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1、双动道岔ZD6转辙机模拟道岔控制电路设计与实现解析湖南铁路科技职业技术学院毕业设计课 题 双动道岔ZD6转辙机模拟道岔 控制电路设计与实现专 业 铁道通信信号 班 级 312-6班 学生姓名 徐彦秋 指导单位 湖南铁路科技职业技术学院 指导教师 周庞荣 二零一五年四月摘 要作为铁路室外三大件之一的转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置(内锁式方式没有)和各类杆件、安装装置，它们共同完成道岔的转换和锁闭。本文是基于对ZD6双动道岔电路设计进行阐述，重点就ZD6电动转辙机工作原理、ZD6双动道岔电路原理的设计及实现等几方面进行阐述。其中还涉及设计ZD6工作电路里面的继电器的

2、类型和工作原理等。 设计的主要任务是连接C1组合与外部的配线，通过图纸的形式展现，主要分为几部分：1、C1组合与道岔区段接点的配线2、联锁对C1组合的接点驱动3、联锁对C1组合的接点采集4、C1组合与分线盘的配线本文也会对铁路道岔转辙机进行进行介绍。本文主题虽为ZD6，但通过本文对转辙机的介绍，使读者能更系统的对ZD6电路设计有一个认知，区别客专普遍使用的提速道岔。电路的设计正是基于现场运用对转辙机电路提出的要求，暨道岔如何实现转换、转辙机对室外道岔实际位置的表示、道岔在危险侧的电路断表示等。关键词：ZD6 C1组合 道岔 转辙机 电路 设计 第1章 概述1.1 电路设计背景 作为铁路室外三大

3、件之一的转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置(内锁式方式没有)和各类杆件、安装装置，它们共同完成道岔的转换和锁闭。本文是基于对ZD6双动道岔电路设计进行阐述，重点就ZD6电动转辙机工作原理、ZD6双动道岔电路原理的设计及实现等几方面进行阐述。其中还涉及设计ZD6工作电路里面的继电器的类型和工作原理等。 本文也会对铁路道岔转辙机进行进行介绍。本文主题虽为ZD6，但通过本文对转辙机的介绍，使读者能更系统的对ZD6电路设计有一个认知，区别客专普遍使用的提速道岔。电路的设计正是基于现场运用对转辙机电路提出的要求，暨道岔如何实现转换、转辙机对室外道岔实际位置的表示、道岔在危险侧

4、的电路断表示等。1.2 铁路道岔转辙机介绍1.2.1转辙机的作用1、转换道岔的位置，根据需要转换至定位或反位。2、道岔转换到所需的位置并密贴后，实现锁闭，防止外力转换道岔。3、正确反映道岔的实际位置，道岔尖轨密贴于基本轨后，给出相应的表示。4、道岔被挤或因故处于“四开”位置时，及时给出报警和表示。1.2.2对转辙机的基本要求1、足够的拉力，以带动尖轨作直线往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。2、作为锁闭装置，当尖轨与基本轨不密贴时，不应进行锁闭，一旦锁闭，应保证道岔不因列车通过的震动而错误解锁。3、作为监督装置，应正确反映道岔的状态。4、道岔被挤后，在未修复之前不

5、应再使道岔转换。1.3 ZD6转辙机1.3.1 ZD6用途 ZD6型系列电动转辙机是用于铁路电气集中，调度集中的站场，或用电力控制道岔状态的场所，用来改变道岔开通方向，锁闭道岔尖轨、反映尖轨位置状态的设备，是实现有轨运输现代化和自动化的重要基础设备。ZD6系列电动转辙机包括可挤型、不可挤型和适应双机牵引方式的不同产品，极大的满足了铁路各种道岔的不同需要。1.3.2 ZD6结构及各部件作用转辙机整机的结构设计采用了模块化设计，分为几个相对独立的部件：电动机，减速器，主轴，自动开闭器，表示杆，动作杆，齿条块，移位接触器，安全接点，底座及机盖等。这些部件可单独安装，拆卸，互不影响，以便检修、保养、维

