可变限界停车防溜器的制作方法

本发明涉及铁路安全设备领域，具体说是一种可变限界停车防溜器，其主要适用于发线防溜，也可用于编发线、调车线、货物线、段管线及专用线，作为取代人工的停车防溜设备。

背景技术：

随着铁路技术的快速发展，车辆的起动阻力和走行摩檫阻力明显减小，使停留车辆发生自动溜逸的机会明显增多。如果防溜措施不当，很容易造成挤岔子、撞车等事故。若溜入区间其后果更为严重。根据《技规》规定，站线坡度不超过1.5‰，而原《技规》规定，站线坡度不超过2.5‰。目前即有站线坡度在1.5‰至2.5‰之间的为数不少。如果进行改造，困难很大，而且需要巨额投资。在目前铁路资金紧张的情况下更难以解决。有些车站，由于自然条件的限制，根本无法进行改造。因此，在2.5‰~1.5‰坡度的站线上，如何防止到发线停留车列的溜逸事故，是一个亟待解决的问题。传统的拧闸、下铁鞋、设防溜枕木等方法，可靠性较差，远远不能满足安全生产的要求。研制一种安全可靠，操纵方便，又能自动锁闭的防溜设备，对解决到发线防溜问题，是一条投资少、见效快的有效途径。对保证行车安全、防止车辆溜逸的惯性事故，有着十分重要的意义。

现有的停车防溜器主要包括三种：1）铁鞋式停车防溜器，该防溜器的优点是结构简单，造价低，属于被动式防溜。由于安装与停车位置的限制，要等车辆溜逸后才能对车辆制动。每次溜逸后都需要人工恢复，使用起来比较麻，并且占用股道的有效长度。2）可控停车顶，该防溜器将用于编组线的减速顶经过改进后用于车辆防溜。但是，其制动能力较小，在列车高速通过时冲击较大，设备易损坏，并且维修比较复杂。3）可控停车器，其主要包括三种，第一种是液压能耗制动式，第二种是弹簧制动液压缓解式，第三种是电动停车器，由于使用方便的特点，现已广泛应用于我国铁路驼峰编组场尾部。但是，这三种停车器的共同特点是高度（限界）不能升降，因此会限制本务机车通过，不能用于到发线的停车防溜，其使用范围受限。

如申请公开号为CN102501885A公开的“一种液压停车防溜器”，该技术方案中，每组制动节设有撑臂，撑臂布置在制动节的两端，撑臂上部设有制动轨间距调整螺栓，下部通过销孔和撑臂座连接，撑臂座固定在底梁上，撑臂底部座落在导轨上；制动弹簧安装在撑臂和制动弹簧内挡板之间，制动弹簧内挡板通过制动弹簧连接螺栓与撑臂连接，油缸布置在两制动弹簧内挡板之间，两端通过连杆和制动弹簧内挡板铰接，且油缸两头传动销孔中心连线平行基本轨；液压站通过管路与油缸相连。通过油缸平行基本轨布置，利用连杆死点来传递制动力，克服了缓解不彻底导致无谓消耗机车动能和过度磨损设备的不利影响。主要用于调车场驼峰尾部停车制动。可见该技术方案缺少升降机构，无法实现限界的变化。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可变限界停车防溜器，从根本上解决了现有可控停车器限界不能自由升降，限制本务机车通过，导致使用范围受限的问题。其具有结构简单紧凑、使用方便快捷、维护成本低、使用寿命长、故障率低等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该可变限界停车防溜器包括制动轨、支臂组件、伸缩机构以及驱动机构，其技术要点是：所述支臂组件包括设置在基本轨底部的支撑梁、一对设置在支撑梁上的通过升降连杆机构升降的支臂、分别设置在支臂上的制动轨、分别铰接在各支臂上的相互铰接的伸缩连杆I和伸缩连杆II、设置在一侧以上支臂上的弹簧组件；升降连杆机构包括两套设置在支臂与支撑梁之间的升降连杆I和升降连杆II。

为保证停车防溜器的稳定运行，保证两侧支臂（制动轨）运动的同步率，在所述升降连杆机构上设有主要用于使两侧支臂同步运动的齿轮齿条机构，齿轮齿条机构包括分别设置在两侧支臂底部的同步齿轮、与其中一侧同步齿轮啮合的齿条I、与齿条I同时同向运动的齿条II、与齿条II啮合的同步介轮、与同步介轮啮合的另一侧同步齿轮。

为驱动支臂的运动，以控制制动轨的升降，所述伸缩机构包括分别设置在驱动机构两端与驱动机构驱动方向相同的连杆，连杆与支臂组件的输入端相连。

避免当停车防溜器处于制动或缓解位置时，没有正确的控制信号，设备发生误动作，伸缩机构末端设有锁闭机构，所述锁闭机构包括锁闭器缸体、位于缸体内的设置在连杆末端的锁闭器活塞、通过拨杆联动板与锁闭器活塞同向设置的行程开关拨杆、与行程开关拨杆相对应的若干行程开关。

