RU193014U1

RU193014U1 - ELECTRIC DRIVE ARROW

Info

Publication number: RU193014U1
Application number: RU2019125664U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Олег Викторович Штанов; Александр Викторович Конаков; Назим Галимзянович Гайнаншин; Юрий Леонидович Чигрин; Олег Викторович Довгаль; Николай Михайлович Паладин
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2019-10-10

Abstract

Полезная модель относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначена для перевода, замыкания и контроля положения остряков на железнодорожном транспорте и метрополитене. Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта при прохождении стрелочных переводов. В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности работы, снижении затрат на обслуживание электропривода стрелочного. Указанный технический результат достигается заявляемым электроприводом стрелочным, характеризующимся тем, что состоит из чугунного корпуса и сварной стальной крышки, электродвигателя, редуктора со встроенной фрикционной муфтой и открытой зубчатой передачей, блока главного вала, автопереключателя кулачкового типа с контактной группой ножевого типа, соединительной муфты, рабочего шибера с запирающим кулачковым механизмом, контрольных линеек, контактов безопасности, обогревательного элемента, панели освещения, кабельного жгута, при этом электродвигатель выполнен с двухсторонним выходом вала из корпуса, на одном конце выполнен квадрат, для подключения ручного привода, на другом конце вала крепится на шпонке муфта, для соединения с входным валом-шестерней редуктора, крышка корпуса имеет по бортам уплотнение из резины и антиконденсатное покрытие на внутренней поверхности, внутри корпуса редуктора смонтирована двухступенчатая цилиндрическая передача, состоящая из трех валов-шестерней и двух зубчатых колес, внутри ступицы колеса второй ступени смонтирована фрикционная муфта, состоящая из неподвижных стальных дисков и подвижных фрикционных дисков, установленных на втулке, соединенной шпонкой с выходным валом редуктора, фрикционные диски выполнены сборными и состоят из диска-поводка и фрикционных вставок, закрепленных в диске-поводке, и прижимного устройства, расположенного вне корпуса редуктора, состоящего из упругих элементов, установленных на нажимной втулке, соединенной шпонкой с выходным валом, стопорного винта и прижимной гайки, фрикционные вставки изготовлены с полем допуска H14, ответные отверстия в диске-поводке с полем допуска h12 закреплены в отверстии диска путем обжима (осадки) с прикладыванием усилия сжатия ко всем вставкам одновременно, причем усилие выпрессовки вставки из отверстия диска-поводка составляет не менее 1500 Н, автопереключатель имеет подвижный переключающий ножевой рычаг, на котором закреплена колодка с врубными ножами, обладающими повышенной стойкостью к электрической эрозии, и переключающего ролика из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, валы-шестерни редуктора установлены в подшипники качения, шиберная шестерня блока главного вала выполнена как одно целое с главным валом, имеет два запорных зуба и пять рабочих, зубья шиберной шестерни входят в зацепление с зубьями шибера, который имеет два запорных зуба и четыре рабочих, зубчатые шестерни редуктора установлены в подшипники скольжения, состоящие из стального кольца и втулки из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, крышка корпуса имеет механизм защиты от несанкционированного вскрытия, состоящий из основного замка крючкового типа и кодового замка повышенной надежности, в конструкцию которого введена автоматическая блокировка от запирания крышки электропривода, в корпусе электропривода, в местах выхода шибера и контрольных линеек, установлены направляющие скольжения из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, внутренняя поверхность крышки корпуса покрыта антиконденсатным термозащитным материалом, крышка корпуса имеет вентиляционное отверстие, вставки дисков муфты редуктора, выполненные из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала, пропитаны маслом, имеет открытую пористость 15-20%, твердость по Бринеллю НВ 230-800 МПа, плотность 4,14-5,85 г/см, относительную осадку не менее 12%, и масловпитываемость 1-4%.Втулка зубчатого колеса редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала, а также направляющие шибера и контрольных линеек, выполненные из износостойкого композиционного антифрикционного материала, пропитаны маслом, имеют объемную пористость не более 20%, твердость по Бринеллю НВ не менее 900 МПа, предел прочности на сжатие не менее 470 МПа, ножи автопереключателя выполнены из композиционного материала повышенной дугостойкости, имеют плотность 9,2-9,9 г/см, удельное электрическое сопротивление не более 21,4 мкОм⋅см, твердость не менее НВ 1000 МПа, композиционные износостойкие самосмазывающийся фрикционный материал и износостойкий композиционный антифрикционный материал пропитаны маслом с температурой замерзания не выше минус 70° С. 8 ил.The utility model relates to turnout electric drives of railway automation and telemechanics and is designed to translate, short-circuit and control the position of wits in the railway transport and subway. The objective of the proposed technical solution is to increase the safety of railway traffic during the passage of turnouts. In the process of solving this problem, a technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of work, reducing the cost of maintaining a switch electric drive. The specified technical result is achieved by the inventive turnout electric drive, characterized in that it consists of a cast iron housing and a welded steel cover, an electric motor, a gearbox with a built-in friction clutch and an open gear transmission, a main shaft block, a cam type automatic switch with a knife-type contact group, a coupling, a working one gate with locking cam mechanism, control rulers, safety contacts, heating element, lighting panel, cable harness, at the electric motor is made with a two-way shaft exit from the housing, a square is made at one end, for connecting a manual drive, a coupling is attached to the key at the other end of the shaft, for connecting to the input gear shaft of the gearbox, the housing cover has a rubber seal on the sides and an anti-condensation coating on the inner surface, inside the gear case, a two-stage cylindrical gear is mounted, consisting of three gear shafts and two gear wheels, a friction clutch is mounted inside the wheel hub of the second stage I have a coupling consisting of fixed steel disks and movable friction disks mounted on a sleeve connected by a key to the output shaft of the gearbox, the friction disks are prefabricated and consist of a drive disk and friction inserts fixed in the drive disk, and a clamping device located outside gear case, consisting of elastic elements mounted on a pressure sleeve connected by a key to the output shaft, a locking screw and a clamping nut, friction inserts are made with tolerance field H14, the response The holes in the drive disk with the tolerance field h12 are fixed in the hole of the disk by crimping (settling) with the application of a compressive force to all inserts at the same time, the force of pressing the insert out of the hole of the drive disk is not less than 1500 N, the auto switch has a movable switching knife lever, on which is fixed to a block with cutting knives, which have increased resistance to electrical erosion, and a switching roller made of wear-resistant self-lubricating material based on iron, gear shaft shafts are installed in rolling bearings, the camshaft gear of the main shaft block is made integrally with the main shaft, has two locking teeth and five workers, the teeth of the sliding gear mesh with the teeth of the gate, which has two locking teeth and four workers, gear gears of the gearbox are installed in sliding bearings consisting of a steel ring and a sleeve of wear-resistant self-lubricating material based on iron, the housing cover has an anti-tamper mechanism consisting of a hook type main lock and a code a new lock of increased reliability, the design of which is automatically locked to prevent the drive cover from being locked, in the drive housing, at the exit points of the gate and control rulers, sliding guides of wear-resistant self-lubricating material based on iron are installed, the inner surface of the housing cover is covered with anti-condensation heat-protective material, the housing cover has a ventilation hole, gearbox coupling disc inserts made of wear-resistant self-lubricating friction ma terial, impregnated with oil, has an open porosity of 15-20%, Brinell hardness HB 230-800 MPa, density 4.14-5.85 g / cm, relative sludge not less than 12%, and oil absorption 1-4%. gear wheels, rollers of knife and switching levers of the main shaft block, as well as slide guides and control rulers made of wear-resistant composite antifriction material, are impregnated with oil, have a volume porosity of not more than 20%, Brinell hardness HB of at least 900 MPa, tensile strength at compression not less than 470 MPa, autop knives the switches are made of composite material with increased arc resistance, have a density of 9.2-9.9 g / cm, electrical resistivity of not more than 21.4 μOhm⋅cm, hardness of at least HB 1000 MPa, composite wear-resistant self-lubricating friction material and wear-resistant composite antifriction material impregnated with oil with a freezing point not higher than minus 70 ° C. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к стрелочным электроприводам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначена для перевода, замыкания и контроля положения остряков на железнодорожном транспорте и метрополитене.The utility model relates to turnout electric drives of railway automation and telemechanics and is designed to translate, short-circuit and control the position of wits in railway transport and the subway.

