分体式道岔梁体及实现方法与流程

背景技术：

悬挂式空轨道岔根据转向架的不同分为走形面底面连续、与非连续两种。

走形面非连续道岔，其转向架上有稳定轮组、导向轮组，可通过其提供抗扭转力矩，在道岔设计允许单侧走行轮的短时踏空，该类型道岔主要应用于德国。道岔转辙驱动采用了较为标准的一台铁路转辙机，总的功率小于1kw。工作原理：通过铁路转辙机的动力作用分别推动中间回转芯轨的绕轴转动；前端梯形钢构架的伸缩旋回实现回转叉芯的转前解锁、到位锁闭。该型道岔仅适用于小运量、轴重较轻(3.5吨)的空轨系统。

走形面连续道岔，其转向架相对于上面无稳定轮组，不能通过其提供抗扭转力矩，在道岔设计时走行轮不可踏空，该类型道岔主要应用于日本，该型道岔仅适用于中等运量、轴重约(5吨)的空轨系统。该空轨道岔是将可动轨行走板直接重叠于道岔梁行走板之上，在道岔变线时可动轨行走板在道岔梁行走板上滑动，当车经过道岔时，由于左右两侧的高度差引起转向架倾斜和车体抖动，两侧行走板受力不均，道岔梁行走板磨损严重，而且会引起乘客不适。同时可动轨行走板与道岔梁行走板重叠，厚度增加，无法满足采用夹钳制动器制动的转向架车辆通行要求。

为克服走行面的高低差影响，同时满足夹钳制动器制动要求，有人提出了采用平推板修正的道岔技术，该技术采用分离驱动技术，总的电机数量达到了12台，同时道岔总体宽度达到了4米。上述直接导致道岔可靠性降低，车场难于布置。

目前已经有轨道交通车辆使用的车辆转向架无上侧安装的稳定轮组；走行轮由日本的直径1050mm的充气橡胶轮胎，变更为直径518mm的挂胶橡胶实心车轮，必须实现走形面连续、且无明显高差，同时满足与线路梁相同的吊挂安装要求。实现道岔宽度的窄型，运动机构、装置的联动，以满足线路的布置要求，降低控制系统的复杂程度，进而提高道岔使用可靠性。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种悬挂式单轨交通新型道岔的分体式梁体。

实现上述要求的结构方案包括：

道岔梁体采用分体制造、加工，并在试装时通过高强螺栓、拼接版相连接；随动轨(4-12)一端与上部芯轨(4-6)铰接；、修正轨(4-10)一端与下部芯轨(4-6)铰接。

梁体包括位于一端的道岔悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧板(2-5)、道岔梁趾端(2-6)；且梁体(1-1)中部采用双腹板连接结构，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接。

利用上述道岔梁体设计的悬挂式单轨交通系统走行面翻转修正式道岔，其由道岔梁体(1-1)、安装于梁体(1-1)上的芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)及所述芯轨(4-6)、随动轨(4-12)、修正轨(4-10)换位的转辙机构(1-2)、安装于梁体(1-1)两侧上的安全围栏(1-3)、安装于梁体(1-1)一侧的检修平台(1-4)以及控制系统组成；其特征是道岔梁体(1-1)采用分体制造、加工，并在试装时通过高强螺栓、拼接版相连接；随动轨(4-12)一端与上部芯轨(4-6)铰接；、修正轨(4-10)一端与下部芯轨(4-6)铰接。

所述转辙机构(1-2)包括：芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)；芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)为一个电动推杆机构，一个推杆连接于芯轨(4-6)、一个推杆连接于随动轨(4-12)，电动推杆机构的动力拉杆与芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)连接；芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)一端连接于所述芯轨上端部，另外一端通过所述拉杆与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)连接；随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)和随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)位于随动轨两侧部；直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)位于修正轨两侧部。

所述芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)由电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)、芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)、芯轨(4-6)、随动轨间回转装置(4-9)、修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)组成；电动推杆(4-1)的动力推杆与修正轨回转机构(4-2)连接，修正轨回转机构(4-2)通过两侧的连接杆与修正轨和随动轨连接；修正轨回转机构(4-2)中部转动杆通过拉杆与芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)连接，芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)通过芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)和芯轨与导槽连接装置(4-5)安装于芯轨(4-6)上；随动轨间回转装置(4-9)与梁体(1-1)相关安装，其中电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、安装与梁体(1-1)外部；芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)分别安装与梁体梁体(1-1)中部的上下位置处；修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)、随动轨(4-12)安装于梁体(1-1)内部。

