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電動轉轍機及分動外鎖閉的安裝與調試
摘要:依托廣州地鐵二號線信號系統安裝工程,對S700K電動轉轍機和分動外鎖閉道岔轉轍裝置的安裝與調試進行總結,研究、開發出標準作業程序,提高工效。
關鍵詞:S700K電動轉轍機、分動外鎖閉、安裝、調試
1.概述
S700K電動轉轍機采用的是德國西門子技術,由于內部結構簡單,其保養維修工作量很少,大多數保養工作在短時間內即可完成,而且工作可靠。S700K電動轉轍機已在國內大鐵路的提速道岔上廣泛使用。
分動外鎖閉安裝裝置能可靠地鎖閉道岔尖軌和基本軌,確保4mm不鎖閉功能。在鎖閉狀態下能牢牢地把尖軌與基本軌鎖閉在一起,即使連桿折斷,外鎖閉仍在起著鎖閉作用。同時,外鎖閉能隔離列車通過時對轉換設備的振動和沖擊,提高轉換設備的使用壽命和可靠性。
廣州地鐵二號線道岔采用整體道床60kg/m9號單開道岔,因此S700K電動轉轍機和分動外鎖閉的安裝與調試與大鐵路有所區別,需要研究、開發許多新的施工技術;同時也是國內首次在城市地鐵線路中使用S700K電動轉轍機和分動外鎖閉,其安裝與調試技術對今后地鐵線路中同類型的道岔轉轍裝置安裝與調試具有借鑒作用。
2.S700K電動轉轍機與分動外鎖閉工作原理
(1)S700K電動轉轍機工作原理
S700K電動轉轍機采用三相交流電源,轉轍機內部結構如圖2.1。
圖2.1 轉轍機內部結構圖
轉轍機內部電路如圖2.2。
圖2.2 轉轍機內部電路圖
轉轍機動作過程電機線圈電路變化如圖2.3。
(2)分動外鎖閉工作原理
外鎖閉裝置解鎖、轉換、鎖閉過程:初始狀態如圖2.4,左側密貼尖軌處于鎖閉狀態,右側斥離尖軌與基本軌保持要求的開口,密貼尖軌鎖鉤同時被鎖閉鐵和鎖閉桿卡住不能落下,斥離尖軌鎖鉤的缺口卡在鎖閉桿的凸起處不能移動,從而保持斥離尖軌與基本軌的開口基本不變;解鎖狀態如圖2.5,鎖閉桿向右移動,斥離尖軌向密貼位移動,同時密貼尖軌處鎖閉桿相對鎖鉤移動,當鎖閉桿凸起與密貼尖軌鎖鉤缺口對齊時,鎖鉤落下卡在鎖閉桿凸起內,尖軌與基本軌解鎖;鎖閉桿繼續向右移動,通過鎖鉤帶動斥離尖軌和密鐵尖軌同步向右移動,當鎖閉桿帶動道岔轉換至右側尖軌與基本軌密貼時(如圖2.6),開始進入鎖閉過程;鎖閉桿繼續向右移動,右側鎖鉤沿鎖閉桿斜面向上爬起,當鎖鉤升至鎖閉桿凸起頂面時,進入鎖閉狀態(如圖2.7),同時左側尖軌繼續向右移動至要求開口,完成轉換過程。
圖2.4 外鎖閉裝置初始鎖閉狀態
圖2.7 外鎖閉裝置轉換完成鎖閉狀態
3.安裝與調試
S700K電動轉轍機與分動外鎖閉安裝裝置安裝如圖3.1。
圖3.1 S700K電動轉轍機與分動外鎖閉安裝裝置安裝圖
S700K電動轉轍機與分動外鎖閉安裝裝置安裝及調試流程如圖3.2。
(1)鋼軌鉆孔
1) 檢查道岔方正,是否達到安裝要求。
2) 按圖3.1所示尺寸分別對兩側鋼軌進行測量:
a.首先確定尖軌尖端處混凝土方枕中心位置(固定螺栓孔中心),并標注在軌面上(A點);
b.以A點為基準,向岔前方向測量265mm,在軌面上標注(B點),此點為前角鋼安裝孔位置;
c.以B點為基準,向岔后方向測量1153mm,在軌面上標注(C點),此點為后角鋼安裝孔位置;
d.以A點為基準,向岔后方向測量360mm,在軌面上標注(D點),此點為鎖閉框安裝中心位置。
測量要平行于線路中心線,即在直股基本軌上測量,則順著鋼軌測量,在曲股基本軌上測量,則平行于直股基本軌測量。
