Типы стрелочных электроприводов

Типы стрелочных электроприводов. Требования ПТЭ метрополитенов к стрелочным электроприводам

Приводы и замыкатели централизованных стрелок должны:

обеспечивать при крайних положениях стрелки плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу;

не допускать замыкания стрелки при зазоре между прижатым остряком и рамным рельсом 4 мм и более;

отводить другой остряк от рамного рельса на расстояние не менее 125 мм.

Централизованные стрелки должны оборудоваться электроприводами взрезного типа. Впредь до замены допускается применять электроприводы невзрезного типа.

Электропривод типа СП-6.

Назначение. Стрелочный с внутренним замыканием невзрезной электропривод типа СП-6 предназначен для перевода в повторно-кратковременном режиме, запирания и контроля положения в непрерывном режиме стрелок с нераздельным ходом остряков. Устанавливается с правой или левой стороны стрелочного перевода.

Некоторые конструктивные особенности. Увеличение скоростей движения поездов, внедрение стрелочных переводов из рельсов тяжёлых типов Р65 и Р75, в том числе с крестовинами, имеющими подвижный сердечник, потребовали создания нового, более надежного электропривода типа СП-6.

Конструкция и кинематическая схема приведены в приложении 1.1

В корпусе 1 электропривода размещены электродвигатель 8, уравнительная муфта 7, редуктор 6, зубчатое колесо с упором 5, блок главного вала с автопереключателем 4, контрольные линейки со съемными ушками 3, шибер 2, многоконтактное блокировочное устройство 9, панель освещения 10, обогреватели 11 контактов автопереключателя. Боковая крышка 12 имеет увеличенную на 15 мм по высоте бобышку, по сравнению с электроприводом СП-3, что потребовалось в связи с удлинением одной из контрольных линеек 3.

Отличие корпуса 1 электропривода СП-6 от электропривода СП-3 состоит лишь в увеличенных размерах набы, предназначенной для установки многоконтактного блокировочного устройства 9.

На панели освещения 10, предназначенной для подключения переносной лампы типа ЖС12В-15Вт, расположены штепсельная розетка и регулируемый проволочный резистор типа ПЭВР-25 Вт – 27 Ом. Обогреватели 11 контактов автопереключателя, штепсельная розетка и резистор ПЭВР включаются по схеме приложения 1.2 Резисторы ПЭВ-25 Вт – 56 Ом предназначены для обогрева контактов автопереключателя. В электроприводе обогреватели выключаются контактом блокировочного устройства БК. Сезонное включение и выключение обогревателей выполняется специальными предохранителями, устанавливаемыми в релейных шкафах или путевых ящиках.

Механическая передача электропривода типа СП-6 четырехкаскадная. Общее передаточное число – 70,5. Редуктор существенно реконструирован: фрикцион встроен внутрь корпуса; все валы вращаются в шарикоподшипниках; благодаря улучшенной герметизации предотвращается вытекание масла из редуктора. Для левосторонней установки электропривода на контрольных линейках, в отличие от правосторонней установки, ушки переставляют на другую сторону линеек.

Электрические характеристики.

Тип и напряжение на электродвигателе. Схема соединения обмоток.	Характеристика1 при нагрузке на шибере, kH (кгс)
	0	1 (100)	2 (200)	3 (300)	3,5 (350)	4 (400)	5 (500)	6 (600)
Трехфазного переменного тока МСТ-0,25 127 в, обмотки соединены в треугольник	2,1 (2,7)	2,3 (2,9)	2,6 (3,1)	3,5 (2,4)	3,7 (3,8)	4,2 (2,8)	5,0 (3,2)	5,5 (3,5)
Трехфазного переменного тока МСТ-0,25 220 в, обмотки соединены в звезду	1,2 (2,7)	1,3 (2,8)	1,5 (3,1)	3,5 (2,4)	2,2 (3,8)	4,2 (2,8)	5,0 (3,2)	5,5 (3,5)
Трехфазного переменного тока МСТ-0,3 190 в, обмотки соединены в звезду	1,5 (4,0)	1,6 (4,3)	1,7 (4,7)	3,5 (2,4)	1,8 (4,9)	4,2 (2,8)	5,0 (3,2)	5,5 (3,5)

Указан потребляемый ток (не более, А), в скобках – время перевода (не более, с). У электроприводов с электродвигателями переменного тока предельное отклонение напряжения на электродвигателе +10%, предельное отклонение нагрузки на шибере (+2, - 10)%.

