CN110588715B - 动簧扳道器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动簧扳道器，包括箱体1，箱体1的两侧板上固定设有位于同一轴线上的短轴套8和长轴套12，长轴套12内插装有长轴14，长轴14外端连接手柄17，长轴14内端连接摆动臂4，短轴套8内插装有短轴9，短轴9内端连接从动臂13，短轴9外端旋拧有螺母24；摆动臂4和从动臂13之间安装摆动轴6，摆动轴6上安装关节轴承5，关节轴承5的杆端与连杆10一端连接，连杆10另一端穿出箱体1后安装连接哈叭11。本发明设计合理，扳道器结构紧凑，定位可靠，安装方便，便于操作，是对井下辅助运输系统设施的进一步完善和提高，具有很好的实际应用价值。

Description

动簧扳道器

技术领域

本发明涉及煤矿运输机械及加工技术领域，具体为一种应用于矿山井下轨道运输系统的动簧扳道器。

背景技术

道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，也是轨道的薄弱环节之一，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力，即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。道岔在铁路线路上起到重要作用。

目前，随着矿井轨道式运输操控系统标准逐步升级，对运输系统的操控设施更新规范升级改造提出了新的要求，安全、规范、控制可靠，操作方便，列为标准要求。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的应用于矿山井下轨道运输操作道岔的动簧扳道器。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种动簧扳道器，包括箱体，所述箱体的两侧板上固定设有位于同一轴线上的短轴套和长轴套，所述长轴套内插装有长轴，所述长轴外端连接手柄，所述长轴内端连接摆动臂，所述短轴套内插装有短轴，所述短轴内端连接从动臂，所述短轴外端旋拧有螺母；所述摆动臂和从动臂之间安装摆动轴，所述摆动轴上安装关节轴承，所述关节轴承的杆端与连杆一端连接，所述连杆另一端穿出箱体后安装连接部；所述箱体内安装光滑轴，所述光滑轴位于摆动轴上方、且与摆动轴在空间上垂直，所述光滑轴上安装直线轴承套，所述直线轴承套外安装套筒，所述套筒通过拉簧螺栓与活动弹簧一端连接，所述活动弹簧另一端连接于摆动轴的拉簧槽内。

道岔的作用是通过调节叉尖的开合位置，使得车辆左右换向，控制矿车的行车路线，扳道器是操控机构，是控制道岔的执行器件，此款器件-动簧扳道器工作原理过程，就是操作手柄通过转动轴（长轴）转动摆动臂后，位于摆动臂和从动臂之间的摆动轴随臂摆动，带动连杆和连接部运动，驱动道岔移动。该动簧扳道器根据道岔开合位移的工况要求，将摆动轴的旋转行程通过连杆及连接部铰接机构变为直线位移，完成对道岔的开合位移操控，起始点、终止点的定位通过摆动轴上的拉簧机构自行锁定。

本发明具有如下优点：

1、本发明结构采用滑套平移式动簧机构，动簧机构的特点是，活动弹簧的牵引端摆动，张力端沿导杆（光滑轴）滑动平移，进入工作时两个端点都按各自设定的轨迹作平动位移，导杆轴心线与摆动行程角的角平分线成垂直布置，可通过连杆将摆动端始点与道岔闭合位置对应，则必然有换向后的开合点就与摆动端的终点对应，实现行程联动。另外，滑套平移式动簧机构扭矩输出特性是，始点处最大，拐点处为零，终点处最大，且以正比的效果转变为道岔的贴紧力，与道岔所需的工况吻合，这样使弹簧力得到了充分的利用，大大提高了机构效率，移动式张力点与固定式张力点的效率比较，有了数倍增长，提高2~3倍。是对传统的旋转式拉簧机构的根本的改变。旋转式拉簧机构的牵引端摆动，张力端固定。由于受力方向的制约，弹簧力无法有效利用，效率极低，只有0.2~0.25。