6、护。1、转辙机的总体结构图1-1给出了ZD6-D型机的结构。ZD6系列其它型号电转机的结构与D型基本相同，不同部分将在介绍其他各型号时说明。图1-1 ZD6-D机型总体结构 （1）电动机要求具有足够的功率，以获得必要的转矩和转速。电动机（如图1-3）要有较大的起动转矩，以克服尖轨与滑床板之间的静摩擦。同时，道岔需要定反位转换，要求电动机能够逆转。通过改变定子绕组中或电枢（转子）中的电流的方向来实现。两个定子绕组通过公共端子分别与转子的绕组串联。额定电压160v；额定电流2.0A，摩擦电流2.32.9A；额定转速2400r/m；额定转矩0.8826N，单定子工作电阻（2.850.14）2，刷间总

7、电阻4.90.245。 图1-3 电机连接线 电机接线图（2）、减速器为了得到足够的转矩要求将电机的高速旋转降下来。其由两级组成：第一级小齿轮带动大齿轮，减速比103：27，第二级为行星传动式，减速比为41：1，总的减速比为103/2741/1=156.4（3）、传动装置包括有减速齿轮、输入轴、减速器、输出轴、起动片、主轴。A、起动片介于减速器与主轴间的传动媒介。，它连接输出轴与主轴，利用其正反两面相互垂直成“十”字形的沟槽，在旋转时补偿两轴不同心的误差，同时，还能够对自动开闭器起到控制作用。B、主轴带动锁闭齿轮，通过与齿条块配合完成转换和锁闭道岔。（4）、转换锁闭装置锁闭齿轮、齿条块：将旋转

8、运动变为直线运动以带动道岔的尖轨位移，并完成内部锁闭。 动作杆：一端与道岔的密贴调整杆相连，带动尖轨运动。通过挤切削和齿条块联成一体，正常工作时，与它们一起运动。挤岔时，动作杆与齿条块能够迅速脱离联系，保护了机内的部件。（5）、自动开闭器作用：用来及时反映道岔尖轨的位置，并完成控制电动机和挤岔表示的功能。 图1-5 自动开闭器自动开闭器接点有2排动接点，4排静接点，编号是站在电动机处观察，自右向左分别为1、2、3、4、5、6排，每排有3组接点，自上向下顺序编号，例11、12，13、14、15、16。定位状态时，有第1、3 排接点闭合，和2、4排接点闭合。其中，2、3排接点是表示用，1、4排为动

9、作用。道岔转换时，先断开表示接点组，最后断开动作接点组。图1-6 自动开闭器接电（6）、表示杆通过与道岔的表示连接杆相连随道岔动作，用来检查尖轨是否密贴，以及在定位还是在反位。由前、后表示杆以及两个检查块组成。前表示杆的前伸端设有连接头，用来和道岔的表示杆相连。后表示杆前端与并紧螺栓相连的是一长孔，所以有86167mm的调整范围，以满足不同 的道岔开程需要。道岔转换到位后，自动开闭器上的检查柱就落入表示杆检查块的缺口之中，两侧的间隙为1.5mm。现场调整表示缺口是一项重要的工作，在密贴调整完成后，才能进行表示的调整。先伸出，再拉入。现调密贴，再调表示。图1-7 前后表示杆前后表示杆1.3.4、

10、转辙机的传动原理传动原理图中各机件所处的位置是动作杆由右向左移动后的停止状态。为使动作杆向右移动，其传动过程如下：图 1-8转辙机的传动原理图1.来自道岔控制电路的电源，经由图2中的自动开闭器的第一排接点，接至电动机，使电动机按逆时针方向旋转（从电机后端看）。2.电动机通过齿抡1带动减速器，使输出轴按逆时针方向旋转。3.输出轴和主轴之间用起动片连接在一起，因此输出轴带动主轴一起旋转。4主轴的旋转运动通过锁闭齿轮传给齿条块，变为动作杆的直线运动，实现对道岔的转换和锁闭。5自动开闭器支架的摆动，带动自动开闭器的接点转换机构和检查柱，实现对表示电路的控制和道岔的密贴检查。6对于可挤型ZD6电转机，当