При отрегулированной фрикционной муфте ток, потребляемый электроприводом при работе на фрикцию, для каждой нагрузки должен соответственно превышать ток перевода на 25-30%.

Сопротивление изоляции между выводами электродвигателя, контактными колодками, соединенными между собой, и корпусом электропривода не должно быть менее 25 МОм в нормальных климатических условиях и 0,5 МОм при температуре +30º и относительной влажности воздуха 98%.

Изоляция между выводами электродвигателя, контактными пружинами, соединенными между собой, и корпусом электропривода должна выдерживать в нормальных климатических условиях в течение одной минуты напряжение 1000 В переменного тока частоты 50 Гц от источника мощностью не менее 0,5 кВА без пробоя и явлений разрядного характера.

Ход шибера должен быть (154±2) мм, ход контрольных линеек - (154±4) мм.

При врубании ножей рессорная пружина должна отжиматься в пределах 0,7-1,0 мм.

При взрезе электропривода рычаги с колодками контактных ножей, опираясь на верхнюю плоскость контрольных линеек, должны занять вертикальное среднее положение, ножи должны разомкнуть пружины. В этом случае зазор с каждой стороны между ножами и контактными пружинами должен быть не менее 2,5 мм.

Электропривод должен обеспечивать потерю контроля положения стрелки в следующих случаях: при частичном, на 10 мм и более, или полном вытягивании контрольной линейки ближнего остряка или при одновременном полном вытягивании обеих линеек из корпуса электропривода при втянутом положении шибера; при изгибе контрольной тяги дальнего остряка и частичном вытягивании при этом линейки дальнего остряка из корпуса на величину более 25 мм и не более 160 мм. При переводе стрелки в другое крайнее положение контроль положения должен отсутствовать.

Наработка на отказ электропривода СП-6 составляет 6,2*105 переводов рабочего шибера. Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет 1,2*106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н (350 кгс) и 6*105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н (600 кгс). Средний срок службы электропривода составляет 20 лет.

Электропривод в пределах назначенного ресурса должен обеспечивать безотказную работу при условии замены через каждые 6,2*105 переводов следующих сборочных единиц: пружины; колодки с ножами; колодки контактные и замены электродвигателей в соответствующие сроки.

Гарантийный срок эксплуатации – 12 месяцев с момента ввода электропривода в эксплуатацию. Гарантийный срок хранения – 9 месяцев с момента изготовления.

Условия эксплуатации. Электроприводы СП-6 предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от - 45ºC до +55ºС; относительной влажности не более 98% при температуре не выше +30ºС.

Габаритные размеры – 785x422x255 мм; масса – 170 кг.

Электропривод типа СП-6М.

Назначение. Стрелочный с внутренним замыканием невзрезной электропривод типа СП-6М предназначен для перевода в повторно-кратковременном режиме, запирания и контроля положения в непрерывном режиме стрелок с нераздельным ходом остряков. Устанавливается с правой или левой стороны стрелочного перевода.