2、摆动轴的结构设计采用双臂（摆动臂、从动臂）双支点结构。受力合理，阻力小。

3、动簧机构的滑套导杆布置在装置的顶端防水防污，占据良好的工作位置。

4、采用折叠式操作手柄，高度尺寸可伸可缩便于操作减低了设施占用高度。

5、滑套采用直线轴承使动簧机构更加灵敏轻便。

6、推拉连杆采用关节轴承更能适应道岔操作过程的空间曲线行程要求，传动自如，无憋卡障碍。

7、轴支座采用箱体组合式，使结构更加轻便。

本发明设计合理，扳道器结构紧凑，定位可靠，安装方便，便于操作，是对井下辅助运输系统设施的进一步完善和提高，具有很好的实际应用价值。

附图说明

图1表示该扳道器的俯视图。

图2表示该扳道器的截面示意图。

图3表示连杆处于收缩状态示意图。

图4表示连杆处于完全伸出状态示意图。

图5表示连杆处于中位状态示意图。

图中：1-箱体，2-箱体盖板，3-耳座，4-摆动臂，5-关节轴承，6-摆动轴，7-直线轴承套，8-短轴套，9-短轴，10-连杆，11-连接部，12-长轴套，13-从动臂，14-长轴，15-活动弹簧，16-拉簧螺栓，17-手柄，18-套筒，19-轴支座，20-支轴槽钢，21-光滑轴，22-销轴，23-拉簧槽，24-螺母，25-拉簧，26-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种人力手动操作的动簧扳道器，如图1、2所示，包括箱体1，箱体1主要由左右侧板、前后挡板、底板等构成，箱体1外四角固设有四个耳座3，箱体1上通过螺栓安装箱体盖板2，箱体的左侧板上设有短轴套8，其右侧板上设有长轴套12，长轴套12通过支轴槽钢20加固，短轴套8和长轴套12位于同一轴线上。箱体的前挡板上设有连杆通孔、轴支座孔，其后挡板上设有轴支座孔，前后挡板上的轴支座孔分别通过螺栓安装一组轴支座19。

如图1、2所示，长轴套12内插装有长轴14（转动轴），长轴14内端与摆动臂4上端轴孔相配后通过插销连接，摆动臂4摆动角度（优选为90度）。长轴14外端插入手柄17下端的轴套内通过插销固定，手柄17为折叠式，分为柄臂Ⅰ和柄臂Ⅱ，则手柄下部在折叠处的柄臂Ⅰ设有双耳销座，在折叠处柄臂Ⅱ设有单耳销座，双耳销座设有销孔，销孔内装有销螺栓与单耳销座铰接，构成折叠式，并于折叠处安装拉簧25，操作时展开（升起），结束操作后自行折回（落下）。手柄17的右端设有手柄手把。

如图1、2所示，短轴套8内插装有短轴9，短轴9内端与从动臂13上端轴孔插装连接，短轴9外端穿出短轴套8后通过旋拧螺母24紧固。摆动臂4和从动臂13的下端均设有轴孔，摆动臂4和从动臂13之间安装摆动轴6，使摆动轴6构成双臂双支点结构，长轴套12、短轴套8均匀受力，轴套压强小，旋转阻力小，操作省力。具体结构为，摆动轴6的右端头插入摆动臂4下端轴孔后通过旋拧螺母紧固，摆动轴6的左端头插入从动臂13的下端轴孔后通过插销固定。摆动轴6上安装关节轴承5，关节轴承5的杆端与连杆10一端连接，即连杆一端设有公螺纹，与关节轴承母螺纹孔连接，连杆另一端设有公螺纹，连杆10另一端穿过箱体1的连杆通孔后与连接部11上的母螺纹孔连接，（万向功能）适应了连杆传动时在空间轨迹的需要，使得传动过程灵敏轻便，无憋卡阻碍，效率高。连接部设有耳槽、耳板、销孔，销孔内安装耳销，耳销与连接螺栓的扁头体相连，连接螺栓的另一端螺栓杆体与道岔尖轨推拉板相连接，螺栓上部装配槽型螺母。

如图1、2所示，箱体1内安装光滑轴21（直线光轴），即光滑轴21两端安装于轴支座19内，轴支座的一只装在箱体前挡板的轴支座孔位，用螺栓连接，该轴支座下方设有顶丝耳座，顶丝耳座安装张紧顶丝调节活动弹簧15的力度，同理，轴支座的另一只装在箱体后挡板的轴支座孔位，用螺栓连接，该轴支座下方设有顶丝耳座，顶丝耳座安装张紧顶丝调节活动弹簧15的力度。滑轴21位于摆动轴6上方、且与摆动轴6在空间上垂直。光滑轴21上安装直线轴承套7，直线轴承套7内安装直线轴承，两端有轴用挡圈固定，直线轴承套7外安装套筒18，套筒18通过拉簧螺栓16与活动弹簧15上端连接，拉簧螺栓16安装在套筒18的双耳片内，活动弹簧15下端连接于摆动轴6的拉簧槽23内。摆动轴6摆动时，活动弹簧15跟踪摆动轨迹平移并伸缩，并保持在整个摆动行程中实现弹力恒力矩状态，以及拐点处的灵敏换向。

具体实施时，直线光轴（型号SF20×300）1根、轴支座（型号SHF20）2个、直线轴承（型号LM20）1个、拉杆端关节轴承（型号SI25T/K）1个，直接外购即可。

装配组合时，先将摆动臂、摆动轴、关节轴承、活动弹簧、从动臂依次组装，再将轴支座装在箱体上，之后将直线轴承套（滑套）、直线轴承组装，之后将滑套组件、直线光轴依次装入轴支座上，之后将从动臂装入短轴后再装入箱体上的短轴套内，加锁母紧固，之后将摆动轴穿入箱体的长轴套的同时装入摆动臂，装上插销固定，之后将手柄的轴套装入摆动轴外端，上插销固定，之后将手柄的两个柄臂（折叠处）上螺栓销固定，之后将连杆、连接部、连接螺栓依次组装后装在关节轴承上。之后将活动弹簧与滑套组挂接，之后将拉簧张紧顶丝装入顶丝耳并调节活动弹簧张紧力度。最后将箱体盖板装上，螺栓固定。