所述芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)由横梁处四连杆机构(6-1)、横连杆(6-2)、电动推杆(6-3)、芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)组成；横梁处四连杆机构(6-1)与芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)中的随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)连接；芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)通过芯轴装置(4-7)和提升轴套(4-8)与芯轨上连接。

所述随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)采用两套相同的扣紧装置实现，所述扣紧装置由扣紧压板(7-1)、扣紧压板转轴(7-2)、连杆(7-3)、电动推杆(7-4)、扣紧装置底板(7-5)组成，扣紧装置底板(7-5)安装于梁体(1-1)上，其余各件相对于安装底板进行铰接。

直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)由曲翻转板(5-1)、曲翻转板支座(5-2)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板支座(5-6)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成；所述的支座均相对梁体固定安装；曲翻转板(5-1)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成与支座进行铰接。

实现原理：

工作原理(左开道岔由直线向侧线转位)：

1、控制中心通过远程的信号楼向道岔发出向左侧转辙的指令，道岔的控制装置接受指令，切断当前的位置表示信号。

2、负责直翻转板转动的电动推杆动作、让出芯轨转辙时的空间。

3、直线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的解锁。

4、芯轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的解锁。

5、负责回转芯轨、随动轨、修正轨的回转的电动推杆启动，回转芯轨、随动轨、修正轨动作，密贴检查器检查到位后，电动推杆停止工作。

6、负责曲线侧翻转板的电动推杆动作、翻转完成后实现走形面、导向面的连续。

7、芯轨、随动轨提升、下压装置电动推杆动作、实现芯轨的锁闭。

8、曲线侧随动轨扣紧压板在电动推杆作用下翻转、实现随动轨的锁定。

9、经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断后，向远程的信号楼发回到位信号。

道岔操作方法

作为线路中关键的设备，必须满足信号的要求，同时满足在特殊状态下的维护、操作要求，因此将道岔的操作有如下三种基本形式：

远程操作(信号与连动)-平时

道岔正常运转使用时，通过远程的信号楼完成道岔的操控，道岔接受转辙指令，通过道岔自身的控制系统完成转辙，并经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断后，向远程的信号楼发回到位信号。

现场按钮操作-维修检查时

道岔在维修检查时，通过向远程的信号楼发出现场操作的授权要求，并经过许可后；通过道岔自身的控制系统完成各分步的维修检查动作。

此时在两极限位置应能经过自身的密贴信号、到位行程开关的综合判断，向远程的信号楼发回位置信号。

现场手动操作-停电以及发生故障时

道岔在停电以及发生故障时，应能通过各驱动电机尾部的手柄完成相应的动作。

本发明的有益效果是：1、满足中等运量轨道悬挂式单轨交通系统需求(公司目前跟踪的项目技术需求，即车辆转向架无上侧安装的稳定轮组、走行轮为挂胶橡胶实心车轮、车辆轴重5吨)，实现走行面的连续，减少车辆与轨道间的相互作用；2、同时由于采用翻转板结构，道岔的横向尺寸相较平推式的会减少约30％，悬臂部分减少，有利于同等板厚条件下提升系统刚度、降低应力；同时便于车场的安装布置，减小车辆在车场换线的面积需求。3、道岔梁主体采用了拼接式结构，便于加工制造，有利于提升整体的质量水平。4、在芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)中采用机构联动，实现了单电动推杆驱动，减少了电机、控制系统元器件数量，有益于提高系统可靠性、可用性。

附图说明

图1为本发明道岔总体结构图。

图2为本发明梁体结构示意图。

图3为本发明转辙机构示意图。

图4为本发明中回转机构示意图。(增加了附图标记随动轨4-12)

图5为随动轨的直线侧扣紧装置、随动轨的曲线侧扣紧装置示意图。

图6直线侧翻转板装置和曲线侧翻转板装置示意图。

图7随动轨的直线侧扣紧装置、随动轨的曲线侧扣紧装置示意图。

具体实施方式

如图1，道岔主要由道岔梁体(1-1)、转辙机构(1-2)、安全围栏(1-3)、检修平台(1-4)、控制系统等组成。道岔梁体(1-1)为车辆运行支撑的主体结构，同时提供与立柱连接、机构安装的基础。为便于制造加工、采用分体制造、加工，试装时通过高强螺栓、拼接版相连接的结构。道岔梁中部采用双腹板连接结构满足下部强度、刚度设计指标，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接增强横向扭转刚度。其组成包括道岔的悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧(2-5)、道岔梁趾端(2-6)，如图2。