Некоторые конструктивные особенности. Конструкция электропривода СП-6М практически аналогична конструкции электропривода СП-6. Внешний вид электропривода СП-6М приведен в приложении 1.3

Варианты исполнения электропривода СП-6М

Тип электродвигателя	Напряжение электродвигателя	Вариант сборки
МСП-0,15	160	Выход шибера справа
МСП-0,15	160	Выход шибера слева
МСП-0,25	30; 100; 160	Выход шибера справа
МСП-0,25	30; 100; 160	Выход шибера слева
МСТ-0,3	190	Выход шибера справа
МСТ-0,3	190	Выход шибера слева
МСТ-0,6	190	Выход шибера справа
МСТ-0,6	190	Выход шибера слева
МСТ-0,3В	127/220	Выход шибера справа
МСТ-0,3В	127/220	Выход шибера слева

При отрегулированной фрикционной муфте ток, потребляемый электроприводом при работе на фрикцию, для каждой нагрузки должен соответственно превышать ток перевода на 25-30%.

Электрическое сопротивление изоляции между токоведущими частями, соединенными между собой, и корпусом электропривода, не должно быть менее 25МОм в нормальных климатических условиях и 0,5 МОм при температуре +30ºС и относительной влажности воздуха 98%.

Электромеханические и временные характеристики электроприводов СП-6М

Технические данные электродвигателя, примененного в электроприводе			Электромеханические и временные характеристики электропривода
Тип. Схема соединения обмоток. Номинальный ток	Напряжение питания, В (пред. откл. +10%)	Число об/мин и предель- ное откл.%	Усилие на- грузки на ши- бере, Н (пред. откл. от +2 до –10%)	Ток пе- реводов, А, не бо- лее	Время перевода шибера, с, не более
МСТ-0,3, трехфаз- ный переменный, 2,1 А, обмотки сое- динены в звезду	190	850±5	без нагрузки 1000 2000 3500	1,7 1,9 2,1 2,3	4,0 4,3 4,7 4,9
МСТ-0,3В, трехфаз- ный переменный, 2,9 А, обмотки сое- динены в звезду	220	1370±5	без нагрузки 1000 2000 3500	2,4 2,7 3,0 3,3	2,8 2,84 2,88 2,96

Электрическая прочность изоляции электропривода в нормальных климатических условиях должна выдерживать в течение 60±5 с действие испытательного напряжения переменного тока частотой 50 Гц от источника мощностью не менее 0,5 кВА, приложенного между клеммами электродвигателя, контактными колодками, соединенными между собой, и корпусом электропривода, без пробоя и явлений поверхностного перекрытия: для цепей с номинальным напряжением до 60 В – 500 В, для цепей с номинальным напряжением свыше 60 В – 1500 В.

Расстояние между открытыми токоведущими частями и любой неизолированной деталью электропривода не должно быть менее 6 мм.

Ход шибера должен быть 154±2 мм, ход контрольных линеек - 154±2 мм.

Перед сборкой оси вращающихся деталей, ролики, шибер, контрольные линейки, шестерни, вал-шестерни и дики фрикции смазываются маслом индустриальным. Подшипники заполняются смазкой ЦИАТИМ.

При вращении входного вала редуктора рукояткой ручного перевода не должно быть толчков и заеданий шестерен и колес. В собранном электроприводе СП-6М при передвижении шибера из одного крайнего положения в другое пружины автопереключателя должны обеспечивать размыкание ножей с пружинами контактных колодок.

Врубание ножей в контактные пружины должно быть на глубину не менее 9 мм. При врубании ножей рессорные пружины контактных колодок должны отжиматься в пределах 0,5-1,4 мм. Отжим пружин должен быть равномерным.

При взрезе стрелки или сближении остряка (вследствие деформации тяг от ударов и т.п.) рычаги с колодками контактных ножей электроприводе СП-6М, опираясь на верхнюю плоскость контрольных линеек, должны занять среднее положение и разомкнуть контакты. При этом зазор с каждой стороны между ножами и контактными пружинами должен быть не менее 2,5 мм.

При повороте заслонки вниз контактные ножи блок-контактов должны полностью разомкнуть блокировочные контакты. При повороте заслонки вверх после нажатия на блокировочною собачку контактные ножи должны врубиться в блокировочные контакты.

