ZY（J）7型電液轉轍機油缸防反彈裝置優化

蘇程興，施俊明，邊衡

ZY（J）7型電液轉轍機油缸防反彈裝置優化

蘇程興，施俊明，邊衡

（山西鐵路裝備制造集團電務器材有限公司，山西 太原 030003）

隨著高速鐵路的迅速發展，鐵路電務系統對道岔轉換設備的性能要求也越來越高。ZY（J）7型電液轉轍機作為本廠自主研制的道岔轉換設備，在中國歷次提速改造、重載鐵路、高速線路中被大量推廣使用。對ZY（J）7型電液轉轍機油缸防反彈裝置的優化，可進一步提高其性能的穩定性，優化裝配工藝，更利于電液轉轍機現場 維護。

ZY（J）7型電液轉轍機；穩定性；裝配工藝；維護

1 課題的提出

山西鐵路裝備制造集團電務器材有限公司自行研制的ZY（J）7型電液轉轍機于1997年通過了鐵道部的技術鑒定，多年來，ZY（J）7型電液轉轍機通過不斷的技術更新，以其穩定性高、液壓傳動磨耗小、現場維護工作量小的優勢，備受廣大電務工作者的青睞。隨著列車由遠及近駛入岔區，道岔的振動頻率也會越來越高，由于列車的種類和通過岔區時的速度不盡相同，通過轉換鎖閉裝置與道岔相連接的電液轉轍機會受到不同程度的振動。電液轉轍機內油缸的動作情況直接影響著信號表示，油缸防反彈裝置的設置，主要是為了有效地防止油缸由于振動產生的位移，也可防止油缸腔內的液體介質由于溫差變化發生位移。

2 ZY（J）7型電液轉轍機油缸防反彈裝置優化

2.1 結構組成

一種電液轉轍機防反彈裝置如圖1所示，主要由底殼外部安裝的固定座組和油缸組上的定位板組成，其中，固定座組的組成如圖2所示，包含固定座、滾柱、擋鐵、矩形彈簧、壓柱軸、調整墊、壓緊螺母。

從圖中可以看出，矩形彈簧的壓力作用于滾柱上，定位板上設置的圓弧面與滾柱相互配合，形成滾動摩擦，產生防止油缸發生位移的阻力。防反彈作用力的調節可根據需要來改變調整墊整體的厚度，增加調整墊的厚度將會增大彈簧的壓縮量，從而增加定位板與滾柱之間的摩擦阻力。

由于定位板的特殊設計，道岔轉換的過程中，定位板中間設置了凹槽與滾柱分離，不增加系統的阻力，在鎖閉道岔時，定位板設置了與滾柱相配合的過度斜面，使鎖閉更加平穩，道岔轉換完成后，固定座組的滾柱將會定位在端部凹槽的某一特定位置，為表示系統提供保持力。

2.2 關鍵零件選材

電液轉轍機會受外界環境的振動影響，同時ZY（J）7型電液轉轍機的動力系統是在高壓、封閉的環境下進行工作，而液壓油的體積會產生熱脹冷縮的現象，在溫差較大的情況下，油缸發生位移的趨勢越明顯，所以為轉轍機表示系統提供一種穩定、可靠的保持力顯得尤為重要。

圖1 一種電液轉轍機防反彈裝置

圖2 固定座組的組成

選用矩形彈簧作為壓力傳遞的主要元件，與圓形截面的彈簧相比，在同一空間的截面面積更大，吸收的能量也更多，另外矩形彈簧的特征線更接近于直線，彈簧的剛度更接近于固定常數，更利于調整墊厚度的取值。

滾柱與定位板相互作用時會產生磨耗，選擇耐磨性高、綜合性能較好的GCr15鋼作為滾柱和定位板的加工材料，對GCr15鋼進行淬火、低溫回火處理，進一步提高其耐磨性、疲勞強度。

2.3 具體實施方式

電液轉轍機油缸防反彈裝置安裝方式如下：在油缸缸套的相應位置安裝定位板，將油缸組組裝到轉轍機底殼內，在轉轍機底殼上相應位置安裝固定座，壓柱軸的卡槽內裝入滾柱，安裝擋鐵與卡槽配合，防止滾柱掉落，安裝好的滾柱能圍繞滾柱的軸線方向靈活滾動，在壓柱軸的軸線方向安裝矩形彈簧，根據需要在彈簧的一端裝入調整墊，將組裝好的壓柱軸均勻涂抹潤滑脂并有方向地裝入固定座，最后用壓緊螺母緊固，固定座孔口處露出的滾柱面與油缸定位板上的凹處吻合，構成電液轉轍機油缸防反彈裝置。

2.4 數據檢測和分析

在未設置防止油缸發生位移的結構時，油缸到位后發生位移需要克服的外力主要包括油缸底面、側面與底殼安裝的耐磨襯墊之間的摩擦力和動接點間彈簧的拉力，現對ZY（J）7-C型電液轉轍機單主機進行測試，在無負載的情況下，測得的數據如表1所示。

表1 無負載的情況下測得的數據

測試組油缸位移壓力/MPa解鎖壓力/MPa動作壓力/MPa鎖閉壓力/MPa動作時間/s 組11.671.881.721.825.98 組21.651.851.701.866.04 組31.701.921.851.905.85

相同的條件下，現對同一臺ZY（J）7-C型電液轉轍機安裝油缸防反彈裝置，測得數據如圖3所示。

圖3 數據參數

從上述所得數據可以看出，電液轉轍機增加了油缸防反彈裝置后，油缸位移壓力、解鎖壓力、鎖閉壓力有了明顯的變化，并隨著調整墊厚度的增加呈遞增趨勢，而轉轍機的動作壓力以及動作時間無明顯變化。

參照電液轉轍機整機性能測試要求，轉轍機的解鎖壓力不大于4.5 MPa且與空動壓力的差值應大于1 MPa，根據ZY（J）7型電液轉轍機現場使用經驗，解鎖壓力宜為3 MPa，結合實測數據，優化型的油缸防反彈裝置加裝2 mm的調整墊后，轉轍機的解鎖壓力維持在3.0 MPa左右。

現對已加裝2 mm調整墊的油缸防反彈裝置進行重復試驗和數據檢測，轉轍機的各項性能指標正常，并且解鎖壓力穩定維持在3.0 MPa左右，偏差不大于±0.2 MPa。

通過實驗數據可看出，ZY（J）7型電液轉轍機防油缸反彈裝置的結構優化后，油缸位移壓力、解鎖壓力、鎖閉壓力變得可調，并與使用調整墊的厚度呈一定的線性關系，在生產制造過程中，簡化了動作桿組的加工、裝配工藝，由于測試環境與線路上的使用環境存在很大差異，優化后的轉轍機性能以實際使用情況為準。

3 結束語

ZY（J）7型電液轉轍機油缸防反彈裝置的優化著眼于高可靠、穩輸出、利維護的思想，在保證電液轉換設備通用性的前提下，與成熟的生產工藝相結合，不斷總結交流維護經驗，提升產品的質量，為鐵路安全行車保駕護航。

［1］北京鐵路局太原電務器材廠，西安全路通號器材研究有限公司.TB/T 2673—2016 ZY系列電液轉轍機［S］.北京：中國鐵道出版社，2016.

［2］徐灝.機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2000.

U284.92

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.22.025

2095－6835（2020）22－0064－02

蘇程興（1992—），男，助理工程師，主要從事電液轉轍機研發相關工作。

〔編輯：王霞〕