ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔啟動電路技術(shù)改進(jìn)方案研究

張鵬

摘要：國內(nèi)的部分交流轉(zhuǎn)轍機(jī)在道岔處于四開（故障）位置，需要重新啟動時(shí)，偶爾出現(xiàn)不能正常轉(zhuǎn)換道岔的現(xiàn)象，并且電機(jī)伴有振動和噪聲。由于交流轉(zhuǎn)轍機(jī)屬于安全類產(chǎn)品，關(guān)系到鐵路運(yùn)行安全，對于其中每一個(gè)重要零部件的改進(jìn)均需要反復(fù)驗(yàn)證、確認(rèn)之后再通過鐵路產(chǎn)品認(rèn)證中心的認(rèn)證。

關(guān)鍵詞：ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)；道岔啟動；電路技術(shù)

轉(zhuǎn)轍機(jī)是中國鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備之一，它不僅可以應(yīng)用在國家鐵路，也可以應(yīng)用于地方鐵路、城市軌道交通、以及冶金、礦山等需要以鐵路作為運(yùn)輸方式的場所。它是應(yīng)用于各鐵路及駝峰站場，通過轉(zhuǎn)轍機(jī)的轉(zhuǎn)換來決定道岔的狀態(tài)，并且當(dāng)?shù)啦淼轿缓髮ζ溥M(jìn)行鎖閉，同時(shí)可以反映出道岔所處狀態(tài)的設(shè)備。轉(zhuǎn)轍機(jī)既能在普速線路上使用，也能夠在高速客運(yùn)專線上使用。

1交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的功能及結(jié)構(gòu)

1.1 轉(zhuǎn)轍機(jī)的功能

轉(zhuǎn)轍機(jī)是鐵路信號道岔轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的的執(zhí)行設(shè)備，由信號室內(nèi)的組合電路來控制。大部分轉(zhuǎn)轍機(jī)均由動力部分、傳動部分、表示部分和鎖閉部分組成，具有轉(zhuǎn)換、鎖閉、道岔監(jiān)督表示三個(gè)基本功能。

（1）轉(zhuǎn)換功能，具有能夠轉(zhuǎn)換道岔所需要的牽引力，可以將尖軌或心軌從定位轉(zhuǎn)換到反位，或者從反位轉(zhuǎn)換到定位，當(dāng)無法轉(zhuǎn)換到定位或反位時(shí)，應(yīng)能隨時(shí)操作使其返回到原位置。

（2）鎖閉功能，當(dāng)?shù)啦淼募狻⑿能夀D(zhuǎn)換到定位或者反位時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)將尖、心軌進(jìn)行鎖閉；當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換不到定位或者反位時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)不可以將其鎖閉；鎖閉后，不能因?yàn)榱熊囃ㄟ^道岔時(shí)產(chǎn)生的震動而影響鎖閉功能。

（3）監(jiān)督表示功能，應(yīng)能實(shí)時(shí)反應(yīng)道岔所處的位置狀態(tài)，如定位、反位和擠岔故障狀態(tài)。

1.2 ZDJ9 型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)

（1）電動機(jī)：將輸入的三相電源轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，即經(jīng)過電機(jī)輸出軸輸出扭矩。ZDJ9 型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)為 ZDJ802-4 型專用交流電動機(jī)，額定輸出功率為 0.4kw，當(dāng)電源電源為三相 380V、單相電阻為 54Ω時(shí)，額定轉(zhuǎn)矩為 2N·m，轉(zhuǎn)速大于或等于 1330r/min。

（2）減速器：安裝在電機(jī)與摩擦聯(lián)結(jié)器之間，把電機(jī)的轉(zhuǎn)速用減速齒輪降下來，以增大轉(zhuǎn)矩便于更好的轉(zhuǎn)換道岔。

（3）滾珠絲杠：當(dāng)接收到摩擦聯(lián)結(jié)器傳輸?shù)呐ぞ睾?，滾珠絲杠組通過絲杠與絲杠母的螺紋傳動將扭矩轉(zhuǎn)化為水平牽引力。同時(shí)推板套通過絲杠母的帶動做水平運(yùn)動。ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的絲杠為國產(chǎn)磨削絲杠，具有滾珠大、導(dǎo)程大、可靠性高的特點(diǎn)。

（4）摩擦聯(lián)結(jié)器：

當(dāng)尖軌夾住東西而使電動機(jī)過負(fù)載時(shí)，時(shí)電動機(jī)仍能旋轉(zhuǎn)（空轉(zhuǎn)），以防止燒壞電動機(jī)。當(dāng)接收到減速器傳輸?shù)呐ぞ睾螅Σ谅?lián)結(jié)器通過可調(diào)節(jié)摩擦力將扭矩傳輸給滾珠絲杠組，進(jìn)而通過摩擦力限定了摩擦聯(lián)結(jié)器傳輸?shù)呐ぞ兀瑫r(shí)可以保證電機(jī)不會因?yàn)樨?fù)載過大造成損壞。

（5）動靜接點(diǎn)組：是轉(zhuǎn)轍機(jī)動作狀態(tài)，左、右表示桿組缺口位置的綜合識別機(jī)構(gòu)。用它的表示接點(diǎn)反映道岔位置，它的動作接點(diǎn)（一或四排）轉(zhuǎn)換到為后便將電動機(jī)電路自動切斷，ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的自動開閉器是有兩處壓嵌連接的結(jié)構(gòu)，同一側(cè)設(shè)置了左右調(diào)整板，很大成都上減小了接點(diǎn)組的尺寸，同時(shí)減少了零部件類型。

