ВИНТОВОЙ СТРЕЛОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВНУТРЕННИМ ЗАМЫКАНИЕМ ШИБЕРА Российский патент 2002 года по МПК B61L5/06 

Изобретение относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначено для перевода, замыкания и контроля положения остряков, крестовин с подвижным (поворотным) сердечником на железнодорожном транспорте и метрополитене.

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, низкая надежность, малый ресурс работы электропривода, высокие эксплуатационные затраты.

Известны также стрелочные электроприводы, где в качестве силового механизма применяются винтовые пары [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 трехэлементного механизма замыкания шибера в крайних положениях кулачкового типа симметричной установки с дублированием каналов замыкания шибера;
- конструкцией контрольной системы следящего типа, состоящей из блока выключателей и механизма контроля, построенной на принципе независимого контроля остряков стрелки и механизма замыкания 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 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, механизм замыкания 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 шибера (фиг. 3, 4, 5) состоит из самого шибера 11 круглого сечения, корпуса замка 32, 33, который удерживает симметрично две пары кулачков 34, 35, 36, 37 и шибер 11 в единой подвижной конструкции, толкателя 38, имеющего жесткую связь с гайкой 7 ШВП качения, двух упоров 39, 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 соответствие 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 10 шибера 11. При поступательном движении гайки 7 толкатель 38 (фиг. 3), движущийся поступательно слева направо, упирается в кулачки 34, и 35 в точке "А", пытаясь повернуть их на своей оси. Однако, этому препятствуют упоры 39 и 40, в поверхность "В" и "Г" которых упираются кулачки. Поступательное движение толкателя 38 приводит к поступательному движению кулачков 34 и 35, закрепленных в корпусе 32 и 33 механизма замыкания шибера, и соответственно шибера 11. В конце перевода кулачки 34, 35 выходят за пределы поверхности "В" и "Г" упоров 39 и 40, поворачиваются на своей оси под действием толкателя 38 и входят в контакт с этими же упорами поверхностями "Д" и "Е" (фиг. 4), а толкатель замыкает место, контактируя с поверхностью кулачков "Ж" и "З", и, тем самым, замыкает их. Шибер заперт в крайнем правом положении.

Для того, чтобы осуществлялся перевод шибера в другое крайнее положение (фиг. 5) необходимо толкателю 38 двигаться справа налево до упора о кулачки 36 и 37, освободив кулачки 34 и 35 для поворота, и, тем самым, разомкнув шибер. Дальнейший процесс перевода и запирания шибера идет аналогично предшествующему.

Работа фрикционных ограничителей хода гайки по погашению 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 шибера кулачкового типа симметричной установки, 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 механизму замыкания шибера в крайних положениях кулачкового трехэлементного типа симметричной установки с дублированием каналов замыкания шибера 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 железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к стрелочным электроприводам. Стрелочный электропривод содержит смонтированные в общем корпусе электродвигатель, муфту, ШВП качения, вспомогательные узлы, и механизм замыкания шибера. Механизм замыкания шибера включает 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, а также толкатель, который выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющей и имеет жесткую связь с гайкой ШВП качения, имеющей фрикционные ограничители хода гайки, и упор. Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение срока службы, 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 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. 2. Cтрелочный электропривод по п. 1, отличающийся тем, что содержит контрольную систему следящего типа, основанную на независимом контроле остряков и механизма замыкания шибера.