上层检测杆用于监督缩进密贴的尖轨（或心轨）的工作状态,下层检测杆用于监督伸出密贴的尖轨（或心轨）的工作状态。
上、下层检测杆之间没有连接或调整装置,外接两根表示杆,分别调整。
道岔转换时,由尖轨或心轨带动检测杆运动。
当密贴尖轨或心轨密贴,斥离尖轨或心轨到达规定位置,上、下检测杆的大小缺口对准转辙机的锁闭块时,锁舌才能弹出。
也就是讲密贴尖轨或密贴心轨,斥离尖轨或斥离心轨到达规定位置,才能给出有关表示。
1.2.7锁闭块与锁舌
道岔在终端位置,当检测杆指示缺口与指示标对中时,锁闭块及锁舌应能正常弹出。
锁闭块的正常弹出使速动开关的有关启动接点闭合或断开表示接点。
锁舌的正常弹出用于阻挡转辙机的保持连接器的移动,实现转辙机的内部锁闭。
锁舌的伸出量一般大于或等于10mm,但最小伸出量不得小于9mm。
转辙机开始动作后,锁舌在锁闭块的连带作用下应能正常缩入。
锁闭块的缩入,应可靠地断开表示电路;锁舌的缩入,应完成转辙机的解锁。
1.2.8速动开关
速动开关实际上就是采用了沙尔特堡接点组（速动开关组）的自动开闭器。
它是随着尖轨（或心轨）的解锁、转换和锁闭过程。
自动开闭电动机动作电路和自动开闭道岔表示电路的接点系统。
它包括自动接通、断开电动机向定位转的电路的定位动作接点（DD）,自动接通、断开电动机向反位转的电路的反位动作接点（FD）,自动接通、断开道岔定位表示电路的定位表示接点（DB）和自动接通、断开道岔反位表示电路的反位表示接点（FB）。
它的动作必须与尖轨（或心轨）的解锁、转换和锁闭过程联系起来,满足以下技术条件:
（1）在尖轨（或心轨）解锁以前先切断原来的道岔表示电路,使DB、FB都断开,表示道岔已处于不密贴状态。
然后闭合反转用的电机电路,使DB、FB都闭合,为随时向回转做好准备。
（2）在尖轨（或心轨）转换过程中,必须保证自动开闭器接点不动。
排除DB、FB有闭合的可能。
（3）必须保证在尖轨（或心轨）锁闭后（应绝对禁止在锁闭前）及时断开电动机动作电路,接通表示电路。
（4）若尖轨（或心轨）不密贴,严禁表示接点闭合。
因故道岔在四开状态时,表示接点应可靠切断表示电路,把道岔状态反映出来。
速动开关组分上、下两层,站在速动开关一侧看,每层各分左右两排接点组,每排由左至右依次排列六组接点。
每排的前两组接点是分别由两组接点串联使用的。
第一、四排为动作接点,二、三排为表示接点。
1.2.9减速器
在功率一定的条件下,物体的转速高,其转矩就小,转速低,转矩就大。
电动转辙机用的电动机,其功率选定后是不变的。
为了得到较大的转矩来带动道岔,必须要经过减速。
在S700K型电动转辙机中,齿轮组是第一级减速器,滚珠丝杠是第二级减速器。
1.2.10安全接点座（遮断开关）
安全接点座的作用是需要进行内部检修或摇动道岔时,人工切断动作电路,断开安全接点,防止电动机在室内板动道岔,保证人身安全。
1.2.11接线座
接线座是转辙机与电缆盒的配线部件,现采用德国技术的菲尼克斯接线座。
1.3S700K电动转辙机的分类
S700K型电动转辙机是一种规格齐全的电动转辙设备。
它不仅能满足道岔尖轨、心轨的单机牵引,而且也能满足双机、多机牵引的需要。
S700K型电动转辙机的机身是通用的,经配件组装,可根据具体需要组成各种类型。
根据安装方式的不同,每一种类又分为左装和右装两种。
所谓左装或右装是指:
面对尖轨或心轨时,转辙机安装在线路左侧的,称为左装;安装在右侧的称为右装。
左装的转辙机型号用字母A加上奇数数码表示,如A13、A15;右装的转辙机型号用字母A加上偶数数码表示,如A14、A16等。