3) 用一塊角形鐵和鎖閉框為模板分別在軌腰上標記鉆孔的中心位置,并沖一鉆孔號眼。
4) 使用φ21的鉆頭依次對標記點進行鋼軌鉆孔。
5) 一組道岔所有安裝孔鉆完后應復檢鉆孔位置是否符合尺寸。
(2)S700K電動轉轍機安裝
1)材料加工
a.螺栓頭部加工
由于尖端鐵靠近尖軌尖端的安裝螺栓頭部所處空間(尖軌與基本軌之間縫隙)很小,因此螺栓頭部應比標準螺栓頭部薄(標準為10mm),如果廠家到貨沒有進行特殊加工,則施工單位應在施工前將此處螺栓頭部做加工處理,如圖3.3。
b.長基礎角鋼加工
長基礎角鋼與角形鐵的連接孔加工位置應與道岔安裝左、右側(面向岔尖),保持一致,連接孔中心應在角鋼安裝水平面的中心軸線上,前后左右偏差均不得超過 1mm,如圖3.4。由于現場加工條件限制,為保證精度,可在訂貨時將加工尺寸提供給廠家,由廠家在生產時一并加工,但左、右側及直線、曲線側安裝的數量必須事先統計清楚。
c.短基礎角鋼加工
為了便于調整轉轍機與外鎖閉各桿件連接平順、無別卡現象,轉轍機應在順線路方向有一定的調整空間,因此需將短基礎角鋼上的轉轍機安裝孔擴成長孔,如圖3.5。
圖3.5 短基礎角鋼安裝孔加工2)安裝
a.清掃整體道床基礎角鋼安裝槽道及轉轍機安裝坑,無大塊雜物。
b.將前、后長基礎角鋼穿入槽道內,將4塊角形鐵分別與鋼軌連接,暫不擰緊連接螺栓,以便長基礎角鋼能夠與角形鐵順利連接。
c.將長基礎角鋼與角形鐵連接,中間加入絕緣墊板、絕緣管和鋼墊板等,暫不擰緊連接螺栓,以便短基礎角鋼能夠與長基礎角鋼順利連接。
d.將短基礎角鋼與長基礎角鋼連接,注意轉轍機安裝孔的方向與轉轍機安裝左、右側一致,若短角鋼安裝后角鋼底部至地面的距離小于S700K轉轍機的4顆固定螺栓長度,則應先將固定螺栓由短角鋼底部向上穿過短角鋼后再將短角鋼安裝在長角鋼上。暫不擰緊連接螺栓。
e.依次序擰緊角形鐵與鋼軌連接螺栓、長基礎角鋼與角形鐵連接螺栓、短基礎角鋼與長基礎角鋼連接螺栓,擰緊角形鐵與鋼軌連接螺栓時注意角形鐵應緊貼軌底上坡面,擰緊長基礎角鋼與角形鐵連接螺栓時應注意各墊板擺放順序正確和絕緣管應充分套入角鋼安裝孔內,如圖3.6。
f.將轉轍機安裝在短基礎角鋼上。此時可進行轉轍機配線。
g.安裝尖端鐵
尖端鐵主要用于連接道岔的尖軌與長短表示桿。每組道岔的尖端鐵有左、右兩個,分別安裝在左、右兩側尖軌上。由于尖軌上尖端鐵的安裝孔已在制造道岔時預制好,因此在道岔鋪設完成后即可安裝。安裝時注意薄、厚頭部螺栓的安裝位置正確。
h.將長、短表示桿連接到尖端鐵上,表示桿另一端暫不連接到轉轍機檢測桿,可在調試過程中完成連接。
i.動作連接桿在分動外鎖閉裝置完成安裝后將一端連接在鎖閉桿上,另一端與轉轍機動作桿在調試過程中完成連接。
(3)分動外鎖閉安裝
1)材料加工
由于尖軌連接鐵一顆安裝螺栓與鎖閉框一顆安裝螺栓的頭部在尖軌與基本軌之間縫隙中相抵觸(如圖3.7),因此螺栓頭部應比標準螺栓頭部薄(標準為10mm),如果廠家到貨沒有進行特殊加工,則施工單位應在施工前將此處螺栓頭部做加工處理,如圖3.3。
2)安裝
a.拆除道岔兩側尖軌的第1、2、3連接方鋼。
b.將兩側的鎖閉框和尖軌連接鐵分別安裝在兩側的基本軌和尖軌上,如圖3.8,安裝前需將安裝側的尖軌撥離基本軌。鎖閉框安裝螺栓應大約在鎖閉框安裝長孔的中心位置,并暫不擰緊,便于隨后調整。