Известны стрелочные электроприводы, содержащие смонтированные в общем корпусе электродвигатель, понижающий многоступенчатый механический редуктор с фрикционной муфтой сцепления, главный вал с шестерней, находящийся в реечном зацеплении с рабочим шибером, автопереключателем ножевого типа, контрольными линейками, элементом обогрева (Резников Ю.М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики. М.: Транспорт, 1985, с. 83-95, рис. 21-27).Known switch actuators containing an electric motor mounted in a common housing lowering a multi-stage mechanical gearbox with a friction clutch, a main shaft with a gear located in rack mesh with a working gate, a knife-type automatic switch, control rulers, and a heating element (Reznikov Yu.M. Railway electric drives Automation and Telemechanics. M: Transport, 1985, p. 83-95, Fig. 21-27).

Недостаткам стрелочных приводов данного типа являются выполнение фрикционной муфты из подпружиненных, поочередно установленных вращающихся и неподвижных дисков из конструкционной стали, имеющих повышенный износ, изготовление ролика переключающего рычага автопереключателя из стали, а ножей колодки автопереключателя из латуни, имеющих низкую стойкость, опоры скольжения главного вала из стали, с вероятностью заклинивания шибера и, как следствие, низкая надежность, электропривода.The disadvantages of switch drives of this type are that the friction clutch is made of spring-loaded, alternately mounted rotating and fixed disks made of structural steel having increased wear, the manufacture of the switch lever of the auto-switch from steel, and the knives of the auto-switch pad from brass, having low resistance, the sliding bearings of the main shaft from steel, with the probability of jamming of the gate and, as a consequence, low reliability of the electric drive.

Известен электропривод малообслуживаемый для стрелочного перевода, содержащий корпус с крышкой, в котором смонтирован ряд агрегатов и механизмов, в том числе электродвигатель, ножевой автопереключатель, кинематическая группа, обеспечивающая перемещение шибера и контрольных линеек, при этом электропривод снабжен фиксаторами осей крепления крышки на корпусе, крышка снабжена термозащитным материалом, наиболее изнашиваемые детали выполнены из износостойких композиционных материалов, в частности втулки в корпусе для шибера и контрольных линеек - из самосмазывающихся материалов, эксплуатационные свойства материалов наиболее изнашиваемых деталей подобраны из условия либо равного ресурса либо кратного ресурса деталей, композиционные материалы наиболее изнашиваемых деталей выполнены пористыми, поры заполнены смазывающей жидкостью (Патент на полезную модель RU 43520 по заявке №2004131998 от 09.11.2004 г., МПК B61L 5/06).A well-known low-maintenance electric drive for turnout, comprising a housing with a cover in which a number of units and mechanisms are mounted, including an electric motor, a knife auto-switch, a kinematic group that provides movement of the gate and control rulers, while the electric drive is equipped with latches for fixing axes of the cover to the housing, cover equipped with thermoprotective material, the most wearing parts are made of wear-resistant composite materials, in particular bushings in the housing for the gate and the control x rulers are made of self-lubricating materials, the operational properties of the materials of the most worn out parts are selected from the condition of either an equal resource or a multiple resource of parts, the composite materials of the most worn out parts are made porous, the pores are filled with a lubricating fluid (Utility Model Patent RU 43520 according to application No. 2004131998 of 09.11. 2004, IPC B61L 5/06).