工作时，人扳动手柄摆动长轴（转动轴）进行左右摆动后，驱动转动轴随之转动，带动摆动轴和连杆驱动道岔移动。道岔的作用是通过调节叉尖的开合位置，使得车辆左右换向，控制矿车的行车路线，扳道器是操控机构，是控制道岔的执行器件，此款器件-动簧扳道器工作原理过程，就是操作手柄通过转动轴转动摆动臂后，摆动臂上的摆动轴随臂摆动，带动连杆件，驱动道岔移动。摆动轴同时还受控于滑动拉簧机构，滑动拉簧机构工作过程为，工作簧（活动弹簧）一端随摆动轴摆动，另一端沿滑套作直线平移，二者的运动轨迹设定在同一平面之内，当工作簧随摆动轴摆动时，其摆动端的轨迹为一圆弧线，另一端为一直线，两线间距线正是活动弹簧工作轨迹线，随摆动角的变化而变化，活动弹簧随之伸缩，储释弹性能，输出弹簧力，此机构具备合理的受力特性，输出力效率高，摆动端的滑套配用直线轴承，轻便灵活，高效，该机构的优点是弹簧力利用率高，移动式张力点与固定式张力点的效率比较，有了数倍增长，提高2~3倍。导杆（光滑轴）与摆动轴是按一定偏心距设计的，当摆动臂转动时，摆动轴相对活动弹簧的滑套的距离按旋转位置变化，选定最远点作为道岔移动行程中间点，再选该点的前后两个对称点作为道岔移动行程的始点、终点，根据中间点、始点、终点的距离相对拉簧导杆由长变短的轨迹，利用拉簧收缩功能实现定位锁紧。连杆在伸出或回缩状态下，均由活动弹簧自行锁紧，具体如图3所示，此时连杆处于回缩状态，可以确定为道岔移动行程的始点，直线轴承位于直线光轴一端，活动弹簧位置（位于图中左部）对摆动臂进行定位锁紧；如图4所示，此时拉杆处于伸出状态（摆动臂由图3状态经逆时针摆动90度后得到），可以确定为道岔移动行程的终点，直线轴承应位于直线光轴另一端（直线轴承由直线光轴上一端运动到另一端），活动弹簧位置（应位于图中右部，）对摆动臂进行定位锁紧；如图5所示，此时连杆处于中间状态，即摆动臂旋转45度后的中间状态，此时直线轴承应位于直线光轴中部，活动弹簧的位置则间于拉伸和回缩之间，处于最长拉伸状态。

此款动簧扳道器是应标准要求而研发设计的，针对轨型22~38kg/m的操控设施，具体适合煤矿井下各类窄轨道岔；单开道岔、对称道岔、渡线道岔、交叉渡线道岔、对称组合道岔。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims (6)

1.一种动簧扳道器，其特征在于：包括箱体（1），所述箱体（1）的两侧板上固定设有位于同一轴线上的短轴套（8）和长轴套（12），所述长轴套（12）内插装有长轴（14），所述长轴（14）外端连接手柄（17），所述长轴（14）内端与摆动臂（4）上端轴孔相配后通过插销连接，所述短轴套（8）内插装有短轴（9），所述短轴（9）内端与从动臂（13）上端轴孔插装连接，所述短轴（9）外端旋拧有螺母（24）；所述摆动臂（4）和从动臂（13）之间安装摆动轴（6），所述摆动轴（6）上安装关节轴承（5），所述关节轴承（5）的杆端与连杆（10）一端连接，所述连杆（10）另一端穿出箱体（1）后安装连接部（11）；所述箱体（1）内安装光滑轴（21），所述光滑轴（21）位于摆动轴（6）上方、且与摆动轴（6）在空间上垂直，所述光滑轴（21）上安装直线轴承套（7），所述直线轴承套（7）外安装套筒（18），所述套筒（18）通过拉簧螺栓（16）与活动弹簧（15）一端连接，所述活动弹簧（15）另一端连接于摆动轴（6）的拉簧槽（23）内。

2.根据权利要求1所述的动簧扳道器，其特征在于：所述箱体（1）内侧板位于长轴套（12）处设有支轴槽钢（20）。

3.根据权利要求1所述的动簧扳道器，其特征在于：所述手柄（17）为折叠式，并于折叠处安装拉簧（25）。

4.根据权利要求1所述的动簧扳道器，其特征在于：所述箱体（1）两侧设有耳座（3）。

5.根据权利要求1所述的动簧扳道器，其特征在于：所述箱体（1）上安装箱体盖板（2）。

6.根据权利要求1所述的动簧扳道器，其特征在于：所述光滑轴（21）两端分别通过轴支座（19）安装于箱体（1）上。