居蔭忠

（天津鐵路信號有限責(zé)任公司，天津 300300）

1 概述

ZD6系列轉(zhuǎn)轍機(jī)中的E型機(jī)和J型機(jī)通常作為雙機(jī)牽引50、60 kg/m等型號固定轍叉普通單開道岔使用，用于牽引道岔的第一和第二牽引點(diǎn)，以牽引60 kg/m AT-12號道岔使用較多。根據(jù)用戶反映，在雙機(jī)牽引單開道岔使用中，出現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)反彈斷表示現(xiàn)象，即道岔轉(zhuǎn)換到位，轉(zhuǎn)轍機(jī)在自動開閉器切斷電源后，新表示剛接通動接點(diǎn)回轉(zhuǎn)表示又?jǐn)嚅_，影響行車。本文對此問題產(chǎn)生的緣由進(jìn)行分析，探討解決方案。

2 問題分析

2.1 轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力分析

最初ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機(jī)為單機(jī)配合轉(zhuǎn)換鎖閉器牽引單開道岔使用，設(shè)計(jì)牽引力較大，后來改為與J型機(jī)配套雙機(jī)牽引單開道岔。ZD6-E型和ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)計(jì)額定轉(zhuǎn)換力為5 880 N，兩種型號轉(zhuǎn)轍機(jī)使用相同的減速器和電機(jī)，設(shè)計(jì)的減速器減速比較大為403：1，使其能夠轉(zhuǎn)換輸出足夠的牽引力。ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機(jī)的鎖閉齒輪分度圓直徑為80 mm，ZD6-J型機(jī)的鎖閉齒輪分度圓直徑為70 mm，在額定轉(zhuǎn)換力同是5 880 N時(shí)，ZD6-E型機(jī)需要電機(jī)輸出扭矩和輸出功率要比ZD6-J型機(jī)大10%左右，因此，設(shè)計(jì)電機(jī)的參數(shù)指標(biāo)是按照滿足ZD6-E型機(jī)電氣特性指標(biāo)要求，即滿足ZD6-E型機(jī)單機(jī)額定轉(zhuǎn)換力5 880 N，工作電流≤2 A。ZD6-J型機(jī)鎖閉齒輪分度圓直徑相對小，相同工作電流時(shí)，J型機(jī)要比E型機(jī)的牽引力更大。

2.2 道岔負(fù)載分析

經(jīng)現(xiàn)場對接點(diǎn)反彈的轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行測試，雙機(jī)牽引時(shí)轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電流一般只有0.6～0.5 A，最小動作電流0.45 A，最大動作電流0.9 A，第二牽引點(diǎn)ZD6-J型機(jī)的動作電流普遍較小，動作電流小表明道岔負(fù)載輕。對轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引負(fù)載進(jìn)行測試，ZD6-J型機(jī)負(fù)載為1 000 N時(shí)，動作電流為0.6 A，負(fù)載1 500 N時(shí)，動作電流0.75 A；ZD6-E型機(jī)負(fù)載為2 000 N時(shí)，最大動作電流0.95 A。根據(jù)測試，第一牽引點(diǎn)道岔負(fù)載阻力不大于2 000 N，第二牽引點(diǎn)道岔負(fù)載阻力不大于1 500 N。

2.3 轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力與道岔負(fù)載對接點(diǎn)反彈的影響

ZD6系列轉(zhuǎn)轍機(jī)采用的直流電機(jī)具有軟特性，即電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)距能夠隨負(fù)荷輕重自動進(jìn)行調(diào)整變化。當(dāng)電機(jī)負(fù)載加重時(shí)，電樞轉(zhuǎn)速降低，反電動勢減小，電樞電流和激磁磁場一起增加，轉(zhuǎn)矩加大，電機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電機(jī)負(fù)載減輕時(shí)，電樞轉(zhuǎn)速加快，反電動勢增大，電樞電流和激磁磁場一起減少，轉(zhuǎn)矩減小，電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

ZD6-E、ZD6-J型機(jī)是大牽引力轉(zhuǎn)轍機(jī)。由于道岔負(fù)載輕，轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換動作電流小，電機(jī)負(fù)載小轉(zhuǎn)速會升高動量增大，電機(jī)和傳動系統(tǒng)的慣性能量大，在使用中如果減速器摩擦連接器調(diào)整過緊使摩擦電流升高，摩擦帶夾板對減速器內(nèi)齒輪固定力增大，轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換到位電機(jī)斷電后，電機(jī)和傳動系統(tǒng)的巨大慣性能量不能由摩擦連接器的摩擦轉(zhuǎn)動而吸收釋放，在主軸上的止擋拴碰撞底殼上的止擋樁后，剩余能量使主軸傳動系統(tǒng)向相反的方向往回轉(zhuǎn)動，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，反轉(zhuǎn)力越大，主軸回轉(zhuǎn)解鎖，使接通的表示電路又?jǐn)嚅_，造成接點(diǎn)反彈斷表示故障。

3 解決方案探討

針對轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力相對較大，所牽引單開道岔負(fù)載阻力較小，產(chǎn)生接點(diǎn)反彈問題，從改進(jìn)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力方面進(jìn)行研究，探討解決方案。

3.1 減小轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力指標(biāo)

