图1 机械传动装置原理图
雷峰
(西安全路通号器材研究有限公司， 西安710043)
摘 要：ZD6系列电动转辙机是目前我国铁路电气集中站场的主要控制设备之一，在铁路部门应用比较广泛。ZD6系列电动转辙机的摩擦连接装置位于减速器上，作用于保护电动机。当切断电动机电路后，电动机由于惯性还会高速旋转，使传动部件发生碰撞而损坏某些传动部件。因此转辙机的传动装置要采用摩擦连接，根据摩擦电流调整好弹簧压力后，当载荷大于设定值时，摩擦装置就会打摩擦，防止转辙机动作受阻时损坏机件，并消除电机的转动惯量，以保护电动机及转辙机的传动部分。摩擦装置材料长期使用磨损老化，影响转辙机使用寿命，严重时会危及行车安全。而研究减速器摩擦装置的输出力，可以为转辙机的动作转换过程提供依据，探讨减速器内部结构性能，以及转辙机的日常养护维修，具有重要的指导意义。
关键词：电动转辙机;减速器;摩擦输出力;数据分析
由于原有ZD6型转辙机的减速器摩擦带结构设计存在不足，现场使用过程中，摩擦带需长期承受外界负载附加的扭矩，造成其内部零件的磨损，以致运转噪声大、摩擦力输出不稳定、使用寿命短。新研制的一种新型ZD6型转辙机的减速器摩擦装置结构，可有效解决原有的ZD6型转辙机减速器存在的技术问题，较大幅度地提高运用寿命，效率高。为进一步了解新型ZD6直流/交流减速器摩擦装置的输出力性能。笔者依据转辙机动作原理，设计了一种摩擦装置测试机构，并进行了试验，对其原理及性能进行试验测试分析，并与原有的上下夹板式减速器摩擦带及左右夹板式减速器摩擦带进行试验比较分析，为后续工作提供相关依据。
本测试系统由机械传动装置、电气控制系统和计算机测试软件构成，主要实现对减速器摩擦输出力特性、寿命试验和机械动作等多项功能，其原理如图1所示。
图1 机械传动装置原理图
当ZD6直流/交流减速器在被堵转的情况下，摩擦装置开始运转(打摩擦)，来测试摩擦装置的摩擦性能，并观察在进行摩擦试验时，对摩擦电流曲线的影响以及对摩擦输出力曲线的影响。
由上位机界面操作控制电机旋转，电机带动减速器转动，减速器输出轴与主轴用十字联接器联接，从而由减速器通过主轴带动锁闭齿轮传动，锁闭齿轮拨动齿条块移动，齿条块位于方块内，方块安装在试验台面板上，当齿条块移动到方块的右端时，齿条块顶住传感器，传感器是被固定在方块上的，以此来挡住齿条块，让其停止移动，从而锁闭齿轮停止传动，这样主轴停止转动，减速器输出轴也停止转动，减速器内齿轮空转，里面的摩擦片开始打摩擦，再来调节减速器的盘式调整螺母，就能通过传感器把堵转减速器的摩擦输出力测出来，显示到摩擦带测试控制台的仪表上，当齿条块移动到方块的左端时同样测力。
(1)对直流型盘式结构减速器，进行手动测试、自动测试和寿命测试。调节减速器的摩擦外盘调整螺母，观察摩擦电流，当摩擦电流达到2.6～2.9 A时，观察其摩擦输出力，进行计算机控制测试并保存数据曲线，图2(a)是摩擦输出力曲线，图2(b)是电流曲线。
图2 直流型盘式结构减速器摩擦片测试曲线
(2)对于交流型上下夹板式减速器和左右夹板式减速器，调节弹簧螺母反复测试，直到电机堵转为止，堵转时的摩擦输出力为6 800 N左右，如图3、图4所示。
图3 上下夹板式减速器摩擦带测试曲线
图4 左右夹板式减速器摩擦带测试曲线
(3)对于交流型盘式结构减速器，调节减速器的摩擦外盘，直到摩擦输出力达到5 500～6 000 N时，由计算机自动测试观察其摩擦输出力，进行寿命测试，如图5所示。
图5 交流型盘式结构减速器摩擦片测试曲线
(1)对于直流型盘式结构减速器，实验过程中摩擦曲线图2平稳，摩擦电流变化不大，在2.6～2.9 A之间，摩擦输出力是6 200～6 700 N。
(2)减速器的摩擦装置打摩擦次数越多，摩擦曲线越平稳，电流呈减小趋势，输出力稍微减小，但都在规定范围之内，测试结束后，电流由2.6～2.9 A降为2.2～2.6 A之间，摩擦输出力相应减小为5 900～6 400 N。
(3)对于交流型上下夹板式减速器，表现为摩擦力输出不稳定，测试曲线图3波动较大。
(4)对于交流型左右夹板式减速器，表现为电机随时堵转，测试曲线图4摩擦输出力很大，解除摩擦片之后仍堵转，电机工作状态良好，可能是减速器内部问题。
(5)对于交流型盘式结构减速器，表现为摩擦力输出较平稳，测试曲线图5波动较小，同直流型一样，摩擦输出力为6 300 N左右，在进行5 000次测试试验完成后，拆开减速器的摩擦装置，发现摩擦片上面有少许黑色粉末，是摩擦所致，里面仅有少量磨损，试验后仍能正常工作。
此测试装置结构合理、运行平稳，经航天测量所审计，性能达到了设计指标，可以对各种ZD6减速器进行摩擦输出力的测试，反映减速器工作状态，为转辙机的输出特性提供指导。测试系统采用合理的信号引入方式，操作简单方便，通过计算机的控制，能自动记录并保存试验数据、实时描绘动态试验曲线，从而大大提高了试验数据的精度与准确性，减小人为误差。根据目前转辙机上道试验前对减速器试验的要求，在转辙机减速器试验方法、通过相关测试系统来实现测量，便于对后续减速器结构性能的分析。此外，新型盘式结构减速器正在进行小规模现场上道试验，客户反映良好，效率高维护成本少，本公司正在大力推广。
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Analysis on Characteristics of Friction Output Force of ZD6 DC/AC Reducer
LEI Feng
(Xi'an Railway Signal Research Co．，Ltd．，Xi'an 710043，China)
Abstract：ZD6 series of electric switch machine is one of the main control equipment at present in railway electric stations in our country，more widely applied in railway．The friction connecting device of ZD6 series of electric switch machine is on the speed reducer to protect the motor．After cutting off the motor circuit，the motor will rotate in high speed due to the inertia，causing damage of some transmission parts because of collision．So the transmission device of switch machine shall be adopted with friction connection，after adjusting the spring pressure according to the friction current，when the load is greater than the set value，friction mechanism will produce friction to prevent the parts from being damaged when switch machine is blocked and eliminate the moment of inertia of the motor in order to protect the motor and transmission part of the switch machine，wear and aging of long-term use shall affect the service life of the switch machine，even endanger the running safety．So the study on output ability of friction device of reducer has important guiding significance for providing the basis for the action conversion process of switch machine，exploring the internal structure performance of reducer as well as daily maintenance and repair of switch machine．
Key words：electric switch machine;gear reducer;friction output force;data analysis
中图分类号：U268.3
文献标志码：:B
文章编号：1674—8247(2015)01—0065—03
收稿日期：2014-12-08
作者简介：雷峰(1987-)，男，助理工程师。