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双动道岔ZD6转辙机模拟道岔控制电路设计与实现介绍

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I

湖南铁路科技职业技术学院

毕业设计

课 题 双动道岔ZD6转辙机模拟道岔

控制电路设计与实现

专 业 铁道通信信号

班 级 312-6班

学生姓名 徐彦秋

指导单位 湖南铁路科技职业技术学院

指导教师 周庞荣

二零一五年四月

II

摘 要

作为铁路室外三大件之一的转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置(内锁式方式没有)和各类杆件、安装装置，它们共同完成道岔的转换和锁闭。本文是基于对ZD6双动道岔电路设计进行阐述，重点就ZD6电动转辙机工作原理、ZD6双动道岔电路原理的设计及实现等几方面进行阐述。其中还涉及设计ZD6工作电路里面的继电器的类型和工作原理等。

设计的主要任务是连接C1组合与外部的配线，通过图纸的形式展现，主要分为几部分：

1、C1组合与道岔区段接点的配线

2、联锁对C1组合的接点驱动

3、联锁对C1组合的接点采集

4、C1组合与分线盘的配线

本文也会对铁路道岔转辙机进行进行介绍。本文主题虽为ZD6，但通过本文对转辙机的介绍，使读者能更系统的对ZD6电路设计有一个认知，区别客专普遍使用的提速道岔。电路的设计正是基于现场运用对转辙机电路提出的要求，暨道岔如何实现转换、转辙机对室外道岔实际位置的表示、道岔在危险侧的电路断表示等。

关键词：ZD6 C1组合 道岔 转辙机 电路 设计

III 目 录

第1章 概述......................................................... 1

1.1 电路设计背景.................................................. 1

1.2 铁路道岔转辙机介绍............................................ 1

1.2.1转辙机的作用 .............................................. 1

1.2.2对转辙机的基本要求 ........................................ 1

1.3 ZD6转辙机 .................................................... 2

1.3.1 ZD6用途 .................................................. 2

1.3.2 ZD6结构及各部件作用 ...................................... 2

1.3.3转辙机的传动原理 .......................................... 5

第2章 ZD6双动道岔控制电路结构分析 ................................. 7

2.1 1DQJ对继电器的选用 ........................................... 7

2.2 2DQJ对继电器的选用 ........................................... 8

4.3 道岔表示变压器的选用......................................... 11

第3章 ZD6双动道岔控制电路实现 .................................... 13

3.1道岔控制电路的原理 ........................................... 13

3.1.1、道岔启动电路应保证实现以下技术条件...................... 13

3.1.2四条控制线各线的作用 ..................................... 14

3.2道岔启动电路构成原理 ......................................... 14

3.3道岔表示电路的构成原理 ....................................... 19

第4章ZD6双动道岔控制电路的设计................................... 22

4.1 C1组合与道岔区段接点的配线 .................................. 22

4.2 联锁对C1组合的接点驱动...................................... 24

4.3联锁对C1组合的接点采集 ...................................... 25

4.4 C1与分线盘的配线 ............................................ 26

第5章 结束语...................................................... 27

第6章 参考文献.................................................... 28 1 第1章 概述

1.1 电路设计背景

作为铁路室外三大件之一的转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置(内锁式方式没有)和各类杆件、安装装置，它们共同完成道岔的转换和锁闭。本文是基于对ZD6双动道岔电路设计进行阐述，重点就ZD6电动转辙机工作原理、ZD6双动道岔电路原理的设计及实现等几方面进行阐述。其中还涉及设计ZD6工作电路里面的继电器的类型和工作原理等。

本文也会对铁路道岔转辙机进行进行介绍。本文主题虽为ZD6，但通过本文对转辙机的介绍，使读者能更系统的对ZD6电路设计有一个认知，区别客专普遍使用的提速道岔。电路的设计正是基于现场运用对转辙机电路提出的要求，暨道岔如何实现转换、转辙机对室外道岔实际位置的表示、道岔在危险侧的电路断表示等。

1.2 铁路道岔转辙机介绍

1.2.1转辙机的作用

1、转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位。

2、道岔转换到所需的位置并密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔。

3、正确反映道岔的实际位置，道岔尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示。

4、道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警和表示。

1.2.2对转辙机的基本要求

1、足够的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。

2、作为锁闭装置，当尖轨与基本轨不密贴时，不应进行锁闭，一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。

