2.3. Стрелочные приводы
Стрелочные приводы предназначены для перевода, механического запирания и контроля положения остряков централизованных стрелок. Они должны обеспечивать плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу, исключая его отжим; контролировать нормальное (плюсовое), переведенное (минусовое) и промежуточное (перемещение остряков, их недоход до рамного рельса, взрез) положения стрелки. Решение указанных задач требует наличия в приводе приемника какого-либо вида вспомогательной энергии по перемещению остряков, связующего звена между этим приемником и стрелкой, механического замыкателя остряков в их крайних положениях и контрольного устройства.
В зависимости от вида вспомогательной энергии различают гидравлические, пневматические и электромеханические стрелочные приводы. Из-за сложности канализационных сетей первые два вида утратили свое былое значение, а распространение получили электромеханические приводы. В них приемником электроэнергии служат соленоиды или электродвигатели. В настоящее время соле-
ноидные приводы устанавливаются только на трамвайных стрелках, а на железнодорожном транспорте повсеместно применяются электроприводы с двигателями постоянного или переменного тока.
Блок-схема такого привода представлена на рис.2.11. В нем приемником электроэнергии служит электродвигатель 1.Связующим звеном между электродвигателем и стрелкой является редуктор 2, который усиливает вращающий момент и через рабочую шестерню 3 преобразует вращение рабочего вала 4, в поступательное движение рабочей линейки (шибера) 5, соединенного со стрелкой тягой 6. Редуктор состоит из четырех каскадов зубчатой передачи (рис.2.12). Первый включает в себя шестерни 1 и 2, второй шестерню 3 и зубчатую насечку 4, третий шестерню 5 и зубчатое колесо 6, четвертый рабочую шестерню 7 и шибер 8. Первоначальные выпуски приводов предусматривали редукторы открытого типа, в более поздних модификациях шестерни 1-4 образуют закрытый блок, в корпус которого заливается масло. Тем самым уменьшается сопротивление передачи.
При перемещении остряков необходимо учитывать такой специфический момент, как их застопоривание из-за возникшего препятствия. В этом случае электродвигатель начинает потреблять значительный ток и его обмотки могут разрушиться. Следовательно, соединение вала электродвигателя с рабочим валом должно быть "плавающим". Для этого в конструкцию привода вводят фрикцион 7 (см. рис.2.11), жесткость соединения в котором достаточна для нормального перевода стрелки и недостаточна при возникновении препятствия. В последнем случае фрикцион снижает нагрузку до приемлемой. Он же гасит инерцию вращающихся частей редуктора по окончании перевода стрелки. Очень важным вопросом является выбор места установки фрикционного сцепления внутри привода. Поскольку величина передаваемого вращающего момента при заданной мощности обратно пропорциональна угловой скорости вращения вала, то для уменьшения габаритов фрикциона его целесообразно устанавливать на валу электродвигателя. Однако, как показала эксплуатация привода типа СП-1, имевшего такое решение, уменьшение габаритов фрикциона ухудшило условия теплоотдачи и стабильность его работы. Поэтому оптимальным вариантом считается установка фрикционного сцепления во втором каскаде механической передачи привода.
Рассмотрим одно из его конструктивных оформлений на примере рис.2.12. Корпус 12 представляет собой одно целое с зубчатой насечкой 4 второго каскада редуктора. Внутри корпуса располагаются четыре пары дисков, из которых чугунные 13 прикреплены шпонками к корпусу, а стальные 14 к валу 15 фрикциона. Перемещение дисков вдоль вала и необходимая жесткость их соединения достигаются с помощью пружины 16 и регулировочной гайки 17.
Задача замыкания остряка в прижатом положении может быть решена специальным механизмом, расположенным вне привода или внутри его. Отсюда различают приводы с внешним и внутренним замыканием. Например, первый вид может быть обеспечен некоторой управляемой штангой, вклинивающейся между прижатым остряком и упором посреди колеи. Внешние приводозамыкатели имеют недостаток: располагаясь внутри колеи, создают неудобства при их обслуживании и подвержены влиянию окружающей среды. В настоящее время электроприводы снабжаются внутренним замыкателем (рис.2.13).