Крышка электропривода должна запираться замком, который при воздействии поперечных усилий нагрузки не более 300 Н и вертикальных не более 400 Н не должен отпираться. Электропривод имеет уплотнения по контуру крышки, в местах выхода шибера, контрольных линеек и отверстий, перекрываемых заслонкой (под ключ и курбель).

Электропривод СП-6 должен обеспечивать потерю контроля положения стрелки:

при рассоединении одной из контрольных тяг с остряком, последующего после появления дефекта перевода стрелки и возвращение стрелки затем в исходное положение;

при частичном вытягивании контрольной линейки ближнего остряка из корпуса электропривода на 10-210 мм;

при изгибе контрольной тяги дальнего остряка и частичном при этом вытягивании контрольной линейки дальнего остряка из корпуса на 25-210 мм. При переводе после этого стрелки в другое крайнее положение (шибер выдвинут) контроль положения стрелки должен отсутствовать, если суммарное вытягивание линейки дальнего остряка из корпуса составляет 185-360 мм;

при сближении остряков (вследствие деформации тяг от ударов и т.п.). Перемещение контрольной линейки от момента удара в ее заднюю поверхность зуба контрольного рычага до размыкания контактов должно быть не больше 14 мм.

Для исключения индевения и подсушки контактов автопереключателя в электроприводе предусмотрен обогрев непосредственно под контактами автопереключателя. Конструкция редуктора с фрикционной муфтой обеспечивает при работе электропривода постоянную смазку вращающихся деталей и фрикционных дисков.

Электропривод СП-6 обеспечивает круглосуточную работу и является ремонтопригодным при эксплуатации до предельного состояния, т.е. до наработки назначенного ресурса.

Назначенный при условии соблюдения правил эксплуатации составляет не менее 1,2·106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н или 6·105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

Средняя наработка на отказ составляет не менее 6,2·105 переводов рабочего шибера.

Средний срок службы до списания составляет 20 лет. Среднее время восстановления работоспособного состояния, согласно данным эксплуатации, составляет 10 мин.

Электропривод СП-6 в пределах назначенного ресурса должен обеспечивать безотказную работу при условии замены через каждые 6·105 переводов следующих деталей: пружин; колодок с ножами; колодок левых и правых; замены электродвигателей согласно нормативно-технической документации предприятия изготовителя.

Каждый электропривод имеет заводской номер и год выпуска.

Условия эксплуатации. Электроприводы СП-6М предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от - 45ºC до +55ºС, в условиях умеренного климата.

Габаритные размеры – 785x414x255 мм; масса – не более 170 кг.

Электропривод стрелочный с внутренним замыканием невзрезной бесконтактный для метрополитенов типа СП-6БМ.

Назначение. Электропривод типа СП-6БМ предназначен для перевода, запирания и контроля положения железнодорожных стрелок с нераздельным ходом остряков на участках метрополитенов.

Некоторые конструктивные особенности. Конструкция электропривода СП-6БМ приведена в приложении 1.4, кинематическая схема – в приложении 1.5

Электропривод обеспечивает при крайних положениях стрелки плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу, не допускает запирания стрелки при зазоре между прижатым остряком и рамным рельсом 4 мм и более и отводит другой остряк от рамного рельса на расстояние не мене хода шибера. Устанавливается электропривод на гарнитуру.

Выпускается в двух видах: с выходом шибера справа и слева, с электродвигателем переменного тока типа МСТ-0,3 В; 127/220 В.

Ход шибера – 154±2 мм, ход контрольных линеек – 154±2 мм.

Максимальное усилие перевода составляет 4000Н.

