ZYJ7转辙机外锁闭装置磨耗影响分析

ZYJ7转辙机外锁闭装置磨耗影响分析

陈劲松

  佛山市地铁运营有限公司  528000

一、背景与意义

（一）背景介绍

道岔是城市轨道交通中不可缺少的组成部分，它是列车的方向盘，引导着列车由一条股道转向另一股道，同时道岔作为地铁运输生产的重要设备，担负着地铁安全运行的关键。其中外锁闭装置作为将密贴基本轨与尖轨直接进行锁闭的器件因稳定可靠、结构紧凑、调整简单、减少过车冲击等优点已广泛应用于我国地铁线路上，已成为道岔重要组成设备之一，外锁闭装置在每一次转换道岔位置时，都要进行解锁-转换-锁闭的过程，锁钩与锁闭铁、锁钩与锁闭杆、锁闭杆与锁闭框等之间均会有相对机械运动。外锁闭装置部件的润滑效果直接影响到转换道岔, 因此维护时都把对道岔外锁闭摩擦副的润滑工作摆在首要位置, 并特别制定了维护管理制度。

（二）意义

目前针对ZYJ7道岔外锁闭装置的锁钩与锁闭铁磨耗情况，缺少准确的测量手段和工艺标准，现场检修人员只能凭经验进行锁钩与锁闭铁的磨耗更换。如果ZYJ7道岔外锁闭装置的锁钩与锁闭铁磨耗过大，会导致道岔外锁闭装置的卡阻而发生道岔故障，影响运营安全，存在严重的安全隐患。因此，及时测量和更换磨耗过大的锁钩、锁闭铁，可减少道岔故障的发生，保障运营安全。本文本重点介绍外锁闭装置，从组成部件到关键磨耗面，旨为信号维保人员提供提供方法和理论依据。

二、ZYJ7外锁闭装置部件介绍及磨耗位置分析

佛山地铁3号线首通段道岔均采用9号岔ZYJ7转辙机，道通断全线共64组道岔，折返站的镇安站和顺德学院站它们是来回操动次数最多的道岔，高频率的操动以及高频率的过车，加剧了各部件间的相对运动，易造成了磨耗。外锁闭装置的磨耗主要集中于锁钩和锁闭铁，其他部位目前影响不大，锁钩和锁闭铁的长时间磨耗累积会对道岔的功能、安全性产生严重的影响。在日常维保过程中，信号人员高度重视维护保养工作，需对其进行半月检，完成常规保养后均会在主副机锁钩上表面、动作杆注油孔等地方涂上机油，减小操岔过程中的摩擦力，降低磨耗。

（一）外锁闭装置部件介绍

表2-1为外锁闭装置组成各部件，主体部分由锁闭铁、锁钩、调整片、锁闭框、尖轨联结铁、锁闭杆等组成。

表2-1  外锁闭装置组成部件

（二）外锁闭装置工作原理

图2.1为钩型外锁闭装置的工作原理

当道岔左侧尖轨密贴时，左侧锁钩的头部被锁闭杆左边的凸起顶住而使锁钩不能向下转动，所以锁钩头部斜面与左侧锁闭铁密贴后，锁钩也不能向右移动，即尖轨也不能向右移动，这样就把左侧尖轨锁闭在密贴位置。而右侧锁钩头部上平面与右侧锁闭铁下平面密贴，锁钩下部的缺口被锁闭杆右凸起卡住而不能左右移动，从而把右侧斥离轨锁闭在规定开口位置。锁闭杆在转辙机动作杆的作用下，由左向右移动，锁闭杆右凸起带动右侧锁钩并通过尖轨连接铁，使斥离尖轨向密贴方向移动，同时，锁闭杆左凸起滑行至左侧锁钩缺口，到达如图2.1“B”的位置，左侧锁钩头部与锁闭铁是斜面接触，所以当动作杆继续向右移动时，左侧锁钩头部会沿斜面下滑，直至滑出左侧锁闭铁斜面，同时，锁闭杆左凸起完全插入左侧锁钩缺口，密贴尖轨解锁 （如图2.1C所示)。两尖轨同时移动时，右侧尖轨密贴，然后锁闭杆继续向右移动，由于尖轨已经密贴右侧锁钩不能继续右移，锁闭杆右凸起将通过与锁钩的接触斜面把锁钩头部向上推起，直到右侧锁钩头部斜面与右侧锁闭铁斜面完全密贴，达到锁闭状态(如图2.1D所示)。当右侧尖轨锁闭完毕时，左侧尖轨尚未达到规定开口，锁闭杆将继续右移，通过左侧锁钩带动左侧尖轨到达规定位置，同时锁闭杆右凸起沿右锁钩头部下平面滑行，完成尖轨的锁闭量，托住右锁钩头部，使其不能下转保证右锁钩与右锁闭铁完全锁闭，从而把右侧尖轨锁闭在密贴位置（如图2.1E所示)。至此，外锁闭完成了一个道岔的解锁、转换、锁闭过程。