Недостатками данного технического решения является недостаточная износостойкость деталей электропривода, в частности, контактных колодок автопереключателя. Используемые материалы изготовления ножей автопереключателя, не обладают повышенной дугостойкостью.The disadvantages of this technical solution is the insufficient wear resistance of the parts of the drive, in particular, the contact blocks of the auto switch. The materials used for the manufacture of knives of the automatic switch do not have increased arc resistance.

Известен электропривод стрелочный малообслуживаемый, содержащий корпус с электродвигателем, автопереключателем, кинематической группой, отдельные детали которой выполнены из износостойких самосмазывающихся материалов, при этом входящий в состав кинематической группы шибер и отверстие под него в корпусе выполнены цилиндрическими, шибер выполнен из антикоррозийного материала или покрыт слоем такого материала, отверстие под него выполнено во втулке из износостойкого самосмазывающегося материала, втулка установлена в корпусе, входящие в состав кинематической группы тяги выполнены негранными в поперечном сечении из антикоррозийного материала, отверстия под них выполнены ответной формы во втулках, установленных в корпусе, корпус и/или крышка корпуса по внутренней поверхности снабжена гигроскопичным материалом, замок крышки снабжен кодовой системой запирания, электропривод снабжен системой сигнализации о вскрытии крышки, втулки шибера установлены в плите, установленной в окне корпуса (Патент на полезную модель RU 33078 по заявке №2003120694 от 14.07.2003 г., МПК B61L 5/06).Known electric low-maintenance switch, containing a housing with an electric motor, auto switch, kinematic group, individual parts of which are made of wear-resistant self-lubricating materials, while the gate included in the kinematic group and the hole under it in the housing are cylindrical, the gate is made of anticorrosive material or coated with a layer of such material, the hole for it is made in the sleeve of a wear-resistant self-lubricating material, the sleeve is installed in the housing, In the kinematic group, the rods are made non-angular in cross section of anticorrosive material, the holes for them are made in the form of bushings installed in the housing, the housing and / or housing cover is provided with hygroscopic material on the inner surface, the cover lock is equipped with a code locking system, the electric drive is equipped with the alarm system for opening the lid, the gate bushings are installed in the plate installed in the window of the housing (Utility Model Patent RU 33078 by Application No. 2003120694 of 07.14.2003, IPC B61L 5/06).

Недостатками данного технического решения является недостаточная износостойкость деталей электропривода, в частности, контактных колодок автопереключателя, не обеспечена антиконденсатная термозащита электропривода. Использование материала с недостаточными термозащитными свойствами, особенно в период резких перепадов температуры в окружающей среде, приводят к повышению влажности внутри корпуса вплоть до образования росы и капель на внутренней поверхности крышки и корпуса. Это снижает коррозионную стойкость деталей привода и опасно с позиции надежности электропривода, т.к. опадание капель с крышки на контакты автопереключателя может создать ложное срабатывание электрической цепи.The disadvantages of this technical solution is the insufficient wear resistance of the parts of the drive, in particular, the contact pads of the circuit breaker, anti-condensation thermal protection of the drive is not provided. The use of a material with insufficient thermal protective properties, especially during a period of sharp changes in temperature in the environment, leads to an increase in humidity inside the case, up to the formation of dew and drops on the inner surface of the cover and the case. This reduces the corrosion resistance of the drive parts and is dangerous from the standpoint of the reliability of the drive, because falling drops from the cover onto the contacts of the auto-switch can create a false electrical circuit.

Известно техническое решение стрелочного электропривода содержащий корпус с установленными в нем шибером, взаимодействующим со стрелкой, электродвигателем, редуктором, блоком главного вала, автопереключателем и зубчатыми передачами, при этом входящие в состав фрикционной муфты редуктора подвижные фрикционные диски выполнены сборными и состоят из поводка и вставок, закрепленных в поводке, при этом вставки выполнены из самосмазывающегося материала, который в зависимости от условий работы электропривода изменяет соотношение фрикционных свойств материала, ножи колодки автопереключателя выполнены из износостойкого материала, обладающего повышенной стойкостью к электрической эрозии, ролик переключающего рычага автопереключателя выполнен из износостойкого самосмазывающегося материала, опоры главного вала содержат подшипники скольжения, выполненные из износостойкого самосмазывающегося материала, колеса зубчатых передач преимущественно блока главного вала выполнены из износостойкого самосмазывающегося материала, при чем вставки дисков выполнены из композиционных материалов на основе железа методом порошковой металлургии, ножи выполнены из композиционного материала на основе меди методом порошковой металлургии, ролик выполнен из композиционного материала на основе железа методом порошковой металлургии, подшипники скольжения выполнены из износостойкого антифрикционного материала на основе железа методом порошковой металлургии, колеса зубчатых передач выполнены из износостойкого антифрикционного материала на основе железа методом порошковой металлургии, износостойкость материалов дисков, и/или ножей, и/или ролика, и/или подшипников скольжения, и/или колес подобрана такой, что обеспечивает их равный или кратный между собой срок службы. Данное техническое решение принято в качестве прототипа (Патент на полезную модель RU 26506 по заявке №2002126184 от 07.01.2002 г., МПК B61L 5/06).A technical solution of a rotary electric drive is known, comprising a housing with a gate installed in it, which interacts with the arrow, electric motor, gearbox, main shaft unit, auto-switch and gear drives, while the movable friction discs included in the gearbox clutch are prefabricated and consist of a leash and inserts, fixed in a leash, while the inserts are made of self-lubricating material, which, depending on the operating conditions of the electric drive, changes the friction ratio the material’s properties, the knobs of the auto-switch pad are made of wear-resistant material with increased resistance to electrical erosion, the roller of the switching lever of the auto-switch is made of wear-resistant self-lubricating material, the bearings of the main shaft contain sliding bearings made of wear-resistant self-lubricating material, the gear wheels of the main block of the main shaft are made of wear-resistant self-lubricating material, wherein the disk inserts are made of composite of iron-based materials by powder metallurgy method, knives are made of copper-based composite material by powder metallurgy method, the roller is made of iron-based composite material by powder metallurgy method, plain bearings are made of wear-resistant anti-friction material based on iron by powder metallurgy method, gear wheels made of wear-resistant antifriction material based on iron by powder metallurgy, the wear resistance of materials dis forks, and / or knives, and / or roller, and / or sliding bearings, and / or wheels is selected such that it ensures their equal or multiple service life. This technical solution was made as a prototype (Patent for utility model RU 26506 according to application No. 2002126184 dated January 7, 2002, IPC B61L 5/06).

