ВИНТОВОЙ СТРЕЛОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВНУТРЕННИМ ЗАМЫКАНИЕМ ШИБЕРА, ВЗРЕЗНОЙ, ДЛЯ РАБОТЫ С ВНЕШНИМИ ЗАМЫКАТЕЛЯМИ ОСТРЯКОВ СТРЕЛКИ И ПОДВИЖНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ КРЕСТОВИН Российский патент 2002 года по МПК B61L5/06 

Изобретение относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики взрезного типа и предназначено для перевода, замыкания и контроля положения остряков, подвижных (поворотным) сердечников крестовин с помощью внешних замыкателей на железнодорожном транспорте.

Известны стрелочные электроприводы, содержащие смонтированные в общем корпусе электродвигатель, понижающий многоступенчатый механический редуктор с фрикционной муфтой сцепления, главный вал с шестерней, находящийся в реечном зацеплении с рабочим шибером, автопереключателем ножевого типа, контрольными линейками, элементом обогрева [1].

Наряду с известными достоинствами эти устройства обладают рядом недостатков, обусловленных сложностью конструкции, наличием большого числа быстровращающихся узлов и деталей, элементов скольжения, требующих интенсивной смазки, имеющих повышенный износ, вероятность заклинивания шибера и других элементов и как следствие низкую надежность, малый ресурс работы электропривода, высокие эксплуатационные затраты.

Известны также стрелочные электроприводы, где в качестве силового механизма применяются винтовые пары скольжения и качения [2, 3], преобразующие вращательное движение в поступательное. Однако в полной мере они не исключают вышеперечисленные недостатки, приводящие иногда к опасным отказам.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции, расширение области применения, унификации стрелочных электроприводов, сокращение эксплуатационных расходов, повышение общего кпд, надежности, срока службы и безопасности движения поездов.

Указанная цель достигается следующими техническими решениями:
- в стрелочном электроприводе применена шариковинтовая пара (ШВП) качения в качестве силового механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное, имеющая фрикционные ограничители хода гайки и гашения кинетической энергии вращающихся и поступательно движущихся масс в электроприводе в конце перевода, работающие по принципу обгонной муфты;
- наличием механизма замыкания и взреза шибера в крайних положениях кулачкового типа с упругим упором;
- конструкцией контрольной системы следящего типа, состоящей из блока выключателей и механизма контроля, построенной на принципе независимого контроля остряков стрелки и механизма замыкания и взреза шибера.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема стрелочного электропривода; на фиг. 2 - фрикционный ограничитель хода гайки ШВП качения; на фиг. 3, 4, 5 - механизм замыкания и взреза шибера в работе и его крайних положениях; на фиг.6 - кинематическая схема контрольной системы стрелочного электропривода.

Стрелочный электропривод (фиг.1) содержит электродвигатель 1, кулачковую муфту 2, двухступенчатый цилиндрический редуктор, состоящий из ведущего вала 3, промежуточного вала 4 и ведомого вала 5, причем промежуточный вал 4 редуктора совмещен с фрикционной металлокерамической муфтой, ШВП качения 6, 7, фрикционные ограничители 8, 9 хода гайки 7 ШВП качения, механизм замыкания и взреза 10 шибера 11, контрольные линейки 12, 13, контрольную планку 14, автопереключатель 15, выполненный на базе микропереключателей. Узлы и детали стрелочного электропривода собраны в корпусе 16. Стрелочный электропривод имеет также вспомогательные узлы; курбельные заслонки 17, 18, клеммную колодку 19, контакты безопасности 20, ввод кабеля 21. Закрывается стрелочный электропривод крышкой.

Фрикционный ограничитель 8, 9 хода гайки ШВП качения состоит из втулки 22 (фиг. 2), напрессованной на винт 6 со шпонкой 23, подвижного диска 24 с шарнирно закрепленными зубьями 25, двух фрикционных колец 26, 27, двух неподвижных шайб 28, 29, тарельчатой пружины 30 и прижимной гайки 31, фрикционные гасители напрессовываются на оба конца винта 6, установленного в корпусе 16.