11、发生挤岔事故时，道岔尖轨向另一侧运动，通过安装装置，推动表示杆、动作杆向与现在所处状态相反方向运动。表示杆推动检查柱向上运动，切断表示电路；与此同时，动作杆切断挤切销，使顶杆向上运动，顶开移位接触器，也切断表示电路，并实现挤岔报警。第二章ZD6双动道岔控制电路结构分析本章主要讲述ZD6双动道岔控制电路结构内部各部件，重点对电路使用的各个部件（包括继电器、变压器等）的特性、工作原理、用途进行阐述，使读者能对正确掌握电路各个接点动作时机，在现场使用中使电路实现道岔的正常转换给出正确的表示等。2.1 1DQJ对继电器的选用ZD6双动道岔控制电路的1DQJ选用的继电器为无极加强接点缓放的JWJXC-H

12、125/0.44。图2-1加强接点系统JWJXC一H125/0.4型无极加强接点缓放继电器，其电磁系统和无极缓放继电器（JWXC一H340）相同。接点系统由两组带磁吹弧器的加强前接点、两组不带磁吹弧器的加强后接点和两组普通接点组成，即2QJ、2H、2QH。前圈为主线圈，后线圈为电流保持线圈。由锡磷青铜片冲压成型的加强动接点片头部，铆有由银氧化镉制成的动接点。而加强静接点片头部，同样铆接银氧化锡接点，在接点的同一位置点焊了安装磁钢的熄弧器夹。熄弧磁钢由铝镍钴合金或铁镍铝合金制成。其熄弧原理是利用电弧在磁场中受力运动而产生吹弧作用，使电弧迅速冷却而熄灭。为避免电弧烧损接点及对磁钢去磁，加强接点端部

13、设有导弧角，使电弧迅速移到接点及磁钢的前部位置。由于磁钢吹弧方向与极性有关，因此，熄弧磁钢极性的安装有特定的要求。磁熄弧器的安装与接点电流方向，如图3-2所示。 图2-22.2 2DQJ对继电器的选用ZD6双动道岔控制电路的2DQJ选用的继电器为有极加强接点的JYJXC-160/260。有极继电器根据线圈中电流极性不同而具有定位和反位两种稳定状态，这两种稳定状态在线圈中电流消失后，仍能继续保持，故又称极性保持继电器。它的特点是磁系统中增加了永久磁钢。在线圈中通以规定极性的电流时，继电器吸起，断电后仍保持在吸起位置；通以反方向电流时，继电器打落，断电后保持在打落位置。（1）JYJXC-160/2

14、60有极继电器的结构JYJXC-160/260有极继电器的磁路结构与无极继电器基本相同，不同的只是用一块端部呈刃形的长条形永久磁钢代替无极继电器的部分轭铁。磁钢与轭铁间用螺钉联结。JYJXC-160/260有极继电器的线圈引线与电源片的连接与无极继电器相同。JYJXC-160/260有极继电器衔铁位置的定位、反位规定为：衔铁与铁芯极靴之间的间隙最小时（即吸起状态）的位置规定为定位，此时闭合的接点叫做定位接点（符号为D，相当于前接点）；衔铁与铁芯极靴之间的间隙最大时（即打落状态）的位置规定为反位，此时闭合的接点叫做反位接点（符号为F，相当于后接点）。对于分线圈使用的有极继电器JYJXC-160/

15、260规定前圈的电源片3接电源正极，4接电源负极时为定位吸起；而后圈的电源片2接电源正极，1接电源负极时，为反位打落。JYJXC-160/260有极继电器的接点系统与无极继电器相同。加强接点片加厚，取消接点托片，动接点片改为面接触以增大接触面积。加强接点继电器磁熄弧器的极性与接点电源极性的配合如图3-3所示。图2-3磁吹弧器的极性（2）有极继电器的工作原理有极继电器的磁路系统由永磁磁路与电磁磁路两部分组合而成，为不对称的并联磁路结构，如图1一16所示。永久磁钢的磁通分为M，和M。两条并联支路。M从N极出发，经衔铁、第一工作气隙、铁芯、轭铁，到S极；M从N极出发，经衔铁上部、重锤片、第二工作气隙

