Способ работы привода горочного стрелочного перевода и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для привода горочного стрелочного перевода. Способ работы привода горочного стрелочного перевода включает преобразование электродвигателем электрической энергии в механическую и за счет последней перемещение остряка из одного крайнего положения в другое. После перемещения, которое выполняют без воздействия электрической энергии, механическую энергию запасают в процессе преобразования в течение минимально возможного временного интервала между вагонами. Устройство для осуществления способа работы привода горочного стрелочного перевода содержит тягу, соединенную одним концом с остряком перевода, фиксатор тяги и электродвигатель, связанный с редуктором. Устройство дополнительно содержит груз и двуплечий рычаг, одно плечо которого соединено с другим концом тяги, а другое - выполнено в виде коромысла, на котором установлен редуктор, выходной зубчатый венец которого скреплен с грузом и имеет возможность перемещения по коромыслу, при этом ось рычага совпадает с осью электродвигателя. В результате упрощается конструкция, повышается ее надежность, снижаются эксплуатационные расходы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для привода горочного стрелочного перевода.

Прототипом является способ работы, включающий преобразование с помощью электродвигателя электрической энергии в механическую и перевод посредством последней остряка стрелочного перевода [В.А. Пельменев, Стрелочные приводы электрической централизации / Методические указания на выполнение лабораторной работы: Хабаровск, изд. Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), 2001].

Недостатки этого способа следующие.

Согласно требованиям, предъявляемым к горочным стрелочным переводам, если произошло выключение электропитания в процессе движении остряка, то его перевод должен быть закончен. Для выполнения этого требования необходимо не только иметь резервный источник питания, но и аппаратуру, способную произвести переключение источников электропитания, что усложняет конструкцию, снижает ее надежность и увеличивает эксплуатационные расходы.

Привод горочного стрелочного перевода по существу является электроприводом СП-6, в котором для снижения времени перевода уменьшено передаточное отношение редуктора и разрешена подача более высокого напряжения на электродвигатель. Этому приводу присущи те же недостатки - сложность конструкции и невысокая надежность из-за наличия фрикционной муфты.

Кроме того, небольшое время перевода остряка требует применения электродвигателя большей мощности, что, в конечном счете, увеличивает нагрузку на редуктор и повышает эксплуатационные расходы.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, упрощение конструкции, повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов.

Задача решается тем, что в способе работы привода горочного стрелочного перевода, включающего преобразование электродвигателем электрической энергии в механическую и за счет последней перемещение остряка из одного крайнего положения в другое, после перемещения, которое выполняют без воздействия электрической энергии, механическую энергию запасают в процессе преобразования в течение минимально возможного временного интервала между вагонами.

Электрическую энергию преобразовывают в потенциальную. Перемещение выполняют и с воздействием кинетической энергии газа. Периодически перемещение осуществляют с минимально возможным значением преобразованной энергии, по которому определяют величину усилия перемещения. Величину преобразованной механической энергии делают прямо пропорциональной значению усилия перемещения.

В устройстве для осуществления способа работы привода горочного стрелочного перевода, содержащем тягу, соединенную одним концом с остряком перевода, фиксатор тяги и электродвигатель, связанный с редуктором, дополнительно введены груз и двуплечий рычаг, одно плечо которого соединено с другим концом тяги, а другое - выполнено в виде коромысла, на котором установлен редуктор, выходной зубчатый венец которого скреплен с грузом и имеет возможность перемещения по коромыслу, при этом ось рычага совпадает с осью электродвигателя.

Редуктор выполнен червячным. Выходной зубчатый венец введен в зацепление с глобоидным червяком. Часть груза выполнена в виде пиропатрона. Глобоидный червяк выполнен заодно с зубчатым колесом предыдущей пары червячного зацепления.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Осуществление после перемещения остряка запасания механической энергии в процессе преобразования в течение минимально возможного временного интервала между вагонами позволяет применять менее мощный электродвигатель, так как это время в несколько раз больше длительности (около 1 с) самого перемещения. В результате этого уменьшаются весогабаритные размеры редуктора, электродвигателя и нагрузка на детали редуктора, что повышает надежность и снижает эксплуатационные расходы.

Перемещение остряка без воздействия электрической энергии дает возможность отказаться от резервного источника питания и соответствующей аппаратуры, что упрощает конструкцию, повышает ее надежность и снижает эксплуатационные затраты.

Преобразование электрической энергии в потенциальную упрощает конструкцию перевода и повышает его надежность.

