ZD6型电动转辙机摩擦联接器的研究

杨晓刚 姚 艳

ZD6型电动转辙机摩擦联接器的研究

杨晓刚 姚 艳

摘 要：分析了ZD6型电动转辙机鼓式摩擦系统不稳定进而影响摩擦电流大小的原因，并通过改变摩擦系统结构，研制出了一种新型的盘式摩擦联接器，提高了摩擦系统和摩擦电流的稳定性，为摩擦系统的后续研究奠定了基础。

关键词：摩擦联接器;摩擦电流;摩擦带;摩擦盘

ZD6系列电动转辙机是我国铁路目前用量最大的转辙机之一，在全路联锁道岔中装备率达45%以上。摩擦联接器是ZD6型电动转辙机的主要组成部件，用于保护电动机和吸收转动惯量，是调整摩擦电流大小的主要机构。转辙机在正常使用过程中，如果摩擦电流过大或过小，将会造成转辙机机内构件损坏或道岔转换不到位的安全隐患。因此，为提高ZD6型电动转辙机的可靠性，对其摩擦联接器的研究尤为重要。

1 摩擦联接器原理

摩擦联接器安装在ZD6电动转辙机减速器的输出端上，是保护电动机和吸收转动惯量的主要联接装置。目前ZD6电动转辙机所使用的摩擦联接器均为鼓式摩擦结构，如图1所示。

转辙机在正常转换道岔过程中，依靠摩擦联接器来消耗电动机的惯性力，以避免内部器件受到撞击或毁坏;当尖轨在转换中途受阻不能密贴时，减速器内齿轮1就会在摩擦夹板3内进行空转，以此来消耗能量，保护电机和机械传动部分。

图1 鼓式摩擦联接器结构

2 影响摩擦电流大小的原因

摩擦联接器是调整摩擦电流大小的主要机构。摩擦电流作为电动转辙机转换道岔能力大小的量化指标，若其值过大，将会失去摩擦联接作用，损坏电动机和机件;若过小，则不能正常带动道岔转换，造成道岔无表示故障。即使电动转辙机在出厂测定时摩擦电流达到规定要求，但在正常工作过程中，仍然会出现摩擦电流大小不稳定的问题。

在摩擦联接器生产、使用及维修过程中，总结造成摩擦电流大小不一致的因素主要有以下几点。

1．外界影响。①湿度。由于电动转辙机机内进雨水，使摩擦带与内齿轮接触面浸水或使主轴生锈等，进而影响摩擦电流的大小。②温度。摩擦带、主轴膨胀系数不同，受温度影响变化不同等，进而影响摩擦电流的大小。

2．加工、装配不当。2片摩擦带薄厚不一致;摩擦带与减速器内齿轮接触面积不同;内齿轮和夹板不同心等，均会造成摩擦带正反阻力大小不一致、扭矩传递不平稳，进而影响摩擦电流的大小。

3．摩擦连接器自身结构影响。2个调整螺母无法保证调整出的摩擦带预压力大小相等;鼓式摩擦联接器密封效果不理想，致使摩擦带性能参数受湿度影响而上下起伏。

3 改进方案

重新设计摩擦联接器的结构，即将传统的鼓式摩擦改进为盘式摩擦，并增加相关的密封措施，如图2所示。

图2 盘式摩擦联接器结构

3.1 方案介绍

将盘式摩擦联接器置于减速器壳体6右边的腔体内，通过圆周分布的压簧1和调整螺母4来调整摩擦联接器的预压力。由半金属材料和钢片压粘而成的摩擦盘3，通过花键与减速器内齿轮7联接，将摩擦盘3夹在中间的两片摩擦外钢片2通过花键与壳体联接。唇形密封圈5将摩擦部件与外部环境隔开，起到密封防潮作用。

转辙机在正常转换过程中，通过外钢片2与摩擦盘3之间的摩擦力消耗电机的惯性力;当尖轨在转换中途受阻不能密贴时，减速器内齿轮7就会带动摩擦盘3，克服钢片2与摩擦片3之间的摩擦力而空转，实现对电机和机械传动部分的保护。

3.2 对比分析

1．该结构摩擦联接器已被广泛应用于汽车等行业，且ZD9转辙机上已使用多年，结构较稳定，对摩擦电流的影响较小。

2．通过调整螺母的进退来调节压簧的压力，实现对摩擦片压紧力的调整，操作比较方便。

3．摩擦部分置于减速器内腔中，密封效果较好，不会出现受潮而产生输出转矩变小的现象。

4．如图3所示，摩擦面积增大，摩擦盘表面分布有排屑散热槽，受温度影响较小，输出转矩较平稳。

图3 摩擦盘

4 结束语

初步试验结果表明，该盘式结构摩擦联接器可有效地提高摩擦系统和摩擦电流的稳定性，并为摩擦系统的后续研究奠定了基础。目前，公司对该盘式摩擦联接器的性能正在做更进一步的试验研究。

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［6］闻邦椿.机械设计手册［M］．北京：机械工业出版社，2010，1．

Abstract:The paper analyzed the reasons how unstable the drum type friction system of ZD6 electric switch machine affected the size of friction electric current，and developed a new kind of disc friction coupler by changing the structure of friction system．The stability of the friction system and friction electric current has been improved，providing a basis for follow-up study of friction system．

Key words:Friction coupler;Friction electric current;Friction belt;Friction disk

杨晓刚：西安全路通号器材研究有限公司 助理工程师 710048西安

姚 艳：陕西国防工业职业技术学院 助教 710300 西安

2012-07-06

(责任编辑： 温志红)