Недостатками данного комплекта являются то, что он включает в себя детали, имеющие малую надежность в процессе эксплуатации, а имеющиеся детали, выполненные из композиционных металлокерамических материалов, имеют различный период стойкости, не достигающий нормированного периода работы электропривода. Низкую термозащиту, что приводит к образованию конденсата и коррозионному разрушению; не все наиболее изнашиваемые детали выполнены из износостойких материалов. Эти факторы влияют на надежность работы. Отсутствуют технологические параметры, позволяющие получать стабильные эксплуатационные свойства композиционных материалов в процессе эксплуатации.The disadvantages of this kit are that it includes parts that have low reliability during operation, and the available parts made of composite cermet materials have a different durability period that does not reach the normalized period of operation of the electric drive. Low thermal protection, which leads to the formation of condensate and corrosion damage; not all of the most wearing parts are made of wear-resistant materials. These factors affect reliability. There are no technological parameters that allow to obtain stable operational properties of composite materials during operation.

Известен способ модернизации электропривода стрелочного, состоящего из корпуса с крышкой, электродвигателя, редуктора со встроенной фрикционной муфтой, блока главного вала, автопереключателя, соединительной муфты, рабочего шибера, контрольных линеек, контактов безопасности, обогревательного элемента и панели освещения, заключающийся в замене неисправных деталей и узлов новыми или отремонтированными, при этом замене подлежат редуктор и блок главного вала, отличающийся тем, что при изготовлении отдельных изношенных узлов электропривода используют новые материалы, дополняют электропривод новыми конструктивными элементами, а редуктор и блок главного вала заменяют на новые, изготовленные на заводе-изготовителе, при этом муфту редуктора изготавливают из дисков со вставками из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала, втулку зубчатого колеса редуктора, кольца подшипников скольжения редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала изготавливают из износостойкого композиционного антифрикционного материала, ножи автопереключателя - из композиционного материала повышенной дугостойкости методом порошковой металлургии, оси рычагов изготавливают из стали Ст 20 с цементацией и термообработкой, крышку корпуса дополняют механизмом защиты от несанкционированного вскрытия и покрывают материалом, обеспечивающим антиконденсатную термозащиту электропривода, конструкцию электропривода дополнительно снабжают стопорными отгибными шайбами, механизм защиты от несанкционированного вскрытия изготавливают из основного замка крючкового типа и кодового замка повышенной надежности, в конструкцию которого введена автоматическая блокировка от запирания крышки электропривода, и дополняют защитой для шарниров крышки, например, в виде кронштейнов, и ручкой, а в корпусе электропривода, в местах выхода шибера и контрольных линеек, устанавливают вставки скольжения из самосмазывающегося композиционного антифрикционного материала, в качестве антиконденсатного термозащитного материала используют материал «Thermal-Koat^tm». (Патент на изобретение RU 2325296 по заявке №2006117666 от 22.05.2006 г., МПК B61L 5/06).There is a method of modernization of a switch electric drive, consisting of a housing with a cover, an electric motor, a gearbox with an integrated friction clutch, a main shaft block, an automatic switch, a coupling, a working gate, control rulers, safety contacts, a heating element and a lighting panel, which consists in replacing faulty parts and units new or repaired, with this subject to be replaced gearbox and main shaft unit, characterized in that in the manufacture of individual worn-out units Yes, they use new materials, supplement the electric drive with new structural elements, and the gearbox and main shaft block are replaced with new ones manufactured at the factory, while the gearbox clutch is made of disks with inserts of wear-resistant self-lubricating friction material, the gear wheel hub, the bearings bearing rings the gearbox, the rollers of the knife and switching levers of the main shaft block are made of wear-resistant composite antifriction material, auto-switch knives spruce - from a composite material of increased arc resistance by powder metallurgy, the axis of the levers is made of steel St 20 with cementation and heat treatment, the housing cover is supplemented with a protection mechanism against unauthorized opening and covered with a material providing anti-condensation thermal protection of the electric drive, the electric drive design is additionally equipped with lock washers, the protection mechanism from unauthorized opening are made of the main lock of the hook type and the combination lock increased reliability, in the design of which automatic locking is prevented from locking the cover of the electric drive, and supplemented with protection for the hinges of the cover, for example, in the form of brackets, and a handle, and in the electric drive housing, at the exit points of the gate and control rulers, slip inserts of self-lubricating composite antifriction material are installed , as an anti-condensation heat-protective material using the material "Thermal-Koat ^tm ". (Patent for the invention RU 2325296 according to the application No. 2006117666 of 05.22.2006, IPC B61L 5/06).

Недостатком данного технического решения является отсутствие элементного состава и физико-механических свойств композиционного антифрикционного самосмазывающегося материала, что не позволяет эффективно использовать данное техническое решение.The disadvantage of this technical solution is the lack of elemental composition and physico-mechanical properties of the composite antifriction self-lubricating material, which does not allow the effective use of this technical solution.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта при прохождении стрелочных переводов.The objective of the proposed technical solution is to increase the safety of railway traffic during the passage of turnouts.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат заключающийся в повышении надежности работы, снижение затрат на обслуживание электропривода стрелочного.In the process of solving the problem, a technical result is achieved consisting in increasing the reliability of work, reducing the cost of maintaining the switch electric drive.