Электромеханические характеристики электропривода СП-6БМ

Технические данные электродвигателя, примененного в электроприводе		Электромеханические и временные характеристики электропривода
Тип. Схема соединения обмоток. Номинальный ток	Напряжение питания, В (пред. откл. +10%)	Усилие на- грузки на ши- бере, Н (пред. откл. от +2 до –10%)	Ток пе- реводов, А, не бо- лее	Время перевода шибера, с, не более	Ток при работе электро-двигателя на фрик-цию, А
МСТ-0,3В, трехфаз- ный переменный, обмотки сое- динены в треугольник	127	без нагрузки 1000 2000	3,4 3,6 3,9	2,78 2,85 2,9	5,0±5%
		3000 3500 4000	4,2 4,4 4,6	2,95 2,98 3,0	6,0±5%
МСТ-0,3В, трехфаз- ный переменный, обмотки сое- динены в звезду	220	без нагрузки 1000 2000	2.1 2.2 2.3	2.8 2.84 2.88	3,0±5%
		3000 3500 4000	2.5 2.6 2.7	2.94 2.96 2.99	3,5±5%

Характеристики датчиков бесконтактного автопереключателя при нагрузке (контрольное реле типа НМШ1-7000, включенное через выпрямительный мост) приведены в таблице.

Характеристики датчиков бесконтактного автопереключателя.

Характеристики	Параметры
Угол поворота ротора-сектора в градусах	0			60			120
	Контроль начального положения			Контроль среднего положения			Контроль переве-дённого положения
Напряжение переменного тока частотой 50 Гц на входных катушках, В	20	24	28	20	24	28	20	24	28
Напряжение переменного тока на сигнальной катушке, В	≤ 3.0	≤3.5	≤4.0	≤6.0	≤6.5	≤7.0	≥55	≥65	≥75
Потребляемый ток, А, не более	0.25	0.3	0.4	0.3	0.35	0.45	0.45	0.55	0.6

Бесконтактный автопереключатель привода СП-6БМ по конструкции аналогичен бесконтактному автопереключателю привода СПГБ-4Б.

Назначенный ресурс привода по ГОСТ 27.002-83 составляет 106 переводов стрелки при условии соблюдения правил эксплуатации.

Средний срок службы до списания составляет три года.

Среднее время восстановления работоспособного состояния согласно эксплуатационным данным базового электропривода составляет 10 мин.

Электрическая прочность изоляции электропривода в нормальных климатических условиях выдерживает в течение (60±5) с действием испытательного напряжения 1500 В, переменного тока частотой 50 Гц от источника мощностью не менее 0,5 кВА, приложенного между токоведущими частями и корпусом электропривода, без пробоя и явлений поверхностного перекрытия.

Сопротивление изоляции между токоведущими частями и корпусом электропривода в нормальных климатических условиях – не менее 25 МОм. Сопротивление изоляции между токоведущими частями и корпусом электропривода при температуре +30 С и относительной влажности воздуха 98% - не менее 0,5 МОм.

Электропривод (см. приложение 1.5) состоит из корпуса 1, блока электродвигателя 2, редуктора со встроенной фрикционной муфтой 3, блока главного вала 7 с бесконтактным автопереключателем 4, муфты сцепления 9, рабочего шибера 6, контрольных линеек 5, панели освещения 8, заслонки 10, блокировочного устройства 11.

Все сборочные единицы смонтированы в чугунном корпусе 1, закрываемом стальной сварной крышкой.

Вал электродвигателя 2 (см приложение 1.5) имеет на одном конце квадрат для рукоятки ручного перевода привода, а на другом конце вала на шпонке укреплена специальная муфта 9, которая одновременно соединяется с валом – шестерней 12 редуктора. Вал – шестерня 12 и зубчатое колесо 13 находятся в зацеплении через промежуточную пару (вал - шестерня 14 и зубчатое колесо 15, сидящих на одной оси).

Вал - шестерня 16, находясь на одном валу с зубчатым колесом 13, находиться в зацеплении с упором зубчатого колеса 17, свободно сидящим на главном валу 7. Упор зубчатого колеса 17 заходит в вырез диска главного вала 7.

Шиберная шестерня выполнена как одно целое с главным валом 7. Она имеет два запорных зуба и пять рабочих. Зубья шестерни входят в зацепление с зубьями шибера 6, на котором имеется 4 рабочих зуба и два специальных запорных зуба.