Выполнение перемещения и с воздействием кинетической энергии газа позволяет возвратить остряк в первоначальное положение при отключении электрической энергии. Однако в этом случае необходимо иметь или маломощный автономный источник электропитания для запала пиропатрона, или накопитель электрической энергии (конденсатор), накопленную в процессе работы энергию которого можно использовать для инициализации пиропатрона после отключения электропитания. Кроме того, при наличии электропитания посредством кинетической энергии газа может быть увеличено усилие возвратного перевода. Например, при случайной засыпке остряка сыпучим грузом из вагона на осуществление возврата потребуется значительно большее усилие, чем при штатной ситуации. Все это повышает надежность конструкции.

Периодическое осуществление перемещения с минимально возможным значением преобразованной энергии, по которому определяют величину усилия перемещения, позволяет выбрать оптимальный рабочий режим работы стрелочного перевода, регулируя соответствующим образом величину потенциальной энергии. Кроме того, проведение осмотра, чистка и смазка перевода может осуществляться по мере необходимости. Все это снижает эксплуатационные расходы.

Получение прямо пропорциональной величины преобразованной механической энергии значению усилия перемещения дает возможность затрачивать энергию на перевод остряка в таком количестве, сколько это требуется в данное время при сложившихся внешних условиях, что снижает эксплуатационные расходы.

Дополнительное наличие груза и двуплечего рычага, одно плечо которого соединено с другим концом тяги, а другое - выполнено в виде коромысла, на котором установлен редуктор, выходной зубчатый венец которого скреплен с грузом и имеет возможность перемещения по коромыслу, при этом ось рычага совпадает с осью электродвигателя, упрощает как саму конструкцию перевода, так и процедуру преобразования электрической энергии в потенциальную, что повышает надежность. Поскольку рычаг только с редуктором и грузом поворачивается вокруг оси двигателя, который при этом вместе с валом остаются неподвижными, то происходит уменьшение момента инерции вращающихся масс, что снижает время перевода остряка. При этом уменьшается также и сила, затормаживающая поворот рычага.

Выполнение редуктора червячным уменьшает его весогабаритные характеристики и число деталей редуктора, что упрощает конструкцию и делает ее более надежной.

Введение выходного зубчатого венца в зацепление с глобоидным червяком позволяет передавать на венец большой момент вращения, что снижает весогабаритные характеристики и упрощает конструкцию.

Выполнение части груза в виде пиропатрона позволяет при необходимости осуществлять возврат остряка при отсутствии электропитания или в случае, когда требуется значительно больший момент для возврата, чем обычно. Это повышает надежность стрелочного перевода.

Выполнение глобоидного червяка заодно с зубчатым колесом предыдущей пары червячного зацепления уменьшает число деталей редуктора, что упрощает конструкцию и повышает ее надежность.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема привода горочного стрелочного перевода. На фиг.2 изображен вид Б привода. На фиг.3 изображен разрез А-А привода. На фиг.4 изображена схема привода после перемещения остряка.

Устройство содержит тягу 1, соединенную одним концом с остряком перевода, фиксатор 2 и электродвигатель 3, связанный с червячным редуктором, груз 4 и двуплечий рычаг 5, одно плечо которого соединено с другим концом тяги, а другое - выполнено в виде коромысла 6, на котором установлен редуктор, выходной зубчатый венец 7 которого скреплен с грузом и имеет возможность перемещения по коромыслу, при этом ось рычага 8 совпадает с осью электродвигателя. Выходной зубчатый венец сопряжен с глобоидным червяком 9, выполненным заодно с зубчатым колесом 10 и соединенным со скрепленным с валом двигателя червяком 11, который вращается в поворачивающейся в опорах втулке-оси 12 двуплечего рычага. Фиксатор имеет возможность перемещения в катушке 13 и взаимодействия с двуплечим рычагом и возвратной пружиной 14, а коромысло - с упором 15, при этом груз может быть совмещен с пиропатроном 16.

Способ реализуют следующим образом.

После очередного перемещения остряка (например вправо) фиксатор 2 с помощью возвратной пружины 14 выходит из катушки 13 и фиксирует рычаг 5 в крайнем положении, препятствуя отходу остряка влево от рамного рельса (фиг.1, 2, 3). После этого включают электродвигатель 3 и посредством вращения червяка 11 во втулке 12 приводят в движение червячное колесо 10, заодно с червяком 9, и зубчатый венец 7, перемещающий груз 4 с пиропатроном 16 вправо.

Чем дальше от оси 8 уходит груз 4, тем больше запасается потенциальной энергии и больше становится момент, способный перевести рычаг 5 с тягой 1 в другое крайнее положение. После достижения грузом нужной точки электродвигатель 3 выключают.