Указанный технический результат достигается заявляемым электроприводом стрелочным, характеризующимся тем, что состоит из чугунного корпуса и сварной стальной крышки, электродвигателя, редуктора со встроенной фрикционной муфтой и открытой зубчатой передачей, блока главного вала, автопереключателя кулачкового типа с контактной группой ножевого типа, соединительной муфты, рабочего шибера с запирающим кулачковым механизмом, контрольных линеек, контактов безопасности, обогревательного элемента, панели освещения, кабельного жгута, при этом электродвигатель выполнен с двухсторонним выходом вала из корпуса, на одном конце выполнен квадрат, для подключения ручного привода, на другом конце вала крепится на шпонке муфта, для соединения с входным валом-шестерней редуктора, крышка корпуса имеет по бортам уплотнение из резины и антиконденсатное покрытие на внутренней поверхности, внутри корпуса редуктора смонтирована двухступенчатая цилиндрическая передача, состоящая из трех валов-шестерней и двух зубчатых колес, внутри ступицы колеса второй ступени смонтирована фрикционная муфта, состоящая из неподвижных стальных дисков и подвижных фрикционных дисков, установленных на втулке, соединенной шпонкой с выходным валом редуктора, фрикционные диски выполнены сборными и состоят из диска - поводка и фрикционных вставок, закрепленных в диске - поводке, и прижимного устройства, расположенного вне корпуса редуктора, состоящего из упругих элементов, установленных на нажимной втулке, соединенной шпонкой с выходным валом, стопорного винта и прижимной гайки, фрикционные вставки изготовлены с полем допуска H14, ответные отверстия в диске-поводке с полем допуска h12,закреплены в отверстии диска путем обжима (осадки) с прикладыванием усилие сжатия ко всем вставкам одновременно, причем усилие выпрессовки вставки из отверстия диска-поводка составляет не менее 1500 Н, автопереключатель имеет подвижный переключающий ножевой рычаг, на котором закреплена колодка с врубными ножами, обладающих повышенной стойкостью к электрической эрозии, и переключающего ролика из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, валы-шестерни редуктора установлены в подшипники качения, шиберная шестерня блока главного вала выполнена как одно целое с главным валом, имеет два запорных зуба и пять рабочих, зубья шиберной шестерни входят в зацепление с зубьями шибера, который имеет два запорных зуба и четыре рабочих, зубчатые шестерни редуктора установлены в подшипники скольжения, установлены в подшипники скольжения, состоящие из стального кольца и втулки из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, крышка корпуса имеет механизм защиты от несанкционированного вскрытия, состоящего из основного замка крючкового типа, и кодового замка повышенной надежности, в конструкцию, которого введена автоматическая блокировка от запирания крышки электропривода, в корпусе электропривода, в местах выхода шибера и контрольных линеек установлены направляющие скольжения из износостойкого самосмазывающегося материала на основе железа, внутренняя поверхность крышки корпуса покрыта антиконденсатным термозащитным материалом, крышка корпуса имеет вентиляционное отверстие, вставки дисков муфты редуктора, выполненные из износостойкого самосмазывающегося фрикционного материала, содержащего, мас. %:The specified technical result is achieved by the inventive turnout electric drive, characterized in that it consists of a cast iron housing and a welded steel cover, an electric motor, a gearbox with a built-in friction clutch and an open gear transmission, a main shaft unit, a cam type automatic switch with a knife-type contact group, a coupling, a working one gate with locking cam mechanism, control rulers, safety contacts, heating element, lighting panel, cable harness, at the motor is made with a two-way shaft exit from the housing, a square is made at one end, for connecting a manual drive, a coupling is attached to the key on the other end of the shaft, for connecting to the input gear shaft of the gearbox, the housing cover has a rubber seal on the sides and an anti-condensation coating on the inner surface, inside the gear case, a two-stage cylindrical transmission is mounted, consisting of three gear shafts and two gear wheels, a friction clutch is mounted inside the wheel hub of the second stage I have a coupling consisting of fixed steel disks and movable friction disks mounted on a sleeve connected by a key to the output shaft of the gearbox, the friction disks are prefabricated and consist of a disk-leash and friction inserts fixed in the disk-leash, and a clamping device located outside gear case, consisting of elastic elements mounted on a pressure sleeve connected by a key to the output shaft, a locking screw and a clamping nut, friction inserts are made with tolerance field H14, reciprocal from the holes in the drive disk with a tolerance field h12 are fixed in the hole of the disk by crimping (settling) with applying a compressive force to all inserts at the same time, and the force of pressing the insert out of the hole of the drive disk is at least 1500 N, the auto switch has a movable switching knife lever, on which is fixed a block with cutting knives, which have increased resistance to electrical erosion, and a switching roller made of wear-resistant self-lubricating material based on iron, gear shaft shafts are installed in rolling bearings, the slide gear of the main shaft block is made integrally with the main shaft, has two locking teeth and five workers, the teeth of the slide gear mesh with the teeth of the gate, which has two locking teeth and four workers, the gear gears of the gearbox are installed in sliding bearings are installed in sliding bearings consisting of a steel ring and a sleeve of wear-resistant self-lubricating material based on iron, the housing cover has a protection mechanism against unauthorized opening, consisting of From the main lock of the hook type, and a code lock of increased reliability, sliding guides made of wear-resistant self-lubricating material based on iron, the inner surface of the housing cover are installed in the design, which is automatically locked to prevent the drive cover from being locked, in the drive housing, at the exit points of the gate and control rulers covered with anti-condensation heat-protective material, the housing cover has a ventilation hole, gearbox coupling disc inserts made of wear-resistant th friction self-lubricating material comprising, by weight. %:

окись кремнияsilica 2,7-5,02.7-5.0 графитgraphite 3,0-5,03.0-5.0 медьcopper 14,5-30,514.5-30.5 баритbarite 3,0-3,23.0-3.2 оловоtin 0,1-5,20.1-5.2 железоiron остальное,rest,