转辙机构(1-2)由芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)，如图3。其中由芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)由电动推杆(4-1)、修正轨回转机构(4-2)、芯轨、随动轨回转减速机构(4-3)、芯轨、随动轨回转摆臂导槽机构(4-4)、芯轨与导槽连接装置(4-5)、芯轨(4-6)、芯轴装置(4-7)、提升轴套(4-8)、随动轨间回转装置(4-9)、修正轨(4-10)、修正轨回转轴(4-11)组成，如图4。芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)由横梁处四连杆机构(6-1)、横连杆(6-2)、电动推杆(6-3)、芯轴处四连杆机构(6-4)、芯轴提升板(6-5)组成，如图6。随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)采用两套相同的扣紧装置实现，该扣紧装置由扣紧压板(7-1)、扣紧压板转轴(7-2)、连杆(7-3)、电动推杆(7-4)、扣紧装置底板(7-5)组成，如图7。直线侧翻转板装置(3-5)和曲线侧翻转板装置(3-6)由曲翻转板(5-1)、曲翻转板支座(5-2)、曲翻转板连杆(5-3)、电动推杆(5-4)、直翻转板(5-5)、直翻转板支座(5-6)、直翻转板连杆(5-7)、电动推杆(5-8)组成，如图6。

道岔梁体

道岔梁体(1-1)为车辆运行支撑的主体结构，同时提供与立柱连接、机构安装的基础。为便于制造加工、采用分体制造、加工，试装时通过高强螺栓、拼接版相连接的结构。道岔梁中部采用双腹板连接结构满足下部强度、刚度设计指标，走行面下部为工字梁框架连接结构，道岔内上部横连顶板为断续连接增强横向扭转刚度。其组成包括道岔的悬吊装置(2-1)、道岔梁跟端(2-2)、分体间拼接板(2-3)、道岔梁中直线侧(2-4)、道岔梁中部曲线侧(2-5)、道岔梁趾端(2-6)。

道岔的转辙机构包括：芯轨、随动轨、修正轨的回转装置(3-1)、芯轨、随动轨提升下压装置(3-2)、随动轨的直线侧扣紧装置(3-3)、随动轨的曲线侧扣紧装置(3-4)、直线侧翻转板装置(3-5)、曲线侧翻转板装置(3-6)，计6套相互独立的机构。

翻转板装置

翻转板的功能在于非工作时芯轨提升阶段留出空间，同时工作状态提供导向、稳定轮的接触要求。翻转板的机构采用四连杆、可伸缩摇杆机构进行驱动，同时利用四杆机构的死点实现机构的锁死。

芯轨提升下压装置芯轨提升下压装置功能在于实现芯轨的解锁、锁闭，同时实现芯轨转换过程的悬空运转。芯轨提升下拉装置共有两处作用点，分别位于回转芯轴处及芯轨远端处，其中芯轨转轴处在顶部开长圆孔，满足平行四边形机构运动空间要求；芯轨远端处通过平行四边形机构提升与芯轨的连接横梁。上述两部位均由相互滑移的作用副。

芯轨和修正轨的回转装置

芯轨和修正轨的回转装置功能在于实现芯轨的回转、芯轨随动端部密贴。芯轨和修正轨的回转机构采用多套连杆机构的混合连接转动实现，其特点在于连杆强度好、动力机构简单，在完成调试后可长期稳定的工作。

芯轨的回转通过曲臂滑槽机构实现，该机构自身有加减速的功能，可以减轻运转过程的冲击，延长机件寿命。同时为使驱动连杆受力较好，采用了可实现摆动角度放大的一级齿轮机构。连杆与齿轮的连接均使用关节轴承，满足运转过程的自由度要求。修正轨的回转通过两侧分别安装的空间4连杆机构实现，连杆与齿轮的连接均使用关节轴承，满足运转过程的自由度要求。

芯轨与随动轨间回转装置

芯轨回转过程中，在随动轨与梁体接触后，随动轨与芯轨会出现小角度的转动，该转动位置由于空间小，无法安装相应的机构进行驱动，在该部位安装磨檫离合器，通过该离合实现随动轨与芯轨转动，离合力的大小通过弹簧进行调整，离合片有国内专业厂家进行制造，保证使用寿命。

随动轨的扣紧装置

芯轨与随动轨回转完成后为保证通车安全需要进行锁定，本方案随动轨与梁体采用扣紧压板装置进行锁定，锁定装置的动力采用微型电动推杆，机构内设置运动机械死点，保证锁定的可靠。