Механизм замыкания и взреза шибера (фиг.3, 4, 5) состоит из самого шибера 11 круглого сечения, корпуса замка 32, в котором раздельно в двух плоскостях на своих осях 33, 34 закреплены два кулачка 35, 36 и вместе с корпусом и шибером представляют единую подвижную конструкцию, толкателя 37, имеющего жесткую связь с гайкой 7 ШВП качения и способного передвигаться вдоль направляющей 38, и упругого упора 39, пружины 40, установленных в корпусе электропривода.

Контрольная система электропривода состоит (фиг.6) из блоков микропереключателей 41, 42, толкателей 43, 44, прижимающих контрольные линейки 12, 13 и контрольную планку 14 роликами 45 46, 47, 48 при помощи пружины 49, 50, причем контрольные линейки выполнены составными, позволяющими обеспечивать в экстремальных условиях вырыв внешней части 51, при этом внутренняя часть 12 (13), удерживаемая ранее с внешней частью 51 при помощи сухаря 54, остается в приводе, обеспечивая положение "потерю контроля" стрелки. С толкателями шарнирно связаны коромысла 52, 53, воздействующие на микропереключатели 41, 42.

Сопоставительный анализ показывает, что указанные отличия заявленного устройства от прототипа представляют ряд новых признаков, что обуславливает его критерию "новизна".

В патентной и научно-технической литературе решений со сходными отличительными признаками не обнаружено. В связи с этим делается вывод о соответствии заявлению изобретения критерию "существенные отличия".

Работает стрелочный электропривод следующим образом.

При вращении ротора электродвигателя 1 (фиг.1) посредством кулачковой муфты 2, двухступенчатого редуктора, состоящего из ведущего вала 3, промежуточного вала 4 и ведомого вала 5, вращение передается на винт 6, где вращательное движение винта преобразуется в поступательное движение гайки 7 вдоль винта. Гайка 7 кинематически связана с механизмом замыкания и взреза шибера 10 шибера 11. При поступательном движении гайки 7 толкатель 37 (фиг. 3), движущийся поступательно слева направо, упирается в кулачок 36 поверхностью "А" своего выступа, пытаясь повернуть его на своей оси 34. Однако этому препятствует упругий упор 39, в поверхность "В" которого упирается кулачок 36, и усилие перевода действует перпендикулярно этой поверхности. Поступательное движение толкателя 37 приводит к поступательному движению кулачка 36, закрепленного в корпусе замка 32 механизма замыкания и взреза 10 шибера и соответственно шибер 11. В конце перевода кулачок 36 выходит за пределы поверхности "В" упругого упора 39, поворачивается на своей оси 34 под действием толкателя 37 и входит в контакт с этим же упором поверхностью "Г" (фиг. 4), а толкатель 37 занимает место, контактируя с поверхностью "Д" кулачка, и тем самым замыкает его. Шибер заперт в крайнем правом положении.

Для того чтобы осуществлялся перевод шибера в другое крайнее положение (фиг. 5), необходимо толкателю 37 двигаться справа налево до упора о кулачок 35 поверхностью "Б" своего другого выступа, освободив кулачок 36 для поворота и тем самым разомкнув шибер. Дальнейший процесс перевода и замыкания шибера идет аналогично предшествующему.

При взрезе стрелки усилие на шибере превосходит величину усилия удержания - усилие замыкания шибера. Упругий упор 39 под действием силы взреза, воздействующей через кулачок 36 (35) на поверхность "Г" вдоль оси шибера, преодолевая усилие пружины 40, сжимается, и при неподвижном положении толкателя 37 шибер 11 осуществляет движение в направлении действия силы взреза. При этом кулачок 36 (35), проскальзывая поверхностью "Д", выходит из контакта о выступ толкателя 37, поворачивается на своей оси 34 (33) и, дальнейшее движение шибера происходит беспрепятственно. Электропривод взрезан. Наличие механизма замыкания и взреза шибера, в котором направление действия усилия перевода и усилия удержания и взреза разделены на два независимых взаимно перпендикулярных направления, позволяет исключить такое явление как самовзрез при переводе стрелки.