пропитаны маслом, имеют открытую пористость 15-20%, твердость по Бринеллю НВ (230-800) МПа, плотность (4,14-5,85)г/см³, относительную осадку не менее 12%, и масловпитываемость 1-4%,impregnated with oil, have an open porosity of 15-20%, Brinell hardness HB (230-800) MPa, density (4.14-5.85) g / cm ³ , relative sediment not less than 12%, and oil absorption 1-4% ,

втулка зубчатого колеса редуктора, ролики ножевых и переключающихся рычагов блока главного вала, а также направляющие шибера и контрольных линеек, выполненные из износостойкого композиционного антифрикционного материала, содержащего, мас. %:the gear wheel hub, the rollers of the knife and switching levers of the main shaft block, as well as the slide guides and control rulers made of a wear-resistant composite antifriction material containing, by weight. %:

графитgraphite 0,7-0,80.7-0.8 никельnickel 0,9-1,10.9-1.1 медьcopper 2,3-2,52.3-2.5 молибденmolybdenum 1,0-1,11.0-1.1 сераsulfur 0,6-0,70.6-0.7 железоiron остальное,rest,

пропитаны маслом, имеют объемную пористость не более 20%, твердость по Бринеллю НВ не менее 900 МПа, предел прочности на сжатие не менее 470 МПа,impregnated with oil, have a bulk porosity of not more than 20%, Brinell hardness HB of at least 900 MPa, compressive strength of at least 470 MPa,

ножи автопереключателя выполнены из композиционного материала повышенной дугостойкости, содержащего, мас. %:auto-switch knives are made of composite material with increased arc resistance, containing, by weight. %:

медьcopper 40-5240-52 углеродcarbon 1,5-1,71.5-1.7 фосфорphosphorus 0,8-1,50.8-1.5 карбид вольфрама (92-95%) + кобальт (5-8%)tungsten carbide (92-95%) + cobalt (5-8%) остальное,rest,

имеют плотность 9,2-9,9 г/см³, удельное электрическое сопротивление не более 21,4 мкОм⋅см, твердость не менее НВ 1000 МПа,have a density of 9.2-9.9 g / cm ³ , electrical resistivity of not more than 21.4 μOhm⋅cm, hardness of not less than HB 1000 MPa,

композиционные износостойкие самосмазывающийся фрикционный материал и износостойкий композиционный антифрикционный материал пропитаны маслом с температурой замерзания не выше минус 70°С.composite wear-resistant self-lubricating friction material and wear-resistant composite antifriction material are impregnated with oil with a freezing temperature not higher than minus 70 ° С.

Авторами был проведен анализ всех причин выхода из строя стрелочного электропривода СП-6 различных модификаций, наиболее распространенных на ОАО РЖД. Такой анализ был проведен по данным ОАО РЖД за несколько лет эксплуатации стрелочных электроприводов, были определены наиболее изнашиваемые детали электропривода, причины износа, намечены пути повышения стойкости контактных поверхностей. Проведенный анализ позволил определить основные направления работы по повышению надежности в работе стрелочного электропривода. Повышение антифрикционных свойств композиционного материала для изготовления подшипников скольжения; повышение фрикционных свойств композиционного материала и физико-механических свойств материала для изготовления контактных элементов фрикционной муфты и сохранение данных свойств в условиях работы требующего периодического процесса торможения, смену направлений движения при торможении, длительный период нахождения контактных поверхностей в неподвижном состоянии при температурах от минус 50°С до плюс 100°С, сохранения постоянным высокого коэффициента трения. Повышение сопротивления композиционного материала к электроэрозионному (дугостойкости) и механическому изнашиванию при изготовлении ножей автопереключателя, работающих в режиме периодического включения и выключения. В дальнейшем для каждой детали был определен оптимальный материал, физико-механические свойства, конструкция деталей с оптимальным полем допуска на размеры при изготовлении.The authors analyzed all the causes of failure of the SP-6 switch electric drive of various modifications, the most common at Russian Railways. Such an analysis was carried out according to the data of Russian Railways over several years of operation of switch electric drives, the most wearing parts of the electric drive, the causes of wear were identified, ways to increase the resistance of contact surfaces were outlined. The analysis made it possible to determine the main areas of work to improve the reliability of the switch electric drive. Improving the antifriction properties of a composite material for the manufacture of sliding bearings; increasing the frictional properties of the composite material and the physicomechanical properties of the material for manufacturing the contact elements of the friction clutch and preserving these properties under conditions of operation requiring a periodic braking process, changing directions of movement during braking, a long period of contact surfaces being stationary at temperatures from minus 50 ° С up to plus 100 ° С, keeping constant a high coefficient of friction. Increasing the resistance of the composite material to electrical discharge (arc resistance) and mechanical wear during the manufacture of auto-switch knives operating in the periodic on and off mode. Subsequently, for each part, the optimum material, physicomechanical properties, and design of the parts with the optimal tolerance for dimensions during manufacturing were determined.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.The proposed technical solution is illustrated by drawings.

На фиг. 1 дана общая компоновка электропривода стрелочного, вид сверху при снятой крышке и его кинематическая схема, на фиг. 2 дана кинематическая схема редуктора, на фиг. 3 показан редуктор со встроенной фрикционной муфтой и прижимным устройством (в разрезе), на фиг. 4 показан ремонтный комплект фрикционной муфты, на фиг. 5, 6, 7 показан блок главного вала и автопереключатель общий вид, и вид сверху, на фиг. 8 показан рычаг ножевой.In FIG. 1 shows the general layout of the turnout electric drive, a top view with the cover removed and its kinematic diagram, in FIG. 2 shows the kinematic diagram of the gearbox, in FIG. 3 shows a gearbox with an integrated friction clutch and a clamping device (sectional view), FIG. 4 shows a friction clutch repair kit; FIG. 5, 6, 7 show the main shaft unit and the auto-switch general view, and a top view, in FIG. 8 shows a knife lever.

