ZD6型电动转辙机四线制道岔控制电路工作原理探究

田丽艳，王成娟

(1.吉林省经济管理干部学院，吉林长春，130012；2.中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段，山东青岛，266031)

1 引言

众所周知，列车在钢轨线路上运行，由于线路有分支，才能进行转线作业，道岔使列车从一条线路转换到另一条线路。那么道岔是如何转换的呢？通过转辙机提供动力带动道岔动作，转辙机是道岔的转换锁闭设备，使道岔尖轨位置发生改变并给出道岔状态的表示。

目前我国城市轨道交通中使用最为广泛的是ZD6型电动转辙机[1]，它是直流转辙机，由直流220伏电源供电，锁闭方式为内锁闭。ZD6型电动转辙机具有A、D、E、J等派生型号，其中，ZD6-A型电动转辙机是ZD6系列电动转辙机的基本型号，其他型号都是在基本型的基础上改善发展起来的。

2 ZD6型电动转辙机结构

ZD6型电动转辙机主要由电动机、减速器、摩擦连接器、自动开闭器、移位接触器、表示杆、动作杆、主轴、齿条块、锁闭齿轮、壳体等部件组成。ZD6型转辙机的结构如图1所示：

图1 ZD6型转辙机结构图

1)电动机是转辙机的核心部件，当给电动机通以直流220伏电源时，电动机产生动力转动，通过齿轮、动作杆等一系列装置，驱动道岔向定位或反位转换。要求电动机必须具备足够大的功率，以此获得较大的转矩和转速。电动机一般采用DZG直流电动机，它是直流、串激、短时、可逆的电动机，主要由定子绕组、转子绕组、换向器、碳刷、外壳等组成。通过改变电动机定子绕组或者转子绕组的电流方向，可实现电动机正转或反转。

2)为了得到较大转矩来带动道岔转换，需要设置减速器进行降速。减速器的作用是降低转速，增大转矩，完成传动。ZD6型电动转辙机的减速器由两级齿轮组成。第一级为定轴传动外啮合齿轮，它是小齿轮带动大齿轮，减速比为103:27。第二级为渐开线内啮合行星传动式减速器，减速比为41:1，总的减速比为103/27×41/1=156.4。外齿轮有41齿，内齿轮有42齿，因此，当内齿轮做一周偏心运动时，外齿轮反方向旋转一齿的角度，带动输出轴逆时针方向旋转，达到减速目的。

3)摩擦连接器由弹簧和摩擦制动板组成，构成输出轴与主轴之间的摩擦连接。它有两个作用：一，保护电动机，防止电动机突然停转，导致因电流过大而烧坏；二，吸收转动惯量，当道岔转换过程中尖轨受阻时，摩擦连接器会消耗电机多余的动能，防止电动机的转动惯性过大，使内部机件受到撞击或毁坏。摩擦连接器的松紧可以通过调整螺母来实现，调整过紧会失去摩擦联结作用，损坏电动机和机件，过松则不能正常带动道岔转换。标准是1.3-1.5倍的额定电流。

4)启动片作为减速器和主轴的传动媒介，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，在旋转时可自动补偿两轴不同心的误差。同时，启动片还能够与速动片配合，对自动开闭器的动作起到控制作用。

5)主轴由主轴套、止挡栓、轴承等部件组成。由输出轴通过启动片带动主轴旋转，主轴上安装有锁闭齿轮，主轴通过锁闭齿轮和齿条块相互配合，将转动变为平动，通过动作杆带动尖轨运动，并完成锁闭作用。

6)转换锁闭装置由锁闭齿轮和齿条块组成，作用是将转动化为平动，通过动作杆带动尖轨运动，并且转换到位后进行内部锁闭。电动转辙机每转换一次，锁闭齿轮与齿条块要完成解锁、转换、锁闭三个过程，所以，锁闭齿轮和齿条块是转辙机最核心的装置。

7)动作杆是转辙机的最后执行部件，一端与道岔的密贴调整杆相连，带动道岔的尖轨运动，另一端通过挤切削与齿条块相连。正常动作时，齿条块带动动作杆。挤岔时，挤岔力超过挤切削的承受能力，挤切削被折断，使动作杆与齿条块快速分离，避免了转辙机内部机件损坏。

8)自动开闭器相当于开关，由机械联动机构与接点开关系统组成。它可以正确及时的反映道岔尖轨的位置，并实现电动机控制和挤岔表示。自动开闭器通过表示杆与尖轨相连，表示杆随着尖轨移动，只有当尖轨密贴并锁闭之后，才能接通道岔表示电路，并且断开道岔转换电路。当道岔被挤或者处于四开位置，通过自动开闭器的断开使道岔断开表示。解锁时，由自动开闭器的接点断开原表示电路，接通准备反转的动作电路。锁闭后，由自动开闭器的接点断开电动机的动作电路，接通道岔表示电路。