（三） ZYJ7外锁闭装置磨耗位置分析

图2.2为外锁闭装置在锁闭状态示意图，图2.3为其解锁状态示意图，图2.4为尖轨联结铁结构示意图，可以看出尖轨外锁闭装置的磨耗部位包括：锁闭铁锁闭斜面、锁钩锁闭斜面、锁钩锁闭平面、锁闭杆凸台上摩擦面、锁闭杆下摩擦面、锁闭框（挡板）摩擦面、尖轨联结铁孔（两处）、销轴接触面（三处）、锁钩衬套等。

图2.2 锁闭状态示意图

图2.3 解锁状态示意图

图2.4 尖轨联结铁示意图

（1）锁钩磨损分析

锁钩磨损面主要为锁钩锁闭斜面、锁钩槽外摩擦面、锁钩槽内摩擦面、锁钩衬套和锁钩锁闭（上下）平面五个面，下面将逐一进行磨损分析。

图2.5为锁钩锁闭的斜面，在道岔动作过程中，锁钩与锁闭铁会有相对机械运动导致摩擦产生，以及过车过程中，锁钩受钢轨振动引起相对碰撞磨耗。

图2.5锁钩锁闭斜面

图2.6为锁钩槽外斜面，在道岔动作过程中，锁钩斜面与锁闭杆凸台有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.6锁钩槽外摩擦面

图2.7为锁钩槽内摩擦面，在道岔动作过程中，锁钩斜面与锁闭杆有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.7锁钩槽内摩擦面

图2.8为锁钩衬套，在道岔动作过程中，锁钩内孔与销轴存在相对转动，会导致摩擦产生，造成磨损。

图2.8 锁钩衬套

图2.9为锁钩锁闭上平面磨损，在道岔动作过程中，锁钩上表面与锁闭铁有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.9锁钩锁闭上平面

（2）锁闭铁磨损分析

锁闭铁磨损面主要为锁闭铁锁闭斜面。图2.10为铁锁闭锁闭面，在道岔动作过程中，锁闭铁锁闭面与锁钩锁闭斜面有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.10 游标卡尺测量示意图

（3）锁闭杆磨耗分析

锁闭杆磨损面主要为锁闭杆下摩擦面、锁闭杆凸台上摩擦面、锁闭杆凸台推斜摩擦面、锁闭杆凸台拉摩擦面、锁闭杆侧面摩擦面和锁闭杆斥离位置时与锁钩摩擦面六个面，下面将逐一进行磨损分析。

图2.11为锁闭杆下摩擦面，在道岔动作过程中，锁闭杆下表面与锁闭框支撑面有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.11 锁闭杆下摩擦面

图2.12为锁闭杆凸台上摩擦面，在道岔动作过程中，锁闭杆凸台面与锁钩有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.12 锁闭杆凸台上摩擦面

图2.13为锁闭杆凸台推斜摩擦面，图2.14为锁闭杆凸台拉摩擦面，在道岔动作过程中，锁闭杆凸台左右面均与锁钩有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.13 锁闭杆凸台推斜摩擦面