Стрелочный электропривод состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, редуктора 3 со встроенной фрикционной муфтой, открытой зубчатой передачи 4, блока главного вала и автопереключателя 5, муфты 6, рабочего шибера 7, контрольных линеек 8, соединеных между собой удлиненной планкой 9, контактов безопасности 10, обогревательного элемента 11 и панели освещения 12 с расположеными на ней проволочным резистором и штепсельной розетка для подключения переносной лампы. Все узлы смонтированы в корпусе 1, закрываемом сварной стальной крышкой (на фиг. 1 не показана), имеющей по бортам уплотнение из резины и антиконденсатное покрытие на внутренней поверхности.Switch electric drive consists of a housing 1, an electric motor 2, a gearbox 3 with a built-in friction clutch, an open gear transmission 4, a main shaft block and an automatic switch 5, a clutch 6, a working gate 7, control rulers 8 connected to each other by an elongated strip 9, safety contacts 10 , the heating element 11 and the lighting panel 12 with a wire resistor and a socket for connecting a portable lamp located on it. All nodes are mounted in a housing 1 closed by a welded steel cover (not shown in FIG. 1), having a rubber seal on the sides and an anti-condensation coating on the inner surface.

Вал электродвигателя 2 имеет один конец в виде квадрата 2.1 для присоединения курбеля, с целью перевода привода вручную, на другом конце вала, на шпонке, закреплена специальная муфта 6, которая одновременно соединяется с вал-шестерней 3.1 редуктора 3. Вал-шестерня 3.1 и зубчатое колесо 3.2, находятся в зацеплении через промежуточную пару (вал-шестерня 3.3 и зубчатое колесо 3.4). Зубчатое колесо 3.2 со смонтированной внутри фрикционной муфтой 13, находится на вал-шестерне 3.5 с установленным на нем прижимным устройством 14. Зубчатое колесо 3.2 находится в зацеплении с зубчатым колесом 15, свободно сидящим на главном валу 4.The shaft of the electric motor 2 has one end in the form of a square 2.1 for connecting the plug, to transfer the drive manually, on the other end of the shaft, on the key, a special coupling 6 is fixed, which simultaneously connects to the pinion shaft 3.1 of the gearbox 3. The pinion shaft 3.1 and the gear wheel 3.2, are engaged through an intermediate pair (pinion shaft 3.3 and gear wheel 3.4). A gear wheel 3.2 with a friction clutch 13 mounted inside is located on a gear shaft 3.5 with a clamping device 14. A gear wheel 3.2 is engaged with a gear wheel 15 freely sitting on the main shaft 4.

Редуктор 3 со встроенным фрикционом представляет собой отдельный узел (Фиг. 3), монтируемый в корпусе 1 электропривода. Редуктор состоит из чугунного корпуса 16 с крышкой 17, внутри которого находится стальные вал-шестерни 3.3, 3.1, 3.5, зубчатые колеса 3.2, 3.4 цилиндрического зацепления, а также фрикционной муфты 13, смонтированной внутри зубчатого колеса 3.2. Фрикционная муфта состоит из подвижных фрикционных дисков 13.1 и неподвижных стальных дисков 13.2 и шайбы прижимной 13.3. Подвижные диски 13.1 соединены с зубчатым колесом 3.2, а неподвижные диски 13.1 расположены на втулке 13.4, которая соединена шпонкой 3.2.1 с вал-шестерней 3.2. Сжимаются диски прижимным устройством, расположенного вне корпуса 16 редуктора 3, двумя тарельчатыми пружинами 14.1 при помощи регулировочной гайки 14.2. и шайбы 14.3. Усилие фрикционного сцепления регулируется в пределах от 1000 до 6000 Н. Передача вращения от электродвигателя 2 на редуктор 3 происходит через муфту 6, состоящую из втулки кулачковой 6.1 (ответная часть кулачковой муфты), соединенной шпонкой с осью электродвигателя 2, вкладыша 6.2 и шайбы кулачковой 6.3, установленной на квадрате вал-шестерни 3.1 редуктора 3. Валы-шестерни 3.3, 3.1, 3.5 редуктора 3 установлены в подшипники качения 18.The gearbox 3 with built-in clutch is a separate unit (Fig. 3), mounted in the housing 1 of the electric drive. The gearbox consists of a cast-iron casing 16 with a cover 17, inside of which there are steel gear shaft 3.3, 3.1, 3.5, gears 3.2, 3.4 of cylindrical gearing, as well as a friction clutch 13 mounted inside the gear 3.2. The friction clutch consists of movable friction disks 13.1 and fixed steel disks 13.2 and a compression washer 13.3. The movable disks 13.1 are connected to the gear wheel 3.2, and the fixed disks 13.1 are located on the sleeve 13.4, which is connected by a key 3.2.1 with the pinion shaft 3.2. The disks are compressed by a clamping device located outside the housing 16 of the gearbox 3, two disk springs 14.1 using the adjusting nut 14.2. and washers 14.3. The friction clutch force is regulated in the range from 1000 to 6000 N. The rotation is transmitted from the electric motor 2 to the gearbox 3 through a clutch 6, consisting of a cam sleeve 6.1 (counterpart of the cam sleeve), connected by a key to the axis of the electric motor 2, liner 6.2 and cam washer 6.3 mounted on the square of the pinion shaft 3.1 of the gearbox 3. The pinion shafts 3.3, 3.1, 3.5 of the gearbox 3 are installed in the rolling bearings 18.

Блок главного вала и автопереключателя 5 состоит из основания 19, на котором установлены по две контактных колодки 20 и 21, имеющие по три пары контактных пружин на каждой. Между колодками на осях 22 в основании помещаются свободно проворачиваемые усовершенствованные стальные ножевые контрольные рычаги с зубьями 23 и 24. На этих рычагах укреплены колодки 25 с тремя композиционными контактными ножами каждая, из них два узких и один широкий ножи.The block of the main shaft and the switch 5 consists of a base 19, on which two contact pads 20 and 21 are installed, each having three pairs of contact springs. Between the pads on the axles 22 at the base are placed freely rotatable improved steel knife control levers with teeth 23 and 24. On these levers pads 25 with three composite contact knives each, two of them narrow and one wide, are fixed.