3、作为监督装置，应正确反映道岔的状态。

4、道岔被挤后，在未修复之前不应再使道岔转换。

2 1.3 ZD6转辙机

1.3.1 ZD6用途

ZD6型系列电动转辙机是用于铁路电气集中，调度集中的站场，或用电力控制道岔状态的场所，用来改变道岔开通方向，锁闭道岔尖轨、反映尖轨位置状态的设备，是实现有轨运输现代化和自动化的重要基础设备。

ZD6系列电动转辙机包括可挤型、不可挤型和适应双机牵引方式的不同产品，极大的满足了铁路各种道岔的不同需要。

1.3.2 ZD6结构及各部件作用

转辙机整机的结构设计采用了模块化设计，分为几个相对独立的部件：电动机，减速器，主轴，自动开闭器，表示杆，动作杆，齿条块，移位接触器，安全接点，底座及机盖等。这些部件可单独安装，拆卸，互不影响，以便检修、保养、维护。

1、转辙机的总体结构

图1-1给出了ZD6-D型机的结构。ZD6系列其它型号电转机的结构与D型基本相同，不同部分将在介绍其他各型号时说明。

（1）电动机

要求具有足够的功率，以获得必要的转矩和转速。电动机（如图1-3）要有较大的起动转矩，以克服尖轨与滑床板之间的静摩擦。同时，道岔需要定反位转图1-1 ZD6-D机型总体 3 换，要求电动机能够逆转。通过改变定子绕组中或电枢（转子）中的电流的方向来实现。两个定子绕组通过公共端子分别与转子的绕组串联。额定电压160v；额定电流2.0A，摩擦电流2.3—2.9A；额定转速2400r/m；额定转矩0.8826N，单定子工作电阻（2.85±0.14）×2Ω，刷间总电阻4.9±0.245Ω。

电机接线图

（2）、减速器

为了得到足够的转矩要求将电机的高速旋转降下来。其由两级组成：第一级小齿轮带动大齿轮，减速比103：27，第二级为行星传动式，减速比为41：1，总的减速比为103/27×41/1=156.4

（3）、传动装置

包括有减速齿轮、输入轴、减速器、输出轴、起动片、主轴。

A、起动片

介于减速器与主轴间的传动媒介。，它连接输出轴与主轴，利用其正反两面相互垂直成“十”字形的沟槽，在旋转时补偿两轴不同心的误差，同时，还能够对自动开闭器起到控制作用。

B、主轴

带动锁闭齿轮，通过与齿条块配合完成转换和锁闭道岔。

（4）、转换锁闭装置

锁闭齿轮、齿条块：将旋转运动变为直线运动以带动道岔的尖轨位移，并完成内部锁闭。

动作杆：一端与道岔的密贴调整杆相连，带动尖轨运动。通过挤切削和齿条块联成一体，正常工作时，与它们一起运动。挤岔时，动作杆与齿条块能够迅速脱离联系，保护了机内的部件。

（5）、自动开闭器

作用：用来及时反映道岔尖轨的位置，并完成控制电动机和挤岔表示的功能。 图1-3 电机连接线 4

自动开闭器接点

有2排动接点，4排静接点，编号是站在电动机处观察，自右向左分别为1、2、3、4、5、6排，每排有3组接点，自上向下顺序编号，例11、12，13、14、15、16。

定位状态时，有第1、3 排接点闭合，和2、4排接点闭合。其中，2、3排接点是表示用，1、4排为动作用。道岔转换时，先断开表示接点组，最后断开动作接点组。

（6）、表示杆

通过与道岔的表示连接杆相连随道岔动作，用来检查尖轨是否密贴，以及在定位还是在反位。

由前、后表示杆以及两个检查块组成。前表示杆的前伸端设有连接头，用来和道岔的表示杆相连。后表示杆前端与并紧螺栓相连的是一长孔，所以有86—167mm的调整范围，以满足不同 的道岔开程需要。

道岔转换到位后，自动开闭器上的检查柱就落入表示杆检查块的缺口之中，两侧的间隙为1.5mm。 图1-5 自动开闭器

图1-6 自动开闭器接

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双动道岔的双机牵引电路一

双动道岔的双机牵引电路一

双动道岔的双机牵引电路一

双机牵引道岔转换设备

提速道岔的双机牵引设备目前有两种情况：单动道岔的双机牵引，双动道岔的双机牵引。单动道岔的双机牵引，第一牵引点和第二牵引点均采用三相交流转辙机（即我们通常说的提速道岔）。双动道岔的双机牵引设备，又存在两种情况。一种是在正线上的道岔采用三相交流转辙机；另一端采用直流转辙机。另一种情况是两组道岔均采用两台三相交流转辙机。直流端的转辙机目前仍使用ZD6型电动转辙机。