Для того чтобы восстановить работоспособность привода необходимо при помощи специальной гайки-винта сжать упор вручную, перевести вручную шибер в положение до взреза стрелки, произвести перевод стрелки, и при помощи рукоятки ручного перевода перевести стрелку в другое крайнее положение и отпустить гайку, сжимающую упор, в исходное положение. Работоспособность электропривода восстановлена.

Работа фрикционных ограничителей хода гайки по гашению кинетической энергии вращающихся и поступательно движущихся масс заключается в следующем: при вращении винта 6 гайка 7 в корпусе перемещается поступательно на (фиг.2 справа налево). После окончания перевода и при отключении двигателя они по инерции продолжают свое движение. На корпусе гайки имеется планка 55, которая совершает движение заодно с гайкой и при своем движении входит в зацепление с зубом 25 подвижного диска 24 фрикционного ограничителя, тот, в свою очередь, упруго зажат фрикционными кольцами 26, 27 между неподвижными шайбами 28, 29, вращающимися заодно с винтом 6 ШВП. В момент зацепления зуба 25 и планки происходит срыв фрикционного сцепления подвижного диска 24, и дальнейшее движение гайки 7 и винта 6 ШВП идет с преодолением сил трения, т. е. гашением кинетической энергии. Эффективность торможения регулируется путем затяжки тарельчатой пружины 30 при помощи прижимной гайки 31.

Контрольная система отключает автопереключателем 15 электродвигатель 1 при полном переводе стрелки и замыкании шибера 11, получая эту информацию от остряков посредством контрольных линеек 12, 13 и контрольной планки 14.

Таким образом, в описываемом стрелочном электроприводе благодаря применению ШВП качения, механизма замыкания и взреза шибера кулачкового типа с упором, фрикционных ограничителей хода гайки ШВП качения одностороннего действия, работающих по принципу обгонной муфты, конструкции контрольной системы следящего типа, построенной на принципе независимого контроля остряков стрелки с составными контрольными линейками и механизма замыкания и взреза шибера в крайних положениях, упрощается конструкция электропривода, позволяющая расширить область его применения, унификацию, снизить эксплуатационные расходы, повысить общий кпд электропривода, его надежность, срок службы и безопасность движения поездов.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к стрелочным электроприводам взрезного типа. Стрелочный электропривод содержит смонтированные в общем корпусе электродвигатель, муфту, ШВП качения, вспомогательные узлы и механизм замыкания и взреза шибера. Механизм замыкания и взреза шибера включает в себя связанные с шибером круглого сечения корпус замка, в котором раздельно в двух плоскостях на осях закреплены два кулачка и вместе с корпусом и шибером представляют единую подвижную конструкцию, а также толкатель, который выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющей и имеет жесткую связь с гайкой ШВП качения, имеющей фрикционные ограничители хода гайки, и упругий упор. Также стрелочный электропривод содержит контрольную систему следящего типа, основанную на независимом контроле остряков и механизма. Технический результат - упрощение конструкции, повышение безопасности движения поездов. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Cтрелочный электропривод, содержащий смонтированные в общем корпусе электродвигатель, муфту, ШВП качения, вспомогательные узлы, отличающийся тем, что он снабжен механизмом замыкания и взреза шибера, включающим в себя связанные с шибером круглого сечения корпус замка, в котором раздельно в двух плоскостях на осях закреплены два кулачка 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 упругий упор. 2. Cтрелочный электропривод по п. 1, отличающийся тем, что содержит контрольную систему следящего типа, основанную на независимом контроле остряков стрелки и механизма замыкания шибера.