CN107757630A - 悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道交通道岔制造技术领域，提供一种悬挂式单轨交通新型道岔，其由道岔梁体、安装于梁体上的芯轨、随动轨、修正轨及所述芯轨、随动轨、修正轨换位的转辙机构、安装于梁体两侧上的安全围栏、安装于梁体一侧的检修平台以及控制系统组成；其道岔梁体采用分体制造、加工，并在试装时通过高强螺栓、拼接版相连接；随动轨一端与上部芯轨铰接；修正轨一端与下部芯轨铰接。同时提出了前述道岔的控制方法。本发明满足车辆转向架无上侧安装的稳定轮组；走行轮为挂胶橡胶实心车轮，车辆轴重5吨。

Description

悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔及实现方法

背景技术

悬挂式空轨道岔根据转向架的不同分为走形面底面连续、与非连续两种。

走形面非连续道岔，其转向架上有稳定轮组、导向轮组，可通过其提供抗扭转力矩，在道岔设计允许单侧走行轮的短时踏空，该类型道岔主要应用于德国。道岔转辙驱动采用了较为标准的一台铁路转辙机，总的功率小于1kw。工作原理：通过铁路转辙机的动力作用分别推动中间回转芯轨的绕轴转动；前端梯形钢构架的伸缩旋回实现回转叉芯的转前解锁、到位锁闭。该型道岔仅适用于小运量、轴重较轻(3.5 吨)的空轨系统。

走形面连续道岔，其转向架相对于上面无稳定轮组，不能通过其提供抗扭转力矩，在道岔设计时走行轮不可踏空，该类型道岔主要应用于日本，该型道岔仅适用于中等运量、轴重约(5吨)的空轨系统。该空轨道岔是将可动轨行走板直接重叠于道岔梁行走板之上，在道岔变线时可动轨行走板在道岔梁行走板上滑动，当车经过道岔时，由于左右两侧的高度差引起转向架倾斜和车体抖动，两侧行走板受力不均，道岔梁行走板磨损严重，而且会引起乘客不适。同时可动轨行走板与道岔梁行走板重叠，厚度增加，无法满足采用夹钳制动器制动的转向架车辆通行要求。

为克服走行面的高低差影响，同时满足夹钳制动器制动要求，有人提出了采用平推板修正的道岔技术，该技术采用分离驱动技术，总的电机数量达到了12台，同时道岔总体宽度达到了4米。上述直接导致道岔可靠性降低，车场难于布置。

目前已经有轨道交通车辆使用的车辆转向架无上侧安装的稳定轮组；走行轮由日本的直径1050mm的充气橡胶轮胎，变更为直径 518mm的挂胶橡胶实心车轮，必须实现走形面连续、且无明显高差，同时满足与线路梁相同的吊挂安装要求。实现道岔宽度的窄型，运动机构、装置的联动，以满足线路的布置要求，降低控制系统的复杂程度，进而提高道岔使用可靠性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种悬挂式单轨交通新型道岔，满足车辆转向架无上侧安装的稳定轮组；走行轮为挂胶橡胶实心车轮，车辆轴重5吨。

实现上述要求的结构方案包括：

悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其由道岔梁体 (1-1)、安装于梁体(1-1)上的芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)及所述芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)换位的转辙机构(1-2)、安装于梁体(1-1)两侧上的安全围栏(1-3)、安装于梁体(1-1)一侧的检修平台(1-4)以及控制系统组成；其道岔梁体(1-1)采用分体制造、加工，并在试装时通过高强螺栓、拼接版相连接；随动轨(4-12)一端与上部芯轨(4-6)铰接；、修正轨(4-10)一端与下部芯轨(4-6)铰接。

梁体(1-1)包括位于一端的道岔悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端 (2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧板(2-5)、道岔梁趾端(2-6)；且梁体(1-1)中部采用双腹板连接结构，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接。

所述转辙机构(1-2)包括：芯轨、随动轨、修正轨的回转装置 (3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)；芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)为一个电动推杆机构，一个推杆连接于芯轨(4-6)、一个推杆连接于随动轨(4-12)，电动推杆机构的动力拉杆与芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)连接；芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)一端连接于所述芯轨上端部，另外一端通过所述拉杆与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)连接；随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)和随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)位于随动轨两侧部；直线侧翻转板装置(3-5) 和曲线侧翻转板装置(3-6)位于修正轨两侧部。