为提高防溜器的制动能力，同时使结构更为紧凑，所述弹簧组件包括设置在弹簧座上的弹簧杆、设置在弹簧杆上的内弹簧和外弹簧。

为将电动机的旋转运动转化为线运动，所述驱动机构包括电动机、设置在电动机输出端的滚珠丝杠、与丝杠相配合的滚珠螺母、设置在滚珠螺母上的丝杠内套、分别设置在丝杠内套和电动机端的用于沿基本轨方向移动的导向轮组件。

为不影响停电状态下停车防溜器的正常使用，通过人力代替电动机驱动支臂的运动，所述电动机的输出端键合有伞齿轮，伞齿轮上啮合有手柄。

本发明的有益效果： 采用主动静态防溜制式，通过弹簧加压、非重力式、电机驱动的内侧双轨条制动方式。无需安装基础，可直接安装在线路的基本轨上，通用性强，安装简单。在车辆处于静止状态时即实施制动，避免车辆自行起动造成溜逸。采用电动机直接驱动，结构简单、故障率低、维修方便、节约运营成本；采用滚珠丝杠及连杆机构传动，机械效率高、节省能源；采用平行双曲柄式升降机构，缓解位不超出《技规》规定的建筑接近限界；带有液压锁闭装置，制动与缓解位置采用双向锁闭，安全可靠；可适用于43、50及60kg钢轨，各种混凝土轨枕，按标准轨距铺设的线路；通过电动机输出端的丝杠丝母将圆周运动转换为线运动，在通过相互交接的伸缩连杆I和伸缩连杆II以及升降连杆机构将线运动转换为圆周运动，从而使支臂在向内或向外运动的同时，改变制动轨的限界，从而提高了停车防溜器的实用性。

综上所述，与现有可控停车器比较，本发明增加了可变限界功能，制动位为高限界，制动能力大。在缓解位置为低限界，本务机车及各种车辆均可正常通过，具有使用简单及维护方便的优点。

附图说明

图1为本发明的总装结构示意图；

图2为支臂组件的局部剖视结构示意图（升起状态）；

图3为支臂组件的俯视结构示意图（升起状态）；

图4为图2沿A-A线的剖视结构示意图；

图5为图2沿B-B线的剖视结构示意图；

图6为图2沿C-C线的剖视结构示意图；

图7为制动轨及控制线管路的结构示意图；

图8为伸缩机构的结构示意图；

图9为图8的剖视结构示意图；

图10为驱动机构的剖视结构示意图；

图11为驱动机构的俯视结构示意图；

图12为图11的侧视结构示意图；

图13为图10沿D-D线的剖视结构示意图；

图14为锁闭机构的结构示意图I；

图15为锁闭机构的结构示意图II；

图16为图15中行程开关的安装结构示意图。

附图标记说明：

图1中：1支臂组件、2控制线管路、3制动轨、4伸缩机构、5驱动机构、6锁闭机构；

图2中：7外轨卡、8绝缘槽、9内轨卡、10支臂、11伸缩滚轮、12伸缩连杆I、13导向销轴、14导向滚轮、15伸缩连杆II、16伸缩滚轮销轴、17弹簧座、18支撑梁、19同步介轮、20同步齿轮、21齿条II、22同步齿条拉板、23同步调整杆、24齿条I；

图3中：25内弹簧、26弹簧杆、27外弹簧；

图4中：3制动轨、10支臂、18支撑梁、28助力弹簧、29升降连杆销轴、30支撑梁销轴、31升降连杆I；

图6中：10支臂、20同步齿轮、21齿条II、32升降连杆II；

图7中：3制动轨、33弯头、34长穿线管、35出线管、36三通、37短穿线管、38接线盒、39引出线护管、40喉箍；

图8中：49锁闭器拉板、50导轨、51连杆、52纵向支撑梁、53纵向拉板；

图9中：49锁闭器拉板、50导轨、52纵向支撑梁、53纵向拉板；

图10中：54丝杠内套、55丝杠外套、56滚珠丝杠、57滚珠丝母、58压力轴承座、59减速机、60电机联轴器摩擦座、61电动机、62联轴器弹簧、66压力轴承垫、69联轴器盖；

图11中：63滚轮、64导向轴、65驱动连接销；

图12中：63滚轮、64导向轴、65驱动连接销；

图13中：66压力轴承垫、67伞齿轮、68手柄；

图14中：70锁闭器支架、71锁闭器活塞杆销、72缸体、73锁闭器缸盖、74锁闭器活塞；

图15中：71锁闭器活塞杆销、73锁闭器缸盖、74锁闭器活塞、75行程开关拨杆、76拨杆联动板、77半环卡键、78电磁换向阀、79卡键帽、80螺塞、81行程开关；