c.將鎖閉桿按圖3.9所示位置裝入鎖閉框內。鎖閉桿為兩段式,中間為絕緣連接,先將兩段進行中間連接,再穿入鎖閉框內,調整鎖閉框使鎖閉桿在鎖閉框內擺放平順,不別卡。
d.將尖軌連接鐵上銷軸事先取出,注意保持銷軸表面清潔。將即將安裝鎖鉤的一側尖軌撥離基本軌,取掉鎖鉤擋板最下方的對穿螺栓和套管后,將鎖鉤放在鎖閉桿上,鎖閉桿卡在兩檔板中間,鎖鉤缺口卡在鎖閉桿的凸起處,恢復擋板最下方的對穿螺栓和套管,如圖3.10。過程中保持鎖鉤孔內清潔無異物并潤滑油均勻。
e.撥動鎖閉桿,當鎖鉤孔對上尖軌連接鐵的銷軸孔時,穿上銷軸,銷軸一端帶上平墊、彈墊、M20螺母并擰緊,傳入開口銷,如圖3.11。
f.將鎖閉鐵插入鎖閉框方孔內,同時將固定螺栓一頭鉤住基本軌,另一頭穿入鎖閉框和鎖閉鐵安裝孔內,帶上平墊、彈墊和M20螺母使固定螺栓和鎖閉鐵不松動,暫不擰緊,如圖3.12。
圖3.12 鎖閉鐵安裝
g.撬動本側尖軌使尖軌與基本軌處于密貼狀態,另一側尖軌處于自開狀態,用手托起鎖鉤,撥動鎖閉桿至如圖3.13所示位置。
h.按照步驟c、d、e安裝另一側鎖鉤、鎖閉鐵和固定螺栓,如圖3.14。
i.手搖轉轍機使轉轍機動作桿狀態與道岔狀態一致時,通過動作連接桿將鎖閉桿與轉轍機動作桿連接在一起。調整鎖閉框使鎖閉桿與轉轍機動作桿平行,并且轉換過程中鎖閉桿平順不別卡,然后擰緊鎖閉框與基本軌的固定螺栓。
(4)S700K電動轉轍機與分動外鎖閉調試
首先使轉轍機在手操狀態下調整道岔的機械參數符合要求,包括尖軌開口調整、尖軌密貼調整、轉轍機表示缺口調整;然后使轉轍機在電操狀態下對道岔機械參數進行復檢和一致性檢查。
1)尖軌開口調整
分動外鎖閉裝置要求尖軌在牽引點(鎖閉桿中心軸線)處的動程為152mm,即道岔鎖閉狀態時斥離尖軌與基本軌在鎖閉桿中心軸線處的開口距離。
首先通過調整動作連接桿與轉轍機動作桿連接的活動接頭使兩側尖軌在道岔鎖閉狀態時的開口接近152mm,并且相差不超過3mm,然后檢查道岔開口是否符合規定要求,若一側開口大于要求值,可通過增加尖軌連接鐵與尖軌間的調整片進行調整(如圖3.15),反之則通過減少尖軌連接鐵與尖軌間的調整片進行調整, 調整片的增減量一般與開口的需調整量相當。當本側開口調整達到要求,轉換道岔,以同樣方式進行另一側開口的調整。兩側開口值在規定范圍內應盡量一致。
圖3.15 尖軌開口調整
2)尖軌密貼調整
通過逐步增減鎖閉鐵和鎖閉框之間的密貼調整片保證尖軌和基本軌密貼,如圖3.16。若道岔鎖閉狀態時尖軌與基本軌有明顯縫隙,可增加密貼調整片進行調整, 若轉換過程中尖軌與基本軌已經密貼但道岔無法鎖閉或明顯感到鎖閉非常吃力,說明密貼過緊,可減少密貼調整片進行調整。
圖3.16 尖軌密貼調整
3)轉轍機表示缺口調整
將長、短表示桿連接到轉轍機檢測桿上。將道岔轉換為轉轍機在伸出狀態并且道岔鎖閉時,通過調整長表示桿的伸縮量使轉轍機內的指示標對準伸出檢測桿的缺口中心(指示標距缺口兩邊有1mm以上空間);將道岔轉換為轉轍機在縮入狀態并且道岔鎖閉時,通過調整短表示桿的伸縮量使轉轍機內的指示標對準縮入檢測桿的缺口中心。調整完成后觀察道岔在解鎖和鎖閉過程中速動開關組是否動作正常。
4)轉轍機模擬通電調試及道岔一致性檢查
a.通電模擬電路
廣州地鐵二號線信號系統道岔是由系統聯鎖軟件和接口單元進行驅動。在系統聯鎖軟件和接口單元沒有達到使用條件的前提下,要對道岔室外部分進行通電調試,須根據轉轍機驅動原理自制一套模擬驅動電路,如圖3.17。改變輸入到轉轍機的三相交流電的相序可使轉轍機反復動作,通過輸入到轉轍機電機W、V線圈的相位的相互交替來達到此目的。