Под действием двух пружин растяжения 26, закрепленных параллельно на переключающих рычагах 27 и 28, ножевой контрольный рычаг с зубом своими контактными ножами врубается в контактные пружины контактных колодок 20 и 21.Under the action of two tension springs 26, mounted in parallel on the switching levers 27 and 28, the knife control lever with a tooth is cut into the contact springs of the contact blocks 20 and 21 with its contact knives.

В этом положении ролик 29 переключающего рычага 27 западает в вырез диска главного вала 5.1, а ролик 29 переключающего рычага 28 находится на поверхности диска 5.1 главного вала. 30 - защитные кожухи блока главного вала и автопереключателя 5, 31 - резисторы обогрева.In this position, the roller 29 of the switching lever 27 falls into the cutout of the disk of the main shaft 5.1, and the roller 29 of the switching lever 28 is located on the surface of the disk 5.1 of the main shaft. 30 - protective covers of the main shaft unit and the auto switch 5, 31 - heating resistors.

Рычаг ножевой (правый, левый) состоит из стального рычага 23, 24 с зубьями, ролика 32, оси 33, прокладки и колодки с ножами 25, соединенными между собой с помощью двух болтов.The knife lever (right, left) consists of a steel lever 23, 24 with teeth, a roller 32, an axis 33, gaskets and pads with knives 25, interconnected by two bolts.

Совокупность признаков конструкции фрикционных дисков муфты, фрикционных вкладышей подшипников скольжения и эксплуатационные свойства композиционных материалов для подвижных дисков, ножей и роликов автопереключателя позволили повысить надежность в работе стрелочного электропривода. Долговечность и надежность работы отдельных узлов привода, позволили снизить затраты на их изготовление, обслуживание и ремонт.The combination of design features of the clutch friction disks, friction bearings of the friction bearings and the performance properties of composite materials for moving disks, knives, and auto-switch rollers made it possible to increase the reliability of the switch electric drive. The durability and reliability of the individual drive units, reduced the cost of their manufacture, maintenance and repair.

Claims

Switch electric drive, characterized in that it consists of a cast iron housing and a welded steel cover, an electric motor, a gearbox with a built-in friction clutch and an open gear transmission, a main shaft block, a cam type automatic switch with a knife-type contact group, a coupling, a working gate with a locking cam mechanism , control rulers, safety contacts, heating element, lighting panel, cable harness, while the electric motor is made with a two-way shaft output from the housing, a square is made at one end, for connecting a manual drive, a coupling is attached to the key on the other end of the shaft, for connecting to the input gear shaft of the gearbox, the housing cover has a rubber seal on the sides and an anti-condensation coating on the inside, inside the gearbox mounted two-stage cylindrical gear, consisting of three gear shafts and two gears, inside the hub of the second-stage wheel mounted friction clutch consisting of fixed steel disks and movable friction discs mounted on a sleeve connected by a key to the output shaft of the gearbox, the friction discs are prefabricated and consist of a drive disc and friction inserts mounted in a drive disc, and a clamping device located outside the gearbox, consisting of elastic elements mounted on the pressure sleeve, connected by a key to the output shaft, the locking screw and the clamping nut, the friction inserts are made with the tolerance field H14, the counter holes in the drive disc with the tolerance field h12 are fixed in the hole the disk by crimping (settling) with the application of a compressive force to all inserts at the same time, moreover, the force to extrude the insert from the hole of the drive-leash is not less than 1500 N, the auto switch has a movable switching knife lever, on which a block with cutting knives is mounted, which have increased resistance to electrical erosion, and a switching roller made of wear-resistant self-lubricating material based on iron, gearbox shafts of the gearbox are installed in rolling bearings, the slide gear of the main shaft block in It is made as a whole with the main shaft, has two locking teeth and five workers, the teeth of the slide gear mesh with the teeth of the slide, which has two locking teeth and four workers, the gear gears of the gearbox are installed in sliding bearings, consisting of a steel ring and a sleeve of wear-resistant self-lubricating material based on iron, the housing cover has an anti-tamper protection mechanism consisting of a hook-type main lock and a high-security combination lock, the design of which automatic locking is introduced from locking the cover of the drive, in the drive housing, at the exit points of the gate and control rulers, sliding guides of wear-resistant self-lubricating material based on iron are installed, the inner surface of the housing cover is coated with anti-condensation heat-protective material, the housing cover has a ventilation hole, gearbox coupling disc inserts made of wear-resistant self-lubricating friction material containing, by weight. %:

silica 2.7-5.0 graphite 3.0-5.0 copper 14.5-30.5 barite 3.0-3.2 tin 0.1-5.2 iron rest,

impregnated with oil, have an open porosity of 15-20%, Brinell hardness HB 230-800 MPa, density 4.14-5.85 g / cm ³ , relative sludge not less than 12%, and oil absorption 1-4%,

the gear wheel hub, the rollers of the knife and switching levers of the main shaft block, as well as the slide guides and control rulers made of a wear-resistant composite antifriction material containing, by weight. %:

graphite 0.7-0.8 nickel 0.9-1.1 copper 2.3-2.5 molybdenum 1.0-1.1 sulfur 0.6-0.7 iron rest,

impregnated with oil, have a bulk porosity of not more than 20%, Brinell hardness HB of at least 900 MPa, compressive strength of at least 470 MPa,

auto-switch knives are made of composite material with increased arc resistance, containing, by weight. %:

copper 40-52 carbon 1.5-1.7 phosphorus 0.8-1.5 tungsten carbide 92-95% + cobalt 5-8% rest,

have a density of 9.2-9.9 g / cm ³ , electrical resistivity of not more than 21.4 μOhm⋅cm, hardness of not less than HB 1000 MPa,

composite wear-resistant self-lubricating friction material and wear-resistant composite antifriction material are impregnated with oil with a freezing temperature not higher than minus 70 ° C.