根據(jù)《道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝技術(shù)條件（暫行）》（運(yùn)基信號[2010]386號）中8.4規(guī)定：兩點(diǎn)及三點(diǎn)牽引內(nèi)鎖閉單開道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)額定牽引力應(yīng)為2 500 N和4 500 N兩種。即第一牽引點(diǎn)可使用2 500 N牽引力轉(zhuǎn)轍機(jī)，第二牽引點(diǎn)和第三牽引點(diǎn)使用4 500 N牽引力轉(zhuǎn)轍機(jī)型。與ZD6的E型和J型雙機(jī)牽引相同型號單開道岔的ZD9系列轉(zhuǎn)轍機(jī)使用的雙機(jī)ZD9-C型機(jī)和ZD9-D型機(jī)，額定牽引力分別為2 500 N和4 500 N，這種配置已實(shí)際應(yīng)用，比較成熟可行,用于雙機(jī)牽引60 kg/m AT-12號固定轍叉單開道岔牽引力滿足要求。因此，ZD6用于雙機(jī)牽引普通單開道岔的轉(zhuǎn)轍機(jī)可相應(yīng)減小額定牽引力設(shè)計(jì)指標(biāo)與道岔負(fù)載相匹配。

單開道岔尖軌為彈性可彎的，轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力過大，一旦在兩牽引點(diǎn)之間有異物夾在尖軌與基本軌中，有可能造成尖軌彎曲變形兩端密貼而中間出現(xiàn)過大間隙威脅行車，轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力減小可防止尖軌彎曲變形現(xiàn)象。

3.2 降低牽引力方案

在現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，減小減速器減速比可降低轉(zhuǎn)轍機(jī)額定牽引力。現(xiàn)ZD6-E型機(jī)和ZD6-J型機(jī)所使用減速器的第一級齒輪減速比為118：12，第二級行星齒輪減速比41：1，總減速比403:1。將減速器第一級齒輪減速比改為114：16，第二級減速比不變?nèi)允?1：1，總減速比為292：1，即與ZD6-F型機(jī)減速器的減速比相同，ZD6-F型機(jī)是ZD6系列轉(zhuǎn)轍機(jī)中的成熟產(chǎn)品，額定牽引力為4 500 N，使用此種減速比的減速器可保證第二牽引點(diǎn)轉(zhuǎn)轍機(jī)額定牽引力指標(biāo)達(dá)到4 500 N。為保證道岔轉(zhuǎn)換的同步性，第一牽引點(diǎn)轉(zhuǎn)轍機(jī)也采用相同減速比的減速器，即與ZD6-K型機(jī)配置相同，ZD6-K型機(jī)額定牽引力3 500 N，實(shí)際牽引力大于3 500 N。

在牽引同型號道岔負(fù)載力不變的情況下，轉(zhuǎn)轍機(jī)減速器減速比值減小后，相對電機(jī)負(fù)載加大了轉(zhuǎn)矩增大，動作電流會增大。根據(jù)直流電機(jī)特性，相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速將降低，電機(jī)與系統(tǒng)慣性動量會減小，反彈幾率將減小。

4 測試分析

4.1 試驗(yàn)測試

用ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機(jī)和ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機(jī)分別組裝減速比403：1和減速比292：1兩種減速器，進(jìn)行對比試驗(yàn)測試，其中將摩擦（故障）電流調(diào)整在2.0～2.5 A范圍內(nèi)。ZD6-J型轉(zhuǎn)轍機(jī)和ZD6-E型轉(zhuǎn)轍機(jī)試驗(yàn)測試結(jié)果如表1、2所示。

4.2 測試結(jié)果分析

1）裝配減速比292：1減速器的ZD6-J型機(jī)牽引負(fù)載4 500 N時(shí)，動作電流、轉(zhuǎn)換時(shí)間指標(biāo)滿足要求；

2）裝配減速比292：1減速器的ZD6-E型機(jī)牽引負(fù)載4 500 N時(shí)，動作電流近2 A，牽引負(fù)載4 000 N時(shí)動作電流、轉(zhuǎn)換時(shí)間指標(biāo)滿足要求，牽引負(fù)載遠(yuǎn)大于2 500 N，滿足使用，可靠性高。

3）根據(jù)測試數(shù)據(jù)比較，在相同負(fù)載條件下，裝配減速比292：1減速器的轉(zhuǎn)轍機(jī)比裝配減速比403：1減速器的轉(zhuǎn)轍機(jī)動作電流增大0.15～0.45 A，相應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速每分鐘降低1 000轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)動慣量減小。

通過試驗(yàn)測試得出：采用減速比292：1減速器配置的轉(zhuǎn)轍機(jī)，在動程不變時(shí)，可保證第一點(diǎn)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力4 000 N，保證第二點(diǎn)轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力4 500 N，轉(zhuǎn)換時(shí)間相對減短，滿足使用要求。

表1 ZD6-J型機(jī)測試比較

表2 ZD6-E型機(jī)測試比較

5 結(jié)語

本文探討了在滿足使用要求條件下，合理設(shè)計(jì)ZD6雙機(jī)牽引60 kg/m-12號固定轍叉單開道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的額定牽引力指標(biāo)，提出探討建議：可增加ZD6系列不同轉(zhuǎn)換力配置的轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)型，采用合適的減速器，使轉(zhuǎn)轍機(jī)牽引力與道岔負(fù)載相匹配，避免能量過剩較大，減小電機(jī)和系統(tǒng)慣性動量，可以解決接點(diǎn)反彈斷表示問題，保證行車安全。

[1]運(yùn)基信號[2010]386號 道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝技術(shù)條件（暫行）[S].

[2] TB/T1477-2005 ZD6系列電動轉(zhuǎn)轍機(jī)[S].

[3]徐文虎.ZD6轉(zhuǎn)轍機(jī)接點(diǎn)反彈問題的分析與處理[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2013，10（2）：88-90.