（6）安全開關(guān)：當(dāng)操作人員需要通過手搖把輸出的扭矩完成道岔轉(zhuǎn)換、鎖閉、桿件位置狀態(tài)機(jī)械信號輸出的功能時(shí)，需將安全接點(diǎn)斷開保證操作人員的安全，以防有人誤操作后時(shí)操作人員觸電或者造成機(jī)械傷害。

（7）接線端子：采用德國萬可公司生產(chǎn)籠式彈簧接點(diǎn)端子，具有免維護(hù)性。使用中不需多次檢查或擰緊，具有很高的抗震和抗沖擊性。

2 ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的控制電路

2.1 ZDJ9 型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路介紹

ZDJ9型交流電轉(zhuǎn)機(jī)道岔控制電路分為道岔啟動和道岔表示，其中啟動電路是啟動電轉(zhuǎn)機(jī)、進(jìn)而使電轉(zhuǎn)機(jī)可以拉動道岔，并且進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電路；表示電路是反映某一時(shí)刻道岔狀態(tài)的電路。ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)普遍采用五線制控制電路，采用三相交流電源，供電電壓為380V。為了有效防止電動機(jī)在缺相情況下缺相運(yùn)行，從而燒壞電機(jī)，在交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制室組合電路中增設(shè)了斷相保護(hù)器DCBHQ-S。DCBHQ-S由整流器、電流互感器和保護(hù)繼電器BHJ組成。當(dāng)三相交流電源正常時(shí)，交流電流通過電動機(jī)的三個(gè)定子繞組中，電流互感器正常工作，經(jīng)整流后得到直流電并供給BHJ的線圈，BHJ得到DC24V電源后吸起，用BHJ的一組接點(diǎn)狀態(tài)作為轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動條件。當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換到定位或反位后，由于轉(zhuǎn)轍機(jī)的接點(diǎn)斷開，進(jìn)而斷開啟動電路，BHJ由于掉電而落下。

2.2 交流轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路分析

由交流轉(zhuǎn)轍機(jī)五線制控制電路分析可知，交流轉(zhuǎn)轍機(jī)從定位到反位或從反位到定位轉(zhuǎn)換的過程是通過一個(gè)型號為JYJXC-160/260的有極繼電器2DQJ控制轉(zhuǎn)換方向。當(dāng)車站聯(lián)鎖進(jìn)行進(jìn)路排列后，要求轉(zhuǎn)轍機(jī)從定位轉(zhuǎn)換至反位，但是由于動作過程中出現(xiàn)故障使道岔處于四開位置，不能繼續(xù)動作。待故障修復(fù)后，需將道岔轉(zhuǎn)換到位時(shí)，特有的控制電路決定了道岔此時(shí)不能繼續(xù)向反位動作，而且要定位操作，使道岔重新轉(zhuǎn)換到定位。待道岔重新轉(zhuǎn)換到反位時(shí)，需要再次反位操作，使道岔轉(zhuǎn)換到反位。進(jìn)路排列完成后，接通反位的表示指示燈，此時(shí)列車才可以安全的通過道岔。

3轉(zhuǎn)轍機(jī)的推廣應(yīng)用

改進(jìn)后的ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的首臺樣機(jī)在公司鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)驗(yàn)基地的試驗(yàn)道岔上道試驗(yàn)，將電源屏至轉(zhuǎn)轍機(jī)之間串聯(lián)54Ω電阻，模擬現(xiàn)場轉(zhuǎn)換道岔，道岔解鎖—轉(zhuǎn)換—鎖閉過程正常，此過程為正常轉(zhuǎn)換道岔過程。

從電機(jī)、整機(jī)及上道試驗(yàn)的結(jié)果可以看出，改進(jìn)后電機(jī)性能優(yōu)于原有電機(jī)，進(jìn)行批量生產(chǎn)后，陸續(xù)在沈陽、北京、濟(jì)南、廣州等各大鐵路局上道試驗(yàn)，滿足了鐵路運(yùn)輸?shù)男枰８倪M(jìn)后的ZDJ9型交流轉(zhuǎn)轍機(jī)上道使用至今，對道岔在四開位置時(shí)的啟動轉(zhuǎn)換效果良好，沒有出現(xiàn)一次轉(zhuǎn)換力矩不夠引起轉(zhuǎn)換不到位的問題。各站場的使用情況表明：改進(jìn)后的ZDJ9型交流電轉(zhuǎn)機(jī)完全達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

4結(jié)語

隨著ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)用量的逐步擴(kuò)大，現(xiàn)場反應(yīng)問題的逐步增多，部分鐵路局反應(yīng)當(dāng)?shù)啦磙D(zhuǎn)換到四開位置后，需要重新啟動時(shí)，交流轉(zhuǎn)轍機(jī)不能正常轉(zhuǎn)換道岔，并且電機(jī)出現(xiàn)明顯的振動和噪聲現(xiàn)象。針對現(xiàn)場反應(yīng)的現(xiàn)象分析是由于有些轉(zhuǎn)轍機(jī)應(yīng)用的場所距離車站信號樓控制室比較遠(yuǎn)，電路損耗大的特殊環(huán)境以及轉(zhuǎn)轍機(jī)、道岔摩擦等會增大阻力，導(dǎo)致當(dāng)?shù)啦硖幱谒拈_（故障）位置時(shí)偶有電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩不夠，故需要對交流轉(zhuǎn)轍機(jī)的電機(jī)進(jìn)行研究和改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)增加電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)。

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（作者單位：成都地鐵運(yùn)營有限公司）