ZD6转辙机双机牵引单开道岔问题的探讨

居荫忠

（天津铁路信号有限责任公司，天津 300300）

1 概述

ZD6系列转辙机中的E型机和J型机通常作为双机牵引50、60 kg/m等型号固定辙叉普通单开道岔使用，用于牵引道岔的第一和第二牵引点，以牵引60 kg/m AT-12号道岔使用较多。根据用户反映，在双机牵引单开道岔使用中，出现转辙机接点反弹断表示现象，即道岔转换到位，转辙机在自动开闭器切断电源后，新表示刚接通动接点回转表示又断开，影响行车。本文对此问题产生的缘由进行分析，探讨解决方案。

2 问题分析

2.1 转辙机牵引力分析

最初ZD6-E型转辙机为单机配合转换锁闭器牵引单开道岔使用，设计牵引力较大，后来改为与J型机配套双机牵引单开道岔。ZD6-E型和ZD6-J型转辙机设计额定转换力为5 880 N，两种型号转辙机使用相同的减速器和电机，设计的减速器减速比较大为403：1，使其能够转换输出足够的牵引力。ZD6-E型转辙机的锁闭齿轮分度圆直径为80 mm，ZD6-J型机的锁闭齿轮分度圆直径为70 mm，在额定转换力同是5 880 N时，ZD6-E型机需要电机输出扭矩和输出功率要比ZD6-J型机大10%左右，因此，设计电机的参数指标是按照满足ZD6-E型机电气特性指标要求，即满足ZD6-E型机单机额定转换力5 880 N，工作电流≤2 A。ZD6-J型机锁闭齿轮分度圆直径相对小，相同工作电流时，J型机要比E型机的牵引力更大。

2.2 道岔负载分析

经现场对接点反弹的转辙机进行测试，双机牵引时转辙机动作电流一般只有0.6～0.5 A，最小动作电流0.45 A，最大动作电流0.9 A，第二牵引点ZD6-J型机的动作电流普遍较小，动作电流小表明道岔负载轻。对转辙机牵引负载进行测试，ZD6-J型机负载为1 000 N时，动作电流为0.6 A，负载1 500 N时，动作电流0.75 A；ZD6-E型机负载为2 000 N时，最大动作电流0.95 A。根据测试，第一牵引点道岔负载阻力不大于2 000 N，第二牵引点道岔负载阻力不大于1 500 N。

2.3 转辙机牵引力与道岔负载对接点反弹的影响

ZD6系列转辙机采用的直流电机具有软特性，即电机的转速与转距能够随负荷轻重自动进行调整变化。当电机负载加重时，电枢转速降低，反电动势减小，电枢电流和激磁磁场一起增加，转矩加大，电机以低速运转；当电机负载减轻时，电枢转速加快，反电动势增大，电枢电流和激磁磁场一起减少，转矩减小，电机高速运转。

ZD6-E、ZD6-J型机是大牵引力转辙机。由于道岔负载轻，转辙机转换动作电流小，电机负载小转速会升高动量增大，电机和传动系统的惯性能量大，在使用中如果减速器摩擦连接器调整过紧使摩擦电流升高，摩擦带夹板对减速器内齿轮固定力增大，转辙机转换到位电机断电后，电机和传动系统的巨大惯性能量不能由摩擦连接器的摩擦转动而吸收释放，在主轴上的止挡拴碰撞底壳上的止挡桩后，剩余能量使主轴传动系统向相反的方向往回转动，电机转速越高，反转力越大，主轴回转解锁，使接通的表示电路又断开，造成接点反弹断表示故障。