圖3.17 S700K電動轉轍機通電模擬電路
b.模擬調試程序
①室內按照模擬電路將送電裝置的三相輸出接到每組道岔轉轍機相應的三相端子上,其中需要轉換的兩相必須接在對應W、V線圈端子上,閘刀呈斷開狀態;N相與轉轍機N相直接連接。將轉轍機與室內設備柜電路斷開。
②室內、外將電話機掛在電話線上。
③室外將轉轍機遮斷開關合上,接通電操啟動電路。
④室內、外準備工作做好并互相聯系確認后,室內將三刀雙擲閘刀先向任意一側合上,若道岔轉動,則說明相位正確,轉到下一步繼續;若道岔不轉動,則說明相位不正確,再將三刀雙擲閘刀合向另一側,道岔轉動后轉到下一步繼續;若兩側均不轉動,檢查配線正確并重復本步驟。
⑤進行道岔調試及檢查;室內人員保持與室外人員聯系并注意保險及電纜、線狀態,若有異常情況及時斷電,室外道岔若未轉換到位進行手搖到位。排除故障后重新進行檢查。道岔轉換到位后應將三刀雙擲閘刀扳到中間雙斷位置,切斷室內與轉轍機之間的電源,以便進行下一步的表示一致性檢查。
⑥調試、檢查完成后將室外轉轍機切斷開關斷開,室內將三刀雙擲閘刀斷開、配線架配線恢復。進行下一組道岔試驗。
c.調試及檢查內容
①道岔轉動時室外人員注意檢查轉轍機動作、聲音是否正常,道岔動作是否正常、是否有吃力、卡阻現象,道岔鎖閉是否正常等。
②對道岔進行4mm不鎖閉和2mm鎖閉檢查,即道岔轉換過程中,在牽引點處尖軌與基本軌密貼面之間卡入4mm厚隔板,道岔不得鎖閉和接通表示;卡入2mm 厚隔板,道岔能夠鎖閉和接通表示。若沒有達到要求或多次試驗時狀態不穩定,則須對道岔密貼進行微調,直至多次試驗狀態均穩定。
③道岔解鎖及鎖閉過程中觀察速動開關組是否動作正常,道岔表示回路接通是否正常。結合圖2.3,通過對表示回路通斷的測試檢查道岔室外狀態與室內表示的一致性,測試方法及記錄如表3.1。
表3.1 S700K電動轉轍機通電模擬試驗記錄表
(5)注意事項
1)在道岔鋪設完成后進行整體道床的混凝土澆筑時,應隨時跟蹤調查轉轍機安裝坑及外鎖閉和基礎角鋼安裝槽道的預留是否符合信號安裝要求,位置見圖3.15陰影部分。其中長基礎角鋼槽道的深度為軌底以下120mm,外鎖閉槽道深度為軌底以下170mm。
2)應注意受地鐵隧道空間限制,部分道岔長基礎角鋼穿入軌底時需工務部分配合抬軌。
3)調試過程中應注意觀察道岔軌距是否符合標準,尖軌底部與滑床板是否接觸良好、無跳板現象,尖軌在鎖閉位置處的上拱高度不得大于5mm,若影響調試須請工務部門協助整治。
4)道岔安裝調試完成后應檢查確保接地連接已按照設計要求完成,并確保安裝裝置中各絕緣連接處絕緣良好。
5)道岔的開口與密貼調整應綜合考慮兩側狀態的一致性,并且密貼調整完成后應復檢開口有無變化,必要時應重復調整。
參考資料:
《60kg/m鋼軌9號單開道岔外鎖閉裝置安裝圖(圖號:廣地001)》(北京全路通信信號研究設計院)
《60kg/m鋼軌9號單開道岔轉轍機安裝圖(圖號:廣地002)》 (北京全路通信信號研究設計院)
《60kg/m鋼軌9號單開道岔外鎖閉裝置安裝圖(圖號:廣地003)》(北京全路通信信號研究設計院)
《60kg/m鋼軌9號單開道岔轉轍機安裝圖(圖號:廣地004)》 (北京全路通信信號研究設計院)
《S700K型電動轉轍機保養維修手冊》(西門子信號有限公司)
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