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ZY(J)7型电液转辙机油缸防反弹装置优化

2020-11-25苏程兴施俊明边衡

科技与创新 2020年22期
关键词:滚柱转辙机电液

苏程兴,施俊明,边衡

ZY(J)7型电液转辙机油缸防反弹装置优化

苏程兴,施俊明,边衡

(山西铁路装备制造集团电务器材有限公司,山西 太原 030003)

随着高速铁路的迅速发展,铁路电务系统对道岔转换设备的性能要求也越来越高。ZY(J)7型电液转辙机作为本厂自主研制的道岔转换设备,在中国历次提速改造、重载铁路、高速线路中被大量推广使用。对ZY(J)7型电液转辙机油缸防反弹装置的优化,可进一步提高其性能的稳定性,优化装配工艺,更利于电液转辙机现场 维护。

ZY(J)7型电液转辙机;稳定性;装配工艺;维护

1 课题的提出

山西铁路装备制造集团电务器材有限公司自行研制的ZY(J)7型电液转辙机于1997年通过了铁道部的技术鉴定,多年来,ZY(J)7型电液转辙机通过不断的技术更新,以其稳定性高、液压传动磨耗小、现场维护工作量小的优势,备受广大电务工作者的青睐。随着列车由远及近驶入岔区,道岔的振动频率也会越来越高,由于列车的种类和通过岔区时的速度不尽相同,通过转换锁闭装置与道岔相连接的电液转辙机会受到不同程度的振动。电液转辙机内油缸的动作情况直接影响着信号表示,油缸防反弹装置的设置,主要是为了有效地防止油缸由于振动产生的位移,也可防止油缸腔内的液体介质由于温差变化发生位移。

2 ZY(J)7型电液转辙机油缸防反弹装置优化

2.1 结构组成

一种电液转辙机防反弹装置如图1所示,主要由底壳外部安装的固定座组和油缸组上的定位板组成,其中,固定座组的组成如图2所示,包含固定座、滚柱、挡铁、矩形弹簧、压柱轴、调整垫、压紧螺母。

从图中可以看出,矩形弹簧的压力作用于滚柱上,定位板上设置的圆弧面与滚柱相互配合,形成滚动摩擦,产生防止油缸发生位移的阻力。防反弹作用力的调节可根据需要来改变调整垫整体的厚度,增加调整垫的厚度将会增大弹簧的压缩量,从而增加定位板与滚柱之间的摩擦阻力。

由于定位板的特殊设计,道岔转换的过程中,定位板中间设置了凹槽与滚柱分离,不增加系统的阻力,在锁闭道岔时,定位板设置了与滚柱相配合的过度斜面,使锁闭更加平稳,道岔转换完成后,固定座组的滚柱将会定位在端部凹槽的某一特定位置,为表示系统提供保持力。

2.2 关键零件选材

电液转辙机会受外界环境的振动影响,同时ZY(J)7型电液转辙机的动力系统是在高压、封闭的环境下进行工作,而液压油的体积会产生热胀冷缩的现象,在温差较大的情况下,油缸发生位移的趋势越明显,所以为转辙机表示系统提供一种稳定、可靠的保持力显得尤为重要。

图1 一种电液转辙机防反弹装置

图2 固定座组的组成

选用矩形弹簧作为压力传递的主要元件,与圆形截面的弹簧相比,在同一空间的截面面积更大,吸收的能量也更多,另外矩形弹簧的特征线更接近于直线,弹簧的刚度更接近于固定常数,更利于调整垫厚度的取值。

滚柱与定位板相互作用时会产生磨耗,选择耐磨性高、综合性能较好的GCr15钢作为滚柱和定位板的加工材料,对GCr15钢进行淬火、低温回火处理,进一步提高其耐磨性、疲劳强度。

2.3 具体实施方式

电液转辙机油缸防反弹装置安装方式如下:在油缸缸套的相应位置安装定位板,将油缸组组装到转辙机底壳内,在转辙机底壳上相应位置安装固定座,压柱轴的卡槽内装入滚柱,安装挡铁与卡槽配合,防止滚柱掉落,安装好的滚柱能围绕滚柱的轴线方向灵活滚动,在压柱轴的轴线方向安装矩形弹簧,根据需要在弹簧的一端装入调整垫,将组装好的压柱轴均匀涂抹润滑脂并有方向地装入固定座,最后用压紧螺母紧固,固定座孔口处露出的滚柱面与油缸定位板上的凹处吻合,构成电液转辙机油缸防反弹装置。

2.4 数据检测和分析

在未设置防止油缸发生位移的结构时,油缸到位后发生位移需要克服的外力主要包括油缸底面、侧面与底壳安装的耐磨衬垫之间的摩擦力和动接点间弹簧的拉力,现对ZY(J)7-C型电液转辙机单主机进行测试,在无负载的情况下,测得的数据如表1所示。

表1 无负载的情况下测得的数据

测试组油缸位移压力/MPa解锁压力/MPa动作压力/MPa锁闭压力/MPa动作时间/s 组11.671.881.721.825.98 组21.651.851.701.866.04 组31.701.921.851.905.85

相同的条件下,现对同一台ZY(J)7-C型电液转辙机安装油缸防反弹装置,测得数据如图3所示。

图3 数据参数

从上述所得数据可以看出,电液转辙机增加了油缸防反弹装置后,油缸位移压力、解锁压力、锁闭压力有了明显的变化,并随着调整垫厚度的增加呈递增趋势,而转辙机的动作压力以及动作时间无明显变化。

参照电液转辙机整机性能测试要求,转辙机的解锁压力不大于4.5 MPa且与空动压力的差值应大于1 MPa,根据ZY(J)7型电液转辙机现场使用经验,解锁压力宜为3 MPa,结合实测数据,优化型的油缸防反弹装置加装2 mm的调整垫后,转辙机的解锁压力维持在3.0 MPa左右。

现对已加装2 mm调整垫的油缸防反弹装置进行重复试验和数据检测,转辙机的各项性能指标正常,并且解锁压力稳定维持在3.0 MPa左右,偏差不大于±0.2 MPa。

通过实验数据可看出,ZY(J)7型电液转辙机防油缸反弹装置的结构优化后,油缸位移压力、解锁压力、锁闭压力变得可调,并与使用调整垫的厚度呈一定的线性关系,在生产制造过程中,简化了动作杆组的加工、装配工艺,由于测试环境与线路上的使用环境存在很大差异,优化后的转辙机性能以实际使用情况为准。

3 结束语

ZY(J)7型电液转辙机油缸防反弹装置的优化着眼于高可靠、稳输出、利维护的思想,在保证电液转换设备通用性的前提下,与成熟的生产工艺相结合,不断总结交流维护经验,提升产品的质量,为铁路安全行车保驾护航。

[1]北京铁路局太原电务器材厂,西安全路通号器材研究有限公司.TB/T 2673—2016 ZY系列电液转辙机[S].北京:中国铁道出版社,2016.

[2]徐灏.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2000.

U284.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.22.025

2095-6835(2020)22-0064-02

苏程兴(1992—),男,助理工程师,主要从事电液转辙机研发相关工作。

〔编辑:王霞〕

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