16、，到S极。这两条支路不对称，磁路的不平衡就形成有极继电器的正向转极值与反向转极值的较大差别。当衔铁处于打落状态时（反位），由于，因此中MM。由M所产生的吸引力FM与衔铁重力、动接点预压力共同作用，克服了M产生的吸引力FM与后接点压力，使衔铁保持在稳定的打落位里。反之，当衔铁处于吸合状态（定位）时，由于由于M。由M所产生的吸引力FM将克服中M产生的吸引力FM、衔铁重力及接点的反作用力，使衔铁处于稳定的吸合位置。图2-4有极继电器磁路显然，有极继电器从一种稳定位置转变到另一种稳定的位置，只有依靠电磁力的作用。如图1一16所示，电磁磁通D经过的是一个无分支的磁路，即铁芯、扼铁、重锤片、衔铁、极靴。磁

17、通的方向由线圈中的电流极性决定。时于电磁通来说，永久磁钢是一个很大的磁阻，如同气隙一般。图1一16(a）表示有极继电器由反位转换到定位的过程。继电器原处于反位状态，现在线圈中通以正极性电流，产生电磁通D的方向是极靴处为S极。这时在，处D与M方向一致，磁通是加强的，等于DM。而在处D与M方向相反，磁通是削弱的，等于M一D，当D增到足够大时，DMM一D，则FMD FMD，FMD将克服FMD、衔铁重力及接点反作用力，使衔铁开始吸合。在衔铁吸合过程中，随着的不断减小、的不断增大，FMD FMD。，衔铁便迅速运动到吸合位置。图1一16(a）表示有极继电器由反位转换到定位的过程。继电器原处于反位状态，现在

18、线圈中通以正极性电流，产生电磁通D的方向是极靴处为S极。这时在，处D与M方向一致，磁通是加强的，等于DM。而在处D与M方向相反，磁通是削弱的，等于M一D，当D增到足够大时，DMM一D，则FMD FMD，FMD将克服FMD、衔铁重力及接点反作用力，使衔铁开始吸合。在衔铁吸合过程中，随着的不断减小、的不断增大，FMD FMD。，衔铁便迅速运动到吸合位置。如果改变线圈电流极性，如图1一16(b）所示。则铁芯中电磁通D的方向随之改变，极靴处为N极。则在处D与M方向相反，磁通削弱，等于M一D；在处D与M方向相同，磁通加强，等于MD，当MDM一D时，FMD FMD，在FMD、衔铁重力、接点作用力的共同作用

19、下，衔铁返回到打落位里。 ZD6双动道岔控制电路的DBJ/FBJ选用的继电器为偏极型普通继电器JPXC-1000。偏极继电器的结构偏极继电器的磁系统与无极继电器基本相同，如图1一17所示。但铁芯的极靴是方形的，在方极靴下方用两个螺钉固定永久磁钢，使衔铁处于极靴和永久磁钢之间，受永磁力的作用偏于落下位置。由于永磁力的存在，衔铁只安装一块重锤片，后接点的压力由永磁力和重锤片共同作用产生。铁芯由电工纯铁制成，方形极靴是先冲压成型后再与铁芯焊成整体的。由于铁芯为方形极靴，衔铁也由半圆形改为方形，以增加受磁面积，降低气隙磁阻。永久磁钢由铝镍钴材料制成，其上部为N极，下部为S极。两线圈串联使用，接线方式同

20、无极继电器。接点系统与无极继电器完全相同，具有8QH接点组。（2）偏极继电器的工作原理偏极继电器的磁路系统由永磁磁路与电磁磁路两部分组合而成。如图3-5所示。永磁的磁通中M从N极出发，经第三工作气隙进入衔铁后分为两条并联支路：一部分磁通中M1经第一工作气隙进入方形极靴，然后直接返回S极；另一部分磁通M2穿过第二工作气隙进入轭铁，再经铁芯至方形极靴，返回S极。由于，所以M2M1，而M=M1十M2，故MM1。这样，处由M产生的永磁力FM远大于处由M1产生的永磁力，使衔铁处于稳定的落下位置。图2-5偏极继电器磁路及工作原理2.3 道岔表示变压器的选用ZD6双动道岔控制电路选用的道岔表示变压器为BD1