Для перевода остряка влево подают импульс на катушку 13, в результате чего фиксатор 2 втягивается в катушку и прекращает препятствовать повороту двуплечего рычага 5. Под действием момента, создаваемого грузом 4, рычаг поворачивается с втулкой-осью 12 в опорах и посредством тяги 1 переводит остряк в крайнее левое положение. При этом коромысло 6 опускается на опору 15, а фиксатор 2 (после снятия импульса с катушки 13) под действием возвратной пружины 14 выходит из катушки и фиксирует рычаг 5. После этого включают электродвигатель 3 и перемещают груз 4 влево для подготовки привода к очередному переводу (фиг.4).

Периодически (при отсутствии движущихся к стрелочному переводу вагонов) переводят остряк (вхолостую) с минимально возможным значением преобразованной энергии. Для этого втягивают фиксатор 2 в катушку 13 путем подачи на нее напряжения и освобождают двуплечий рычаг 5 от фиксации. Затем включают электродвигатель 3 и при его помощи перемещают груз 4 к крайнему положению. Как только величина момента, создаваемого грузом 4, станет достаточной для опрокидывания рычага 5, произойдет поворот последнего и перевод остряка в крайнее положение. При этом определяют получившуюся величину усилия перемещения и, увеличив ее на некоторое значение (в соответствии с требуемым коэффициентом запаса), осуществляют в дальнейшем накопление потенциальной энергии в соответствующем количестве. Величину минимальной энергии (или момента) можно определить также путем подсчета количества оборотов червяка 9, которое он сделал с момента пересечения грузом 4 оси симметрии рычага 5 до момента перемещения остряка.

Если при перемещении остряка на его пути окажется посторонний предмет, мешающий доведению его до рамного рельса, то остряк возвращают в первоначальное положение. В случае наличия на этот момент электрической энергии и достаточного времени до подхода к стрелочному переводу очередного вагона включают реверс электродвигателя 3. Груз 4 начнет перемещаться к противоположному концу коромысла 6, и при достижении определенного момента, опрокидывающего рычаг 5, произойдет обратный ход остряка в прежнее положение.

Заметим, что при этом напряжение на катушку 13 можно не подавать, поскольку остряк не смог достичь своего крайнего положения и, следовательно, не будет зафиксирован в нем, так как фиксатор 2 не сможет выдвинуться из-за рычага 5. Это произойдет только тогда, когда остряк возвратится в первоначальное положение.

Если времени мало для возврата остряка электродвигателем или развиваемого им усилия не хватает для перемещения, или отсутствует электрическая энергия на момент возврата, то инициируют работу пиропатрона 16. При этом за счет кинетической энергии газов, выходящих вниз из патрона, происходит подъем груза 4, возврат остряка на прежнее место и последующая фиксация рычага 5 фиксатором 2. После срабатывания пиропатрон следует заменить.

Внедрение изобретения позволит создать простой по конструкции и надежный стрелочный перевод для сортировочных горок. Такой перевод не требует резервного электропитания, прост в эксплуатации и позволяет при этом осуществлять контроль своего технического состояния и усилия перемещения остряка.

1. Способ работы привода горочного стрелочного перевода, включающий преобразование электродвигателем электрической энергии в механическую и за счет последней перемещение остряка из одного крайнего положения в другое, отличающийся тем, что после перемещения, которое выполняют без воздействия электрической энергии, механическую энергию запасают в процессе преобразования в течение минимально возможного временного интервала между вагонами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическую энергию преобразовывают в потенциальную.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемещение выполняют с воздействием кинетической энергии газа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что периодически перемещение осуществляют с минимально возможным значением преобразованной энергии, по которому определяют величину усилия перемещения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину преобразованной механической энергии делают прямо пропорциональной значению усилия перемещения.

6. Устройство для осуществления способа работы привода горочного стрелочного перевода, содержащее тягу, соединенную одним концом с остряком перевода, фиксатор тяги и электродвигатель, связанный с редуктором, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит груз и двуплечий рычаг, одно плечо которого соединено с другим концом тяги, а другое выполнено в виде коромысла, на котором установлен редуктор, выходной зубчатый венец которого скреплен с грузом и имеет возможность перемещения по коромыслу, при этом ось рычага совпадает с осью электродвигателя.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что редуктор выполнен червячным.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что выходной зубчатый венец введен в зацепление с глобоидным червяком.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что часть груза выполнена в виде пиропатрона.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что глобоидный червяк выполнен заодно с зубчатым колесом предыдущей пары червячного зацепления.