9)表示杆与道岔表示调整杆相连，随道岔动作。表示杆的作用是检查尖轨是否密贴以及道岔处于定位还是反位[2]。表示杆由前、后表示杆及两个检查柱组成。为确保表示杆正确反映系统的移位，检查尖轨是否密贴，不密贴时，自动开闭器的检查柱无法落入缺口，接点转换无法完成，并给出故障表示。当自动开闭器的检查柱落入表示杆的缺口之中，接通表示电路。挤岔时，表示杆被推动，顶起检查柱，从而断开表示电路。

10)移位接触器的作用是监督挤切削的受损状态，当道岔被挤或挤切削被折断时，移位接触器会断开道岔表示电路并报警。

11)挤切削分为主销和副销。两挤切削将动作杆和齿条块连在一起。正常转换时，带动道岔运动。挤岔时，主、副挤切削先后被切断，动作杆和齿条块分离，避免转辙机主要机件被损坏。

12)安全接点又称为遮断器，位于电动机一侧，作用是断开电动机的电路，保证维修安全。正常使用时，安全接点接通，检修时，安全接点断开。只有打开遮断器，才能插入手摇把，通过人工方式转换道岔或者打开转辙机的机盖进行检修。

13)外壳用于固定各部件，防止器件受损坏和雨水、尘土等的侵入。

3 ZD6型电动转辙机整体动作过程

ZD6型电动转辙机整体动作过程包括解锁、转换、锁闭三个过程[3]。

(1)电动机得电旋转(启动、解锁)；

(2)电动机通过齿轮带动减速器转动(开始转换)；

(3)减速器的输出轴通过启动片带动主轴；

(4)锁闭齿轮在主轴上，随主轴旋转；

(5)锁闭齿轮转动会拨动齿条块，齿条块与动作杆相连，使动作杆带动道岔尖轨水平运动；

(6)当道岔转换到位，密贴后锁闭，并接通表示电路；

(7)转换过程中，通过自动开闭器的接点完成电动机控制和道岔位置表示。

4 ZD6型电动转辙机四线制道岔控制电路工作原理

ZD6型电动转辙机的控制电路为四线制道岔控制电路，采用分级控制方式，首先，第一道岔启动继电器1DQJ检查联锁条件。然后，第二道岔启动继电器2DQJ控制电动机转动方向。最后，直流电动机转换电流方向。如图2所示，表示道岔由定位转向反位：

图2 四线制道岔控制电路

4.1 DQJ励磁电路

道岔从定位转向反位时，通过操纵按钮或由进路命令控制FCJ励磁，接通1DQJ励磁电路：KZ—SFJ52-51—DGJ31-32—1DQJ3-4—2DQJ141-142—FCJ21-22—KF

4.2 DQJ转极电路

1DQJ励磁后，利用其第四组接点接通2DQJ转极电路：KZ--1DQJ41-42—2DQJ2-1—FCJ21-22—KF

4.3 电动机转动(1DQJ自闭电路)

2DQJ转极后，利用1DQJ的1-2线圈构成自闭电路，即电动机转动电路：DZ220—RD3—1DQJ1-2—1DQJ12-11—2DQJ111-113—自动开闭器11-12—电机定子2-3—电机转子3-4—遮断器05-06—lDQJ21-22—2DQJ121-123—RD2—DF220

电动机带动道岔尖轨进行转换，并带动自动开闭器动接点动作(由1、3排接点闭合变为2、4排接点闭合)，断开道岔定位表示。

4.4 反位表示继电器FBJ励磁电路

当道岔转换到反位并且密贴以后，自动开闭器断开1DQJ自闭电路，1DQJ失磁落下，利用其后接点接通反位表示继电器励磁电路：DJZ220—RD4—变压器BB—FBJ1-4—2DQJ133-131—lDQJ13-11—2DQJ111-113—自动开闭器11—自动开闭器21-22—二极管08—07—自动开闭器32—自动开闭器23-24—移位接触器01-02—自动开闭器43-44—电阻R—BB—DJF220

当道岔转换完毕，室内设备采集DBJ、FBJ状态，将道岔实际位置反映到控制台或显示器，以便操作人员对信号设备进行监督和控制[4]。道岔表示电路只能用道岔定位/反位表示继电器的吸起来反映道岔的位置，不能用一个继电器的吸起和落下来表示道岔的两种状态。

若外线混入外电源，用BB变压器隔离，不构成回路，可以防止误动。若电容C被击穿，则DBJ和FBJ被C短路，不会励磁吸起。若C的引线断线，则DBJ和FBJ将会颤动，表示灯闪光。

道岔控制电路分为道岔启动电路和道岔表示电路，表示电路和启动电路共用X1、X2线，用1DQJ来区分。1DQJ吸起——启动电路工作，1DQJ吸起，道岔开始转换，电路为启动电路。1DQJ落下——表示电路工作，1DQJ落下，道岔静止不动，处于定位或反位状态，电路为表示电路。

5 结语

本文首先对ZD6型电动转辙机的结构进行简单介绍，在此基础上探讨研究了ZD6型电动转辙机整体动作过程和四线制道岔控制电路的工作原理。通过对ZD6型电动转辙机的启动电路和表示电路进行分析，为转辙机的故障判别提供有效依据，为故障的及时处理赢得宝贵时间，为城市轨道交通安全、平稳、有效的运行提供了有力保证。