В конце каждого перевода стрелки один специальный запорный зуб рабочего шибера 6 запирается одним из специальных запорных зубьев шиберной шестерни главного вала 7, что соответствует ходу шибера 154±2 мм.

Редуктор со встроенной фрикцией представляет собой отдельный узел, монтируемый в корпусе электропривода.

Редуктор состоит из чугунного корпуса с крышкой, внутри которого находится стальные валы - шестерни, зубчатые колёса нормального цилиндрического зацепления, а также фрикционной муфты, смонтированной внутри зубчатого колеса. Фрикционная муфта состоит из четырёх подвижных стальных дисков и четырёх неподвижных стальных дисков.

Подвижные диски соединены с зубчатым колесом, а неподвижные диски расположены на втулке, которая соединена шпонкой с валом-шестернёй. Сжимаются диски тремя тарельчатыми пружинами при помощи регулировочной гайки. Одна из пружин находится внутри корпуса редуктора.

Усилие фрикционного сцепления регулируется в пределах от 1000 до 4000 Н.

Передача вращения от электродвигателя 2 на редуктор 3 происходит через муфту 9 (см. приложение 1.4), состоящую из втулки кулачковой, соединительной шпонкой с осью электродвигателя, вкладыша и шайбы кулачковой, расположенной на квадрате вала шестерни редуктора.

Бесконтактный автопереключатель 4 состоит из чугунного основания, на котором установлены датчики, контрольные и переключающее рычаги, и амортизационных пружин. На контрольных рычагах имеются выступы, на которых укреплены ролики, поворачивающее поводки датчиков. Контрольные рычаги связаны с переключающими с помощью роликов.

Под действием пружин, стягивающих переключающие рычаги, поводок левого датчика занимает контрольное положение, а поводок правого датчика – нормальное. После перевода электропривода поводок левого датчика займёт начальное положение, а поводок правого датчика – контрольное.

При взрезе электропривода контрольный рычаг под действием контрольных линеек и поводок левого датчика (или правого датчика) займут среднее (вертикальное) положение.

Положение стрелки контролируется зубьями контрольных рычагов, западающими в вырезы контрольных линеек после запирания шибера, что проверяется западанием головок переключающих рычагов в вырез шайбы главного вала.

Каждый датчик автопереключателя имеет литой корпус, внутри которого расположены трёхполюсный статор и ротор – сектор, вращаемый поводком.

На полюсах статора размещены питающая и компенсационная катушки, на которые подаётся напряжение питания, и сигнальная, с которой снимается выходное напряжение.

Намоточные данные катушек.

Наименование	Параметры катушек
	сигнальной	питающей	компенсационной
Марка провода Диаметр провода, мм Число витков	ПЭВ-2 0,1 6250	ПЭВ-2 0,4 460	ПЭВ-2 0,4 330

Контрольные линейки имеют вырезы, в которые попеременно при ходе их вместе с остряками стрелок западают зубья рычагов. Контрольные линейки соединены между собой планкой.

На панели освещения расположены проволочное сопротивление типа ПЭВР-25-27±10% и штепсельная розетка для переносной лампы ЖС-2, 12 В, 15 Вт.

В корпусе электропривода, в местах выхода рабочего шибера и контрольных линеек, для предохранения от проникновения внутрь его воды и песка устанавливаются уплотнения из войлока.

Закрывается электропривод сварной стельной крышкой, имеющей по бортам уплотнения из резины. Запирается электропривод изнутри специальным замком.

Внутри электропривода установлен курбельный выключатель, блокировочные контакты которого исключают возможность управления по команде с поста электрической централизации в момент открытия заслонки 10(приложение 1.4).

При снятом электродвигателе электропривод может быть переведён на ручное управление рукояткой при помощи специальной оси, надеваемой на выступающий из редуктора квадрат вал – шестерни сечением 12