图16中：82行程开关安装座。

具体实施方式

以下结合图1~16，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该可变限界停车防溜器包括两根制动轨3（可由50型钢轨加工而成，两端设有引导口。全长6.25m，轨底为制动工作面）、控制线管路2、四组或六组支臂组件1（本实施例为四组，结合架设及维护成本、所需制动力等因素综合考虑，通常情况下四组即可满足绝大多数机车的制动要求，并实现运营成本的最优配制，但出于绝对安全性考虑，并不排除自行增加支臂组件的数量）、设置在支臂组件和同步支臂上的伸缩机构4、一套用于驱动伸缩机构的驱动机构5以及两套用于锁定伸缩机构的锁闭机构6（如液压锁闭器）及控制电路系统（电控系统可采用现有技术的方法，本发明无需进行改进电控系统仍可实现防溜功能，图略）等部分。

控制线管路同向设置在一侧的制动轨3，该管路主要由长穿线管34、设置在长穿线管34一端的弯头33、与长穿线管34通过三通相连的短穿线管37、设置在短穿线管37上的接线盒38，三通36向制动轨内侧方向上为出线管35，接线盒（三路）的出线端通过喉箍40设置引出线护管39。

其中，支臂组件包括设置在基本轨底部的支撑梁18、一对设置在支撑梁上的通过升降连杆机构升降的支臂10、分别设置在支臂10上的制动轨3、分别铰接在各支臂10上的通过导向销轴13相互铰接的伸缩连杆I 12和伸缩连杆II 15、设置在一侧以上支臂上的弹簧组件。导向销轴13上设有导向滚轮14，左侧支臂与伸缩连杆I 12之间，右侧支臂与伸缩连杆II 15之间分别通过伸缩滚轮销轴16铰接，伸缩滚轮销轴16上分别设有伸缩滚轮11。弹簧组件包括设置在弹簧座17上的弹簧杆26、设置在弹簧杆上的内弹簧25和外弹簧27。基本轨通过外轨卡7、绝缘槽8、内轨卡9分别安装在支撑梁18两侧。

升降连杆机构包括两套设置在支臂与支撑梁之间的升降连杆I 31和升降连杆II 32。升降连杆I 31通过支撑梁销轴30铰接在支撑梁18内，支撑梁销轴30与支撑梁之间设有助力弹簧30，升降连杆I 31通过升降连杆销轴29与一侧的支臂10铰接。升降连杆机构上设有齿轮齿条机构，齿轮齿条机构包括分别设置在两侧支臂底部的同步齿轮20、与其中一侧同步齿轮啮合的齿条I 24、通过同步调整杆23与齿条I 24连接的同时同向运动的齿条II 21、与齿条II 21啮合的同步介轮19、与同步介轮啮合的另一侧同步齿轮20。齿条I与同步调整杆之间，同步调整杆与齿条II之间分别设有同步齿条拉板22。

驱动机构主要包括电动机61、设置在电动机输出端的减速机59、设置在电动机输出端的滚珠丝杠56、与丝杠相配合的滚珠螺母57、设置在滚珠螺母上的丝杠内套54、同轴设置在丝杠内套54外的丝杠外套55、分别设置在丝杠内套和电动机端的用于沿基本轨方向移动的导向轮组件。电动机的输出端设有电机联轴器摩擦座60，电机联轴器摩擦座60外同轴设有联轴器盖69，联轴器盖69与电机联轴器摩擦座60之间设有联轴器弹簧62，丝杠外套与减速机59保护壳之间设有压力轴承座58，减速机59的输出轴上设有用于限位轴承的压力轴承垫66。导向轮组件包括通过驱动连接销65分别水平设置在电动机端和丝杠内套54末端的导向轴、装配在导向轴上的一对滚轮63。电动机的输出端键合有伞齿轮67，伞齿轮67上啮合有手柄68。伸缩机构4由电动机驱动，其主要包括分别设置在驱动机构两端与驱动机构驱动方向相同的连杆51，连杆51与支臂组件的输入端相连。驱动机构设置在电动机保护罩内，保护罩两端分别设有导轨50，导轨50上设有纵向支撑梁52，纵向支撑梁52外侧设有另一导轨，由于本实施例的支臂组件为四套，因此共设置四条导轨50，最外侧的导轨50上分别设有与锁闭器缸体衔接的锁闭器拉板49，内侧的导轨50上设有与连杆51衔接的纵向拉板53。外侧支臂组件的伸缩连杆I和伸缩连杆II的铰接处通过导向销轴13与锁闭器拉板49衔接，内侧支臂组件的伸缩连杆I和伸缩连杆II的铰接处通过导向销轴13与纵向拉板53衔接。

锁闭机构6分别安装在发动机端和的驱动机构输出端的连杆51上，锁闭机构6包括锁闭器支架70、安装在锁闭器支架70上的锁闭器缸体72、位于缸体内的设置在连杆末端的锁闭器活塞74、设置在缸体末端用于限位锁闭器活