S700K型电动转辙机属于滚珠丝杠传递的三相交流电动转辙机。
2S700K电动转辙机基本功能及特点
2.1S700K电动转辙机的基本功能
（1）作为转换器,它应具有足够大的拉力完成道岔可动部件（如尖轨或心轨）的转换（解锁---转换---锁闭）过程;因故不能转换到底时,应随时通过操纵使之返回原来位置。
（2）作为锁闭器,转换不到底不应锁闭,不锁闭时不应停止转换;一旦锁闭,应能防止外力对道岔的解锁。
（3）作为监督器,应能随时反映出道岔的定位、反位和四开的三种位置和状态。
（4）S700K型电动转辙机可以操纵各种型号和规格的道岔。
它适用于尖轨或可动心轨处采用外锁闭的道岔,它还能操纵脱轨器以及吊桥、旋桥或闸门等的栓锁装置。
2.2S700K型电动转辙机的特点
S700K型电动转辙机是由于提速的需要,引进德国技术生产的,它具有以下主要特点:
1、采用交流三相电动机。
从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率。
2、采用了直径为32MM的滚珠丝杠作为驱动装置。
3、采用了具有弹簧式挤脱装置的保持连接器,并选用了不可挤型零件,从根本上解决了由于挤切销老损而造成的惯性故障。
4、采用了多片干式可调摩擦连接器,经工厂调整加封,使用中无需再调整。
5、道岔锁闭采用外锁闭装置。
3S700K电动转辙机的动作原理
3.1道岔启动电路:
当进路带动道岔由定位向反位转换时:
FCJ↑→1DQJ↑→1DQJF↑→2DQJ→构成三相交流电动机电路,A、B、C三相交流电源经RD1-RD3进入DBQ。
三相交流电动机相序为A、C、B时,电动机反转。
三相交流电经DBQ→BHJ↑→1DQJ自闭。
电动转辙机转换完毕,接点断开启动电路,无电流流经DBQ→BHJ↓→1DQJ↓→1DQJF↓→电路恢复正常。
当进路带动道岔由反位向定位转换时→DCJ↑→1DQJ↑→1DQJF↑→2DQJ→三相交流电动机相序为:
A、B、C,使电机正转。
3.2S700k提速道岔与ZD6型道岔启动电路的主要区别:
（1）交流转辙机启动电路增设了DBQ和BHJ,防止因断相而烧坏电机。
（2）电路增设了TJ,当1DQJ↑后开始计时,13秒后吸起,当电动转辙机转动超过13秒时,TJ↑→切断1DQJ和1DQJF的励磁和自闭电路,使电机停转。
防止电机长时间运行而烧坏。
（3）、直流电动转辙机的1DQJ1-2线圈自闭与电机线圈串联,起到监督电机的作用;而交流转辙机的1DQJ1-2线圈自闭电路有BHJ↑构成,监督三相电源的完整。
（4）、交流转辙机改变电动机旋转方向是由2DQJ转极后,改变三相交流电源的相序来实现。
而ZD6型电动机是通过改变电机激磁绕组中的电流方向实现。
3.3道岔表示电路:
（定位表示电路）
道岔表示电路是用道岔表示继电器与半波整流二极管并联的方式构成。
当正弦交流电在正半周时,假设变压器Ⅱ次侧4正,3负。
电流流向为Ⅱ4→1DQJ13-11→X1→电机A绕组→电机绕组→接点11-12→X4→DBJ1-4→2DQJ132-131→1DQJ21-23→R1→Ⅱ3。
这时DBJ↑。
与此同时,与DBJ继电器线圈并联的另一条支路中,电流流向为:
Ⅱ4→1DQJ13-11→X1→电机A绕组→电机C绕组→接点（35-36）→R2→Ζ→接点（15-16、34-33）X2→2DQJ112-111→1DQJF11-13→2DQJ132-131→1DQJ21-23→R1→Ⅱ3。