замыкания остряков
Конструктивное их выполнение заключается в том, что последняя (рабочая) шестерня 1 редуктора и ее передвигаемая рабочая линейка 2 в крайних фазах своего положения имеют специально нарезанные (скошенные) зубья 3-6. Входя в зацепление, пара 3, 4 препятствует отжиму прижатого остряка в плюсовом, а 5, 6 в минусовом положении стрелки. Поскольку такого рода механизм находится в зоне постоянного действия динамических нагрузок, не исключается потеря замыкания в результате неуправляемого поворота рабочей шестерни. Поэтому обеспечивается и механическое замыкание рабочего вала с помощью дополнительных элементов. К таковым относятся упорные рычаги 7 и 9, соединенные между собой двумя пружинами растяжения 8. Ролик упорного рычага, западая в вырез диска рабочего вала 10, исключает его случайный поворот, отсюда всякая работа привода по переводу стрелки начинается со снятия замыкания с рабочего вала, а потом остряка стрелки. Происходит это следующим образом. При вращении зубчатого колеса 6, свободно насаженного на рабочий вал (см. также рис.2.12), из радиального углубления на его ступице выталкивается ролик упорного рычага 9. Рабочий вал освобождается от замыкания, а прилив 11 колеса входит в зацепление с диском 10. Только после этого начинается поворот рабочего вала и снятие замыкания с остряка стрелки.
Конструкция контрольного устройства современных электроприводов основывается на идее преобразования строго определенного линейного перемещения остряков стрелки в управляемую электрическую цепь. Например, можно было в необходимых точках рабочей линейки предусмотреть приспособления, воздействующие на контактную систему, а через нее включить контрольное реле. Однако в случае нарушения целостности соединения рабочей линейки со стрелкой (обрыв, излом и т.п.) такое контрольное устройство привело бы к ложному включению электрической цепи при фактическом недоходе остряка до рамного рельса. Поэтому с целью получения достоверной информации о положении стрелки используют не рабочую, а две специальные контрольные линейки 9 (см. рис.2.11), каждая из которых соединена с остряком тягой 11 и управляет блоком автопереключателя 8.
Блок автопереключателя состоит из двух контактных колодок (см. рис.2.13), каждая колодка содержит три пары контактных губок 12, в которые врубаются контактные ножи 13, последние через изолирующие колодки впрессованы в ножевые рычаги 14 и 15, имеющие клювообразные отростки (зубья), которые западают в вырезы контрольных линеек 16 и 17. Такое западание возможно только при действительно плотном прилегании прижатого остряка к рамному рельсу и отводе на необходимое расстояние отжатого остряка, ведущих к совмещению вырезов на контрольных линейках. В этом случае контактная система коммутирует необходимую контрольную цепь К. Если один из остряков стрелки не переводится, то вырезы на контрольных линейках не совмещаются и клювообразный отросток ножевого рычага, упираясь в целую часть линейки, не допускает переброски ножа и включения контрольной цепи. В настоящее время имеется также решение по бесконтактной коммутации контрольных цепей с помощью индукционных датчиков, управляемых упорными рычагами автопереключателя.
При взрезе стрелки первым испытывает давление отжатый остряк. Его контрольная линейка 17, перемещаясь, скошенной гранью выреза выталкивает клювообразный отросток ножевого рычага на свою поверхность. В результате контактный нож занимает среднее положение, размыкая контрольную цепь К и не включая рабочую Р. Устройства же механического запирания стрелки при этом ломаются. Такого рода приводы называются невзрезными. Первые же отечественные приводы имели специальное взрезное устройство, разъединявшее при взрезе стрелки рабочий вал и его механический замыкатель.
В настоящее время на сети дорог широко применяются электроприводы невзрезного типа СП-3, СП-6, СП-8 и СПГБ-4 (с бесконтактным автопереключателем) и только в отдельных случаях взрезные СПВ-6. Это объясняется тем, что подавляющее большинство передвижений носит маршрутизированный характер, т.е. осуществляется по сигналам, и не допускает выезда на неготовый маршрут с последующим взрезом стрелок.