所述芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)由电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)、芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)、芯轨 (4-6)、随动轨间回转装置(4-9)、修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)组成；电动推杆(4-1)的动力推杆与修正轨回转机构(4-2)连接，修正轨回转机构(4-2)通过两侧的连接杆与修正轨和随动轨连接；修正轨回转机构(4-2)中部转动杆通过拉杆与芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)连接，芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)通过芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)和芯轨与导槽连接装置(4-5)安装于芯轨(4-6)上；随动轨间回转装置(4-9) 与梁体(1-1)相关安装，其中电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、安装与梁体(1-1)外部；芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)分别安装与梁体梁体(1-1)中部的上下位置处；修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)安装于梁体(1-1)内部。

所述芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)由横梁处四连杆机构 (6-1)、横连杆(6-2)、电动推杆(6-3)、芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)组成；横梁处四连杆机构(6-1)与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)中的随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)连接；芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)通过芯轴装置(4-7)和提升轴套(4-8)与芯轨上连接。

所述随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置 (3-4)采用两套相同的扣紧装置实现，所述扣紧装置由扣紧压板 (7-1)、扣紧压板转轴(7-2)、连杆(7-3)、电动推杆(7-4)、扣紧装置底板(7-5)组成，扣紧装置底板(7-5)安装于梁体(1-1)上，其余各件相对于安装底板进行铰接。

直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)由曲翻转板(5-1)、曲翻转板支座(5-2)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆 (5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板支座(5-6)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成；所述的支座均相对梁体固定安装；曲翻转板 (5-1)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成与支座进行铰接。

实现原理：

工作原理(左开道岔由直线向侧线转位)：

1、控制中心通过远程的信号楼向道岔发出向左侧转辙的指令，道岔的控制装置接受指令，切断当前的位置表示信号。

2、负责直翻转板转动的电动推杆动作、让出芯轨转辙时的空间。

3、直线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的解锁。

4、芯轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的解锁。

5、负责回转芯轨、随动轨、修正轨的回转的电动推杆启动，回转芯轨、随动轨、修正轨动作，密贴检查器检查到位后，电动推杆停止工作。

6、负责曲线侧翻转板的电动推杆动作、翻转完成后实现走形面、导向面的连续。

7、芯轨、随动轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的锁闭。

8、曲线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的锁定。

9、经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断后，向远程的信号楼发回到位信号。

道岔操作方法

作为线路中关键的设备，必须满足信号的要求，同时满足在特殊状态下的维护、操作要求，因此将道岔的操作有如下三种基本形式：

远程操作(信号与连动)-平时

道岔正常运转使用时，通过远程的信号楼完成道岔的操控，道岔接受转辙指令，通过道岔自身的控制系统完成转辙，并经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断后，向远程的信号楼发回到位信号。

现场按钮操作-维修检查时

道岔在维修检查时，通过向远程的信号楼发出现场操作的授权要求，并经过许可后；通过道岔自身的控制系统完成各分步的维修检查动作。

此时在两极限位置应能经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断，向远程的信号楼发回位置信号。

现场手动操作-停电以及发生故障时

道岔在停电以及发生故障时，应能通过各驱动电机尾部的手柄完成相应的动作。

本发明的有益效果是：1、满足中等运量轨道悬挂式单轨交通系统需求(公司目前跟踪的项目技术需求，即车辆转向架无上侧安装的稳定轮组、走行轮为挂胶橡胶实心车轮、车辆轴重5吨)，实现走行面的连续，减少车辆与轨道间的相互作用；2、同时由于采用翻转板结构，道岔的横向尺寸相较平推式的会减少约30％，悬臂部分减少，有利于同等板厚条件下提升系统刚度、降低应力；同时便于车场的安装布置，减小车辆在车场换线的面积需求。3、道岔梁主体采用了拼接式结构，便于加工制造，有利于提升整体的质量水平。4、在芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)中采用机构联动，实现了单电动推杆驱动，减少了电机、控制系统元器件数量，有益于提高系统可靠性、可用性。