在这条支路中,整流二极管反向截止,电流基本为零。
当正弦交流电在负半周时,变压器Ⅱ次侧3正,4负。
在DBJ和二极管整流这两条支路中,电流方向均相反。
由于这是二极管呈正向导通状态,该支路的阻抗要比DBJ支路阻抗小得多,所以负半周电流绝大多数由整流二极管支路流过,但DBJ线圈的感抗很大,恰好由二极管的导通方向构成一个闭合回路,而产生一个自感电流与继电器的吸起电流方向相同,因而使DBJ能保持在吸起状态。
反位表示电路与定位表示电路的工作相同,不同的是由X1、X3、X5线构通。
不论道岔在定位还是反位,其表示电路中均检查三相电机的每组线圈的完好,一旦电机线圈断线,道岔将失去表示。
总的来说:
其原理为“电机转动→减速器齿轮组转动→摩擦连接器传递→滚珠丝杠转动→滚珠丝杠上的螺母移动→操纵板的斜面将锁舌顶回（切断表示电路,构成返回时的动作电路）→锁闭块缩进（转辙机解锁）→保持联接器及动作杆移动→锁闭杆→道岔转换→带动尖轨或心轨→外表示杆移动→检测杆（机内表示杆）移动→到位后锁闭块弹出锁闭道岔→给出该道岔新的位置表示。
3.4电动转辙机的整体运动过程
电动转辙机的动作大致可分为三个过程:
第一为解锁过程（先断开表示,后机械解锁）;第二为转换过程;第三为锁闭道岔及接通表示接点的过程（先机械锁闭;后接通表示电路）。
4S700K转辙机的整治
4.1S700K电动转辙机的优点
S700K电动转辙机结构先进,工艺精良,不但解决了长期困扰信号维修人员的电机断线、故障电流变化、接点接触不良、移位接触器跳起和挤切销折断等惯性故障,而且可以做到“少维护、无维修”。
4.2S700K电动转辙机的不足
由于采用双机牵引和钩式外锁,从表面上看第一牵引点的牵引力比原来的小。
但由于外锁闭的阻力增大和牵引力作用点的下移,而在做4mm试验时是在尖轨和基本轨上部,且因心轨趾端和翼轨趾端相碰,造成相对的一个支点,势必会使心轨与翼轨上部有间隙。
所以,转辙机牵引力越大,或增大密贴力,都会使心轨与翼轨上部的间隙越来越大,而增大密贴力和转辙机牵引力会使心轨变形更加严重,给道岔工电双方设备的伤害更大。
再则,目前心轨在运用中有一部分存在严重的病害,心轨不能与基本轨垂直密贴,自由状态下上部有2~3mm间隙,是工电双方整治道岔难以克服的病害,也是4mm不锁闭难以保持的重要隐患。
第二牵引点动程不够,第一牵引点拉力大存在的较多（3000~3500N）,第二牵引点的拉力大部分不够6500N;另一方面,工务方面存在心轨状态不良,表现在心轨凸缘铁与翼轨两侧的距离偏差太大,不良的道岔一般在16~22mm;三是尖轨弯曲使中间动程超标,导致主副缺口不在规定的位置而造成卡缺口。
4.3S700K电动转辙机的整治
可动心轨道岔整治需要花大力气并长期坚持。
首先要从认识上重视,减少重复工作,严格按照标准整治（主要是第二牵引点动程的调整和两牵引点力量的分配）;其次是打磨心轨趾端和翼轨趾端相碰的接触面;三是及时通知工务对道岔病害进行整治。
电务本身急需解决的问题:
一是心轨导向销易损坏,造成的故障难恢复,急需改造成外置导向销,能增加耐磨能力,同时便于故障恢复;二是加强维护管理,对相关单位在道岔上的作业主动配合,及时调整安装装置和外锁闭的相对位置,防止转换受阻;三是及时消除假指示标,对指示标的安装位置进行检查核对;四是整治好缺口监测报警设备,充分利用监测设备提供的整治设备的信息,达到整治的针对性。
5S700K电动转辙机的检查、保养与故障处理
5.1S700K电动转辙机的检查
（1）机盖灵活性检查;