图2.14 锁闭杆凸台拉摩擦面

图2.15为锁闭杆侧面摩擦面，在道岔动作过程中，锁闭杆侧面与锁闭框导向侧面有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.15锁闭杆侧面摩擦面

图2.16为锁闭杆斥离位置时与锁钩摩擦面，在道岔动作过程中，锁闭杆凸台左右面均与锁钩有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.16锁闭杆斥离位置时与锁钩摩擦面

（4）锁闭框磨耗分析

锁闭杆与锁闭框的磨耗会增大两者之间的摩擦力，进而提升道岔在转换过程中的阻力，可能出现道岔转换不到位、转换后不进行锁闭等问题，长时间超标磨耗会影响其使用寿命。锁闭框磨损面主要为锁钩框支撑面和导向侧面。

图2.17为锁钩框支撑面，在道岔动作过程中锁钩框支撑面与锁闭杆有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.17锁钩框支撑面

图2.18为锁钩框导向侧面，在道岔动作过程中锁钩框支撑面与锁闭杆有相对机械运动导致摩擦产生，造成磨损。

图2.18锁钩框导向侧面

三、外锁闭装置磨耗的影响

（一）外锁闭装置磨耗对尖轨密贴的影响

当锁钩和锁闭铁磨耗以后，密贴将会变松，缺口将会产生偏移（锁闭杆推磨面假设很小不影响）。如磨耗量比较小，不会产生直接影响；如长时间磨耗较大，将尖轨不密贴对行车产生危害，道岔缺口偏移可能造成卡缺口。

（二）外锁闭装置磨耗对双机同步性的影响

当锁钩和锁闭铁磨耗以后，锁闭量（锁钩底部与锁闭杆凸台接触面重叠的长度）将会变大（锁闭杆推磨面假设很小不影响）。如磨耗严重，将会加剧双机不同步性，造成锁钩和锁闭铁磨耗加剧，甚至产生锁钩和锁闭铁卡阻，道岔输出转换力不平稳或波动加大，影响电机性能和摩擦联接器性能等。

（三）外锁闭装置磨耗对转辙机整体性能的影响

当锁钩和锁闭铁磨耗以后，密贴将会变松，列车过道岔时将会产生较大的钢轨振动（锁闭杆推磨面假设很小不影响）。钢轨振动的加剧，会对转辙机性能产生极大影响，如遮断开关和速动开关组接点问题、锁钩和锁闭铁碰撞磨损、表示杆叉形接头断裂、其他部件断裂和松动等。因此，必须保证锁钩和锁闭铁磨耗不对道岔振动产生太大影响。

四、应对措施

针对上述外锁闭装置存在的磨损问题，目前信号维保人员主要以每次半月检进行卫生清洁和涂机油或者夜班值班人员请点下站巡视并进行涂油预防。为优化维保模式和减少人工作业的风险，建议措施如下：

（一）定期对道岔外锁闭装置进行注油。外锁闭装置的磨损主要集中在锁闭铁和锁钩上，适时地给外锁闭摩擦副加入适量的润滑油, 将大大减少维护工作量。

（二）定期进行外锁闭装置各磨损面的测量，检测关键磨损面的情况是否超标，做好数据积累，以便为后续的使用寿命做预测。

（三）做日常检修保养时，重点检查锁钩锁闭面的接触痕迹是否均匀、锁钩在轴上是否有移动痕迹、锁闭杆在锁闭框中左右是否有旷量，锁钩的锁闭面、锁闭铁的锁闭面与锁钩轴三者是否同一平行线上等，可根据实际进行调整，以达到最佳状态，减少磨耗。

五、总结

本文重点介绍了外锁闭装置的组成，阐述了ZYJ7转辙机动作时外锁闭装置锁钩与锁闭铁磨耗情况，确定了锁闭铁、锁闭杆、锁闭框和锁钩等部件磨损面及相关应对方法，为信号人员维护保养提供了方法，检修过程中精准找到设备隐患。