摘 要 简要介绍城市轨道交通中磁浮、跨坐式轨道交通等梁整体移动式道岔的驱动方式,主要阐述用齿轮齿条传动、曲柄摇杆机构、液压油缸传动,以及滚珠丝杠副、凸轮机构、偏心机构和直线电机等驱动方式的特点和利弊。关键词 城市轨道交通 梁整体移动道岔 驱动 讨论
与人们常见的铁路道岔相比,城轨中的磁浮交通、跨座式轨道交通等使用的道岔有所不同:前者只动尖轨和心轨,基本轨保持不动,后者则是整个道岔梁一起移动,道岔的驱动装置结构复杂,需较大的驱动力。道岔驱动装置的作用是推动道岔梁使其以道岔固定端转动轴为固定点,各驱动点移动不同的距离,达到预定要求的线型曲线,从而实现线路换位,因此驱动装置是道岔的主要组成部分。可根据道岔的具体情况,选择不同的驱动方式来保证道岔驱动的正确、可靠、安全和经济。
一般整体移动式道岔可采用的驱动方式有:齿轮、齿条传动,曲柄摇杆机构驱动,液压或机械推、拉杆驱动,凸轮或偏心机构驱动,直线电机驱动等,下面就各种驱动方式的特点进行讨论。
1 齿轮、齿条驱动
该驱动方式是由电动机(带制动器)带动蜗轮减速器,将动力传给齿轮、齿条直接驱动而实现道岔梁的位移(齿条平置,见图1),设计难点在于齿轮和齿条机构,特别是齿条的外形曲线和齿条设计,具体分析如下。 1)优点
(1)结构简单,制造加工工艺简单。
(2)电器控制简单。
(3)运动性能好,慢—快—慢(近似曲柄摇杆机构,因为道岔梁需变形)。采用摆臂回转的形式,该机构具有道岔梁转辙缓慢加速、减速的特性,在道岔处于锁定位置时,道岔移动速度接近于0。
(4)机构对环境要求低,对因温度变化所引起的道岔梁长短变化不敏感,有利于实现道岔的锁定。
(5)摆臂式道岔在道岔处于侧向位置时,道岔的反弹力主要作用于摆臂的轴线位置,有利于减小电机的输入转矩要求。
(6)驱动系统分别采用独立的电机驱动,通过控制系统,可简易实现道岔的时序控制。
(7)参数容易调整,如曲柄的长度、导槽的宽度等,都可以根据需要进行调整。
(8)可实现单电机驱动(电机双向输出轴),保证同步转动。
(9)维修、维护方便,使用寿命长。
2)缺点
(1)占用空间大。
(2)驱动部分采用大规格的减速器,制作费用高。
(3)摆臂式驱动装置安装于地面,制作三开道岔时摆臂过长需要输出过大的转矩;如果安装于道岔梁则会影响道岔梁的回转刚性,不利于实现道岔的线型。
3 液压油缸驱动
随着数控技术和液压技术的发展,液压活塞杆的精确位移控制技术已经成熟。因此,在液压缸上加位移检测设备来用于道岔驱动,具有设计简单、结构简单、控制方便、运转平稳等优点。驱动系统由液压泵、液压阀、执行元件、液压附件、安装支架、行程控制开关组成(如图5所示)。液压驱动型道岔液压系统、液压驱动油缸安装于基础上,液压缸活塞杆端头通过螺栓铰接于支撑台车上。在油压的作用下,活塞杆带动台车移动,实现道岔的转辙;在转辙完成后,通过基础上安装的死挡铁进行定位,通过液压系统的保压实现道岔的锁定。