机盖应开闭自如,不应对机盖施加重压。
若找开机盖锁很费力,请检查锁钩及锁栓的位置。
如果开锁不灵活,请加入磷状石墨粉来润滑。
在零度以下,如果锁被冰冻住了,则采用适当方法除冰。
若仍然无效,请更换机盖锁。
（2）检查转辙机的密封状态;
镶嵌于底壳边缘的密封圈应保持弹性,无破损断裂。
排水塞、动作杆罩筒塞无脱落,电缆密封装置与外部电缆保护连接、密封状态良好。
（3）检查转辙机的内部状态;
转辙机内部应保持清洁、干燥,机体内的润滑剂不会对转辙机的性能产生不良影响。
（4）检查电缆线束的状态;
电缆线速必须用合适的线卡夹紧。
如果绝缘层外观受损,就务必对电缆线速进行测试:
铜导体是否受到损伤。
绝缘层受损可以缠一些自备的绝缘带以弥补;如果铜导线受损,则应更换带电缆束的电动机。
（5）检查零件是否受损;
可以用目测法判断零件是否受损。
（6）检查摇把齿轮的状态;
摇把齿轮应转动灵活,前后拨动时无卡阻、滞涩现象。
手摇结束后,摇把齿轮应顺利退出啮合位置。
（7）检查摇把、挡板及遮断开关的功能;
当接通遮断开关时,手摇把插入孔的挡板必须能阻止手摇把啮入摇把齿轮。
在摇把齿轮与摇把挡板之间必须有一条侧隙（一般为1~3mm）。
切断遮断开关后,手摇把必须能顺利地插入摇把孔。
此时电源被切断,不经人工确认,不得恢复接通。
注意:
检查时不得用强力!
（8）检查电动机的状态;
电动机在正常情况下通电后应转动自如,齿轮啮合正常,无明显过大的噪音。
电动机在水中被浸泡过,则必须对其绝缘性进行检查。
当绝缘电阻出现明显大幅下降,低于25MΩ时（使用500V兆欧表）,则应更换电动机。
电动机应被螺栓可靠地固定在底壳上,不允许出现松动情况。
电动机上的齿轮被损伤而影响齿轮组啮合时,应予更换。
（9）检查滚珠丝的状态;
要避免外部对滚珠丝杠的机械损伤,其传动面上的任何操作都会降低传动效率。
当出现影响传动可靠性的损伤或明显的变形时,则转辙机必须下道检修或更换。
滚珠丝杠沿轴向的串动量不能大于1mm。
（10）检查检测杆的状态;
检测杆随尖或可动心轨转换而移动,用来监督道岔在终端位置时的状态。
检测杆上的指示缺口与机内指示标对中,允许偏差为±0.5mm。
机外的标尺其作用与机内的指示标相同,用于不打开机盖情况下检查尖轨或可动心轨辙叉的偏移情况。
检测杆端部的叉形接头处,销钉或连接孔因磨损而出现的旷动量应不大于1mm。
（11）检查锁闭及锁舌的状态;
在终端位置,当检测杆指示缺口与指示标对中时,锁闭块及锁舌应能正常弹出。
锁舌的伸出量一般≥10mm。
转辙机开始动作后,原伸出的锁闭块应能正常缩入,锁舌在锁闭块的连带作用下应能正常缩入。
提示:
转辙机工作时,不能随意将伸出的锁舌或锁闭块推入,否则会切断原表示电路!
（12）检查摩擦联结器的状态;
出厂前,已经按额定转换力的要求调整好摩擦联结器并施以漆封,现场使用中不再对其进行调整。
摩擦联结器如果被拆开或者其可调端盖被旋转过,则必须重新对产品的转换力进行检验。
长期在低于额定转换力的条件下工作,当因卡阻等原因出现摩擦联结器打滑时,原预定的打滑时的摩擦力可能会略有增加。
适当的摩擦打滑试验（例如每半年一次,每次正、反向各打滑5-10秒）,能使摩擦联结器有比较稳定的工作性能。
（13）检查保持器的状态;
保持器是转辙机的重要受力件之一,是可挤型和不可挤型转辙机的主要区别处。
其调节螺母顶部加有铅封,铅封标志上标明了是否可挤。
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