附图说明

图1为本发明道岔总体结构图。

图2为本发明梁体结构示意图。

图3为本发明转辙机构示意图。

图4为本发明中回转机构示意图。(增加了附图标记随动轨4-12)

图5为随动轨的直线侧扣紧装置、随动轨的曲线侧扣紧装置示意图。

图6直线侧翻转板装置和曲线侧翻转板装置示意图。

图7随动轨的直线侧扣紧装置、随动轨的曲线侧扣紧装置示意图。

具体实施方式

如图1，道岔主要由道岔梁体(1-1)、转辙机构(1-2)、安全围栏(1-3)、检修平台(1-4)、控制系统等组成。道岔梁体(1-1)为车辆运行支撑的主体结构，同时提供与立柱连接、机构安装的基础。为便于制造加工、采用分体制造、加工，试装时通过高强螺栓、拼接版相连接的结构。道岔梁中部采用双腹板连接结构满足下部强度、刚度设计指标，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接增强横向扭转刚度。其组成包括道岔的悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧(2-5)、道岔梁趾端(2-6)，如图2。

转辙机构(1-2)由芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)，如图三。其中由芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)由电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)、芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)、芯轨(4-6)、芯轴装置(4-7)、提升轴套 (4-8)、随动轨间回转装置(4-9)、修正轨(4-10)、修正轨回转轴 (4-11)组成，如图4。芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)由横梁处四连杆机构(6-1)、横连杆(6-2)、电动推杆(6-3)、芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)组成，如图6。随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)采用两套相同的扣紧装置实现，该扣紧装置由扣紧压板(7-1)、扣紧压板转轴(7-2)、连杆(7-3)、电动推杆(7-4)、扣紧装置底板(7-5)组成，如图7。直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)由曲翻转板 (5-1)、曲翻转板支座(5-2)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板支座(5-6)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成，如图6。

道岔梁体

道岔梁体(1-1)为车辆运行支撑的主体结构，同时提供与立柱连接、机构安装的基础。为便于制造加工、采用分体制造、加工，试装时通过高强螺栓、拼接版相连接的结构。道岔梁中部采用双腹板连接结构满足下部强度、刚度设计指标，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接增强横向扭转刚度。其组成包括道岔的悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧(2-5)、道岔梁趾端(2-6)。

道岔的转辙机构包括：芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)，计6套相互独立的机构。

翻转板装置

翻转板的功能在于非工作时芯轨提升阶段留出空间，同时工作状态提供导向、稳定轮的接触要求。翻转板的机构采用四连杆、可伸缩摇杆机构进行驱动，同时利用四杆机构的死点实现机构的锁死。

芯轨提升下压装置芯轨提升下压装置功能在于实现芯轨的解锁、锁闭，同时实现芯轨转换过程的悬空运转。芯轨提升下拉装置共有两处作用点，分别位于回转芯轴处及芯轨远端处，其中芯轨转轴处在顶部开长圆孔，满足平行四边形机构运动空间要求；芯轨远端处通过平行四边形机构提升与芯轨的连接横梁。上述两部位均由相互滑移的作用副。

芯轨和修正轨的回转装置

芯轨和修正轨的回转装置功能在于实现芯轨的回转、芯轨随动端部密贴。芯轨和修正轨的回转机构采用多套连杆机构的混合连接转动实现，其特点在于连杆强度好、动力机构简单，在完成调试后可长期稳定的工作。

芯轨的回转通过曲臂滑槽机构实现，该机构自身有加减速的功能，可以减轻运转过程的冲击，延长机件寿命。同时为使驱动连杆受力较好，采用了可实现摆动角度放大的一级齿轮机构。连杆与齿轮的连接均使用关节轴承，满足运转过程的自由度要求。修正轨的回转通过两侧分别安装的空间4连杆机构实现，连杆与齿轮的连接均使用关节轴承，满足运转过程的自由度要求。