单动道岔的双机牵引控制电路

双机牵引设备的控制电路，除了要采用交流单动道岔组合JDD以外，要增加两个交流道岔辅助组合JDF。每一台转辙机用一个组合，第一牵引点的为JDF1，第二牵引点的为JDF2。对每一台转辙机的动作电路和表示电路来说，与单机控制电路基本相同，每台转辙机与信号机械室之间用5条线路连接控制。两台转辙机之间保持一定的关系。

从转辙机启动的时间上看，由于A机的1DQJ的励磁电路中接有B机1DQJ的第四组前接点，因此A机的1DQJ必须在B机1DQJ吸起后，方可励磁。A机的启动稍滞后于B机。

为了使两台转辙机动作协调一致，防止两台转辙机中的任一台不能正常动作，造成问题，损坏设备，在组合JDF1中设了总保护继电器ZBHJ，在组合JDF2中设了切断继电器QDJ。

总保护继电器ZBHJ的励磁时机是两台转辙机的保护继电器全部吸起（实际是最后一个BHJ吸起）。其励磁电路是： KF→2BHJ61-62→1BHJ61-62→ZBHJ2-1→KZ

总保护继电器ZBHJ的自闭电路并接了1BHJ和的2BHJ前接点，说明ZBHJ的落下时间取决于两个BHJ落下时间中较晚的一个。保护继电器BHJ的吸起说明该转辙机处于正常的工作状态。BHJ的失磁则说明，要么该转辙机没有被操纵（或转换结束正常停机断电），要么存在某些问题（如缺相、断相，或转换受阻，转换时间过长）处于保护性的停机断电状态。

切断继电器QDJ的状态说明了两个保护继电器的状态是否基本一致，间接地说明了两台转辙机的动作是否一致。再确切一点说，继电器QDJ是为了验证两台转辙机是否基本同时启动而设的。

ZD6系列电动转辙机说明书

ZD6系列电动转辙机说明书

ZD6系列电动转辙机使用说明

及安装维护手册

1

2 目 录

1. 引言 …………………………………………………………………………3

2. 概述 …………………………………………………………………………3

3. 转辙机结构及动作原理………………………………………………………3

4．转辙机的主要技术参数. ……………………………………………………4

5. 转辙机的主要功能介绍 …………………………………………………… 5

6. 安装及外形尺寸 …………………………………………………………… 7

7. 转辙机调试 …………………………………………………………………8

8. 维护、保养与储存 …………………………………………………………10

9. 常见故障分析与处理 ………………………………………………………14

10. 安全警示……………………………………………………………………15

11. 重要告知……………………………………………………………………17

12. 随机附件……………………………………………………………………17

1.引 言

本说明书编写的目的在于详细说明在现场如何正确使用ZD6系列电动转辙机，以及有关该转辙机的相关文件。如：产品规格、使用、安装及产品维护保养、包装、运输、储存方法以及

3 安全提示、质量服务承诺等。现场工作人员在进行操作之前，必须认真阅读本说明书并接受适当的培训。

2.概 述

2.1 ZD6系列电动转辙机的用途

ZD6系列电动转辙机的用途是：

★ 适用于列车行车速度≤120km/h线路；

★ 转换铁路道岔，改变道岔开通方向；

★ 锁闭道岔尖轨(心轨)；

★ 反映道岔尖轨(心轨)位置状态。

2.2 转辙机型号及含义

Z D 6

– /

额定转换力 （KN）

动作杆动程 （mm）

派生类型

设计顺序号

第二节 ZD6系列电动转辙机解析

第二节 ZD6系列电动转辙机解析

ZD6型直流电动转辙机

一、ZD6-D型转辙机

1、结构

电动机：为转辙机提供动力，采用直流串激电动机

减速器：降低转速以换取足够的转矩，并完成传动。由第一级齿轮、第二级行星传动式减速器组成。

摩擦联结器：

用弹簧和摩擦制动板，组成输出轴与主轴之间的摩擦连接，以防止尖轨受阻时损坏机件。

主轴：由输出轴通过起动片带动旋转，主轴上安装锁闭齿轮、由锁闭齿轮和齿条块相互动作，将转动运动变为平动，通过动作杆带动尖轨运动，并完成锁闭作用。

动作杆：与齿条块之间用挤切销相连，正常动作时，齿条块带动动作杆，挤岔时，挤切销折断，动作杆与齿条块分离，避免机件损坏。 表示杆：由前后表示杆以及两个检查块组成。随着尖轨移动，只有当尖轨密贴且锁闭后，自动开闭器的检查柱才能落入表示杆的缺口之中，接通表示电路。挤岔时，表示杆被推动，顶起检查柱，从而断开表示电路。