21、-7型变压器。（1）用途 BD17型道岔表示变压器用于电气集中道岔表示，电路中作为道岔表示电源的隔离变压器。（2）特点BD17型道岔表示变压器采用R型铁芯具有空载电流小、效率高、损耗小、质量轻、温升低、声嗓小等式优点。变压器采用继电器插座式，方便现场使用可连续长期、不间断使用。（3）电气特性表2-1容量VA频率Hz初级次级重量额定电压V空载电流A额定电压V额定电流A7502200.008A11065mA0.8kg原理图及端子使用说明 图2-6 BD1-7初级1-2 接220V电源，次级开路时其端电压的误差不小于额定值的5%，变压器负载时，其次级端子电压不应低于额定值的90%。（4）使用条件变压

22、器在下列使用条件下应可靠地工作a)周围空气温度4060b)空气相对湿度不大于90%（25）c)大气压力74.8106Kpa（海拔高度不超过2500m）d)振动频率为10500Hz，加速度全振幅9.8/S2e)周围无引起爆炸危险的有害气体。 本设计选用的是某站ZD6双动道岔，辙叉号为9号(50kg/m），道岔开向为左开，既道岔定位在直股自动开闭器为1、3闭合。 设计的ZD6道岔选用的组合为C1组合，C1组合为四线制普通道岔组合第3章 ZD6双动道岔控制电路实现本章结合设计ZD6双动道岔电路的图纸进行阐述。主要讲述ZD6双动道岔控制电路原理以及通过设计的图纸实现设备动作。道岔控制电路是道岔的转换以

23、电动机为动力源，包括道岔启动电路和道岔表示电路。给电动机供电的电路为道岔启动电路，道岔处于什么位置由继电器状态来反映，给继电器线圈供电的电路为道岔表示电路。室外的道岔实现解锁转换锁闭等一系列动作过程正是通过道岔控制电路得以实现的。图 3-1 ZD6双动道岔控制电路原理图3.1道岔控制电路的原理3.1.1、道岔启动电路应保证实现以下技术条件道岔区段有车时，道岔不应转换。此种锁闭作用叫做区段锁闭。进路在锁闭状态时，进路上的道岔都不应转换。此种锁闭作用叫做进路锁闭。在道岔启动电路已经动作以后，即使有车驶入该道岔区段也应保证道岔继续转换到底。道岔启动电路动作后，如果由于转辙机的自动开闭器接点接触不良或

24、电机故障，以至电动机电路不通时，应使启动电路自动停止工作复原，保证道岔不会再转换。为了便于维修试验，以及在道岔尖轨与基本轨之间夹有障碍物致使道岔转换不到底时应能使道岔转回原位。3.1.2四条控制线各线的作用X1 是向定位控制电动机动作和定位表示电路共用线；X2 是向反位控制电动机动作和反位表示电路共用线；X3 是表示电路专用回线；X4 是启动电路专用回线。3.2道岔启动电路构成原理道岔启动电路应满足如下条件：道岔区段有车时，道岔不应转换；进路在锁闭状态时进路上的道岔都不应转换；道岔启动电路已经动作以后，如果车驶入道岔区段，应保证转辙机能继续转换到底；道岔启动电路动作以后，如果由于转辙机的自动开

25、闭器接点或电动机的整流子与碳刷接触不良以致电动机电路不通时，应使启动电路自动停止工作复原，保证道岔不会再转换；尖轨与基本之间夹有障碍物致使道岔转不到底时，能使道岔转回原位，必须保证道岔无论转到什么位置都可随时使它向回转；道岔转换完毕，应自动切断电动机的电路。(1) 1DQJ电路励磁电路1）、轨道继电器DGJ前接点轨道继电器DGJ是反映本区段有无车辆占用的联锁继电器。当道岔区段无车占用时，DGJ吸起，表示本区段空闲，当区段在解锁状态时，通过控制台的操作，道岔可以被操作转换；当道岔区段有车时，DGJ落下，DGJ11-22断开切断道岔启动电路，使道岔不能转换。2）、允许操作继电器YCJ前接点。在DS