芯轨与随动轨间回转装置

芯轨回转过程中，在随动轨与梁体接触后，随动轨与芯轨会出现小角度的转动，该转动位置由于空间小，无法安装相应的机构进行驱动，在该部位安装磨檫离合器，通过该离合实现随动轨与芯轨转动，离合力的大小通过弹簧进行调整，离合片有国内专业厂家进行制造，保证使用寿命。

随动轨的扣紧装置

芯轨与随动轨回转完成后为保证通车安全需要进行锁定，本方案随动轨与梁体采用扣紧压板装置进行锁定，锁定装置的动力采用微型电动推杆，机构内设置运动机械死点，保证锁定的可靠。

Claims (8)

1.悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其由道岔梁体(1-1)、安装于梁体(1-1)上的芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)及所述芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)换位的转辙机构(1-2)、安装于梁体(1-1)两侧上的安全围栏(1-3)、安装于梁体(1-1)一侧的检修平台(1-4)以及控制系统组成；其特征是道岔梁体(1-1)采用分体制造、加工，并在试装时通过高强螺栓、拼接版相连接；随动轨(4-12)一端与上部芯轨(4-6)铰接；、修正轨(4-10)一端与下部芯轨(4-6)铰接。

2.根据权利要求1所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是梁体(1-1)包括位于一端的道岔悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧板(2-5)、道岔梁趾端(2-6)；且梁体(1-1)中部采用双腹板连接结构，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接。

3.根据权利要求1所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是所述转辙机构(1-2)包括：芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)；芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)为一个电动推杆机构，一个推杆连接于芯轨(4-6)、一个推杆连接于随动轨(4-12)，电动推杆机构的动力拉杆与芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)连接；芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)一端连接于所述芯轨上端部，另外一端通过所述拉杆与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)连接；随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)和随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)位于随动轨两侧部；直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)位于修正轨两侧部。

4.根据权利要求3所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)由电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)、芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)、芯轨(4-6)、随动轨间回转装置(4-9)、修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)组成；电动推杆(4-1)的动力推杆与修正轨回转机构(4-2)连接，修正轨回转机构(4-2)通过两侧的连接杆与修正轨和随动轨连接；修正轨回转机构(4-2)中部转动杆通过拉杆与芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)连接，芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)通过芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)和芯轨与导槽连接装置(4-5)安装于芯轨(4-6)上；随动轨间回转装置(4-9)与梁体(1-1)相关安装，且电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、安装于梁体(1-1)外部；芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)分别安装与梁体梁体(1-1)中部的上下位置处；修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)安装于梁体(1-1)内部。

5.根据权利要求3所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)由横梁处四连杆机构(6-1)、横连杆(6-2)、电动推杆(6-3)、芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)组成；横梁处四连杆机构(6-1)与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)中的随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)连接；芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)通过芯轴装置(4-7)和提升轴套(4-8)与芯轨上连接。

6.根据权利要求3所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)采用两套相同的扣紧装置实现，所述扣紧装置由扣紧压板(7-1)、扣紧压板转轴(7-2)、连杆(7-3)、电动推杆(7-4)、扣紧装置底板(7-5)组成，扣紧装置底板(7-5)安装于梁体(1-1)上，其余各件相对于安装底板进行铰接。

7.根据权利要求3所述的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其特征是直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)由曲翻转板(5-1)、曲翻转板支座(5-2)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板支座(5-6)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成；所述支座均相对梁体固定安装；曲翻转板(5-1)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)均与支座进行铰接。

8.悬挂式单轨交通道岔实现方法，其特征是按照如下步骤实现：

1、控制中心通过远程的信号楼向道岔发出向左侧转辙的指令，道岔的控制装置接受指令，切断当前的位置表示信号；

2、负责直翻转板转动的电动推杆动作、让出芯轨转辙时的空间；

3、直线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的解锁；

4、芯轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的解锁；

5、负责回转芯轨、随动轨、修正轨的回转的电动推杆启动，回转芯轨、随动轨、修正轨动作，密贴检查器检查到位后，电动推杆停止工作；

6、负责曲线侧翻转板的电动推杆动作、翻转完成后实现走形面、导向面的连续；

7、芯轨、随动轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的锁闭；

8、曲线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的锁定；

9、经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断后，向远程的信号楼发回到位信号。