移位接触器：监督挤切削的受损状态，道岔被挤或挤切削折断时，断开道岔表示电路。

自动开闭器： 由动静接点、速动爪、检查柱组成，用来表示道岔尖轨所在的位置。

安全接点:（遮断开关）用来保证维修安全。

外壳：固定各部件，防止内部器件受机械损坏和雨水、尘土等的侵入。

2、ZD6---D型转辙机各主要部件及作用

（1）电动机

要求具有足够的功率，以获得必要的转矩和转速。电动机要有较大的起动转矩，以克服尖轨与滑床板之间的静摩擦。同时，道岔需要定反位转换，要求电动机能够逆转。通过改变定子绕组中或电枢（转子）中的电流的方向来实现。两个定子绕组通过公共端子分别与转子的绕组串联。额定电压160v；额定电流2.0A，摩擦电流2.3—2.9A；额定转速2400r/m；额定转矩0.8826N，单定子工作电阻（2.85±0.14）×2Ω，刷间总电阻4.9±0.245Ω。

电机接线图

（2）、减速器

为了得到足够的转矩要求将电机的高速旋转降下来。其由两级组成：第一级小齿轮带动大齿轮，减速比103：27，第二级为行星传动式，减速比为41：1，总的减速比为103/27×41/1=156.4

一、电动道岔部分ZD6单动道岔直...

一、电动道岔部分ZD6单动道岔直...

1 一、电动道岔部分 ZD6单动道岔直流电机动作的基本曲线分析 道岔动作电流曲线是反映道岔运用质量的一个重要指标。微机监测系统对道岔部分的电流随时间的变化进行实时监测，通过对动作电流曲线的观察、分析，可对道岔的电气特性、机械特性和时间特性进行判断，从中发现存在的问题，采取措施，可起到早期预防、消除隐患的作用。 道岔的正常动作过程可分为：解锁一转换－锁闭。 我们可以把道岔电流动作曲线分为四个时段来分析。

第一时段就是道岔解锁的过程，可看出，电机刚启动时，有一个很大的启动电流，同时产生较大的转矩，这时道岔进入解锁状态，动作齿轮锁闭圆弧在动作齿条削尖齿内滑动，当动作齿轮带动齿条块动作时，与动作齿条相连的动作杆在杆件内有5mm以上空动距离，

2 这时电机的负载很小，电流迅速回落，道岔进入转换过程．

第二时段为道岔的转换过程。在这个过程中电机经过2级减速，带动道岔平稳转换，动作电流曲线平滑。如果动作电流小，表明转换阻力小；如果动作电流大，表明转换阻力大；如果动作曲线波动大，则表明道岔存在电气或机械方面的问题。

3 第三时段为道岔进入锁闭过程就是常说的最大锁闭电流。这一过程为道岔尖轨被带动到另一侧，尖轨与基本轨密贴，动作齿轮锁闭圆弧在动作齿条削尖齿中滑动锁闭道岔，自动开闭器动接点转换，切断动作电流。其动作电流曲线为尾部平滑迅速回零，或尾部略有上翘回零．由于道岔刚密贴，道岔密贴力产生，也就是阻力增大，动作电流有所升高，如果道岔尖轨与基本轨刚好密贴．则尾部平滑；如果道岔尖轨与基本轨密贴力较大则尾部上翘。如果T3很小或等于动作电流，这个道岔锁闭力不足，需要对道岔进行4毫米标调。 如果锁闭最大电流大于动作电流0.3安，说明锁闭电流超标。 第四个时段为曲线尾部电流为0的阶段。我们知道，道岔电流曲线的采集是从1DQJ吸起开始，落下停止。在道岔转换完毕后，切断动作电流，1DQJ缓放（缓放时间不小于0.4秒）落下，从上述图形中尾部曲线可观察1DQJ的缓放时间是否符合要求。