26、6-K5B计算机联锁系统里，YCJ吸起表示道岔可以进行操纵，YCJ平时在落下状态。当道岔区段有车时或进路在锁闭状态时，控制台操纵道岔，YCJ不会吸起，YCJ 32-31断开从而切断道岔启动电路，与DGJ配合对道岔实行进路锁闭和区段锁闭使道岔不能转换；当道岔区段空闲或进路在解锁状态时，控制台操纵道岔，YCJ吸起，YCJ 32-31接通配合DCJ或FCJ对道岔进行操纵，使道岔进行转换改变位置状态。3）、道岔定位操纵继电器和接点道岔反位操纵继电器接点。当排列进路时，需要进路上的道岔向定位转动则吸起，当进路上的道岔需要向反位转动时，吸起。4）道岔第二启动继电器第四组接点（141）反映道岔处在什么位置。

27、141142闭合，道岔处在定位。141143闭合道岔处在反位。5）向定位操纵道岔的操作方法为：控制台分别按下道岔总定位按钮和被操纵道岔号码，这时YCJ、DCJ吸起接通电路。YCJ吸起使电路有KZ电源输出，DCJ吸起使电路有KF电源输出。DQJ的励磁电路为：KZ-YCJ32-31-DGJ 11-12-DQJ 3-4线圈2DQJ 141-143-DCJ 21-22-KF。图 3-2 1DQJ电路励磁电路原理图1图 3-3 1DQJ电路励磁电路原理图2（6）向反位操纵道岔的操作方法为：控制台分别按下道岔总定位按钮和被操纵道岔号码，这时YCJ、FCJ吸起接通电路。YCJ吸起使电路有KZ电源输出，FCJ

28、吸起使电路有KF电源输出。DQJ的励磁电路为：KZ-YCJ32-31-DGJ 11-12-DQJ 3-4线圈2DQJ 141-142-FCJ 21-22-KF(2) 2 DQJ电路1）道岔向定位操纵时吸起后，DQJ跟着吸起。励磁电路为：KZDQJ31-32DQJ3-4线圈-DCJ21-22-KF。图 3-3 2DQJ电路原理图1道岔向反位操纵时吸起后，DQJ跟着吸起。励磁电路为：或KZDQJ41-42DQJ1、2线圈- FCJ21-22-KF。图 3-4 2DQJ电路原理图2（3）1DQJ自闭电路1）从定位向反位操纵（分首动动作电路和末动续操电路）1DQJ吸起，2DQJ转极后，1DQJ自闭电路

29、为：A 首动动作电路：DZ220RD31DQJ1、2线圈1DQJ11-122DQJ111-113X2A电缆盒2电动转辙机插接件-2自动开闭器11-12电机2、3线圈05-06插接件5A电缆盒5X41DQJ21-222DQJ121-123RD2DF220。B 末动续操动作电路：DZ220RD31DQJ1、2线圈1DQJ11-122DQJ111-113X2A电缆盒2电动转辙机插接件-2自动开闭器11自动开闭器21-22-插接件8A电缆盒8B电缆盒2插接件2自动开闭器11-12电机2、3线圈05-06插接件5B电缆盒5A电缆盒5X41DQJ21-222DQJ121-123RD2DF220。图 3-5

30、 1DQJ自闭电路原理图1图 3-6 1DQJ自闭电路原理图22)从反位向定位操纵（分首动动作电路和末动续操电路）1DQJ吸起，2DQJ转极后，1DQJ自闭电路为：A 首动动作电路：DZ220RD31DQJ1、2线圈-1DQJ11-122DQJ111-112X1电缆盒1电动转辙机插接件1自动开闭器41-42电机-1、3线圈05-06插接件5电缆盒5 -X4-1DQJ21-222DQJ121-122RD1DF220。B 末动续操动作电路：DZ220RD31DQJ1、2线圈1DQJ11-122DQJ111-112X1A电缆盒1电动转辙机插接件-1自动开闭器41自动开闭器31-32-插接件7A电缆盒7B电缆盒1插接件1自动开闭器41-42电机1、3线圈05-06插接件5B电缆盒5A电缆盒5X41DQJ21-222DQJ121-122RD1