3 解决方案探讨

针对转辙机牵引力相对较大，所牵引单开道岔负载阻力较小，产生接点反弹问题，从改进转辙机牵引力方面进行研究，探讨解决方案。

3.1 减小转辙机牵引力指标

根据《道岔转换设备安装技术条件（暂行）》（运基信号[2010]386号）中8.4规定：两点及三点牵引内锁闭单开道岔转辙机额定牵引力应为2 500 N和4 500 N两种。即第一牵引点可使用2 500 N牵引力转辙机，第二牵引点和第三牵引点使用4 500 N牵引力转辙机型。与ZD6的E型和J型双机牵引相同型号单开道岔的ZD9系列转辙机使用的双机ZD9-C型机和ZD9-D型机，额定牵引力分别为2 500 N和4 500 N，这种配置已实际应用，比较成熟可行,用于双机牵引60 kg/m AT-12号固定辙叉单开道岔牵引力满足要求。因此，ZD6用于双机牵引普通单开道岔的转辙机可相应减小额定牵引力设计指标与道岔负载相匹配。

单开道岔尖轨为弹性可弯的，转辙机牵引力过大，一旦在两牵引点之间有异物夹在尖轨与基本轨中，有可能造成尖轨弯曲变形两端密贴而中间出现过大间隙威胁行车，转辙机牵引力减小可防止尖轨弯曲变形现象。

3.2 降低牵引力方案

在现转辙机结构基础上，减小减速器减速比可降低转辙机额定牵引力。现ZD6-E型机和ZD6-J型机所使用减速器的第一级齿轮减速比为118：12，第二级行星齿轮减速比41：1，总减速比403:1。将减速器第一级齿轮减速比改为114：16，第二级减速比不变仍是41：1，总减速比为292：1，即与ZD6-F型机减速器的减速比相同，ZD6-F型机是ZD6系列转辙机中的成熟产品，额定牵引力为4 500 N，使用此种减速比的减速器可保证第二牵引点转辙机额定牵引力指标达到4 500 N。为保证道岔转换的同步性，第一牵引点转辙机也采用相同减速比的减速器，即与ZD6-K型机配置相同，ZD6-K型机额定牵引力3 500 N，实际牵引力大于3 500 N。

在牵引同型号道岔负载力不变的情况下，转辙机减速器减速比值减小后，相对电机负载加大了转矩增大，动作电流会增大。根据直流电机特性，相应电机转速将降低，电机与系统惯性动量会减小，反弹几率将减小。

4 测试分析

4.1 试验测试

用ZD6-E型转辙机和ZD6-J型转辙机分别组装减速比403：1和减速比292：1两种减速器，进行对比试验测试，其中将摩擦（故障）电流调整在2.0～2.5 A范围内。ZD6-J型转辙机和ZD6-E型转辙机试验测试结果如表1、2所示。

4.2 测试结果分析

1）装配减速比292：1减速器的ZD6-J型机牵引负载4 500 N时，动作电流、转换时间指标满足要求；

2）装配减速比292：1减速器的ZD6-E型机牵引负载4 500 N时，动作电流近2 A，牵引负载4 000 N时动作电流、转换时间指标满足要求，牵引负载远大于2 500 N，满足使用，可靠性高。

3）根据测试数据比较，在相同负载条件下，装配减速比292：1减速器的转辙机比装配减速比403：1减速器的转辙机动作电流增大0.15～0.45 A，相应电机的转速每分钟降低1 000转，电机转速降低，转动惯量减小。

通过试验测试得出：采用减速比292：1减速器配置的转辙机，在动程不变时，可保证第一点转辙机牵引力4 000 N，保证第二点转辙机牵引力4 500 N，转换时间相对减短，满足使用要求。

表1 ZD6-J型机测试比较

表2 ZD6-E型机测试比较

5 结语

本文探讨了在满足使用要求条件下，合理设计ZD6双机牵引60 kg/m-12号固定辙叉单开道岔转辙机的额定牵引力指标，提出探讨建议：可增加ZD6系列不同转换力配置的转辙机机型，采用合适的减速器，使转辙机牵引力与道岔负载相匹配，避免能量过剩较大，减小电机和系统惯性动量，可以解决接点反弹断表示问题，保证行车安全。

[1]运基信号[2010]386号 道岔转换设备安装技术条件（暂行）[S].

[2] TB/T1477-2005 ZD6系列电动转辙机[S].

[3]徐文虎.ZD6转辙机接点反弹问题的分析与处理[J].铁路通信信号工程技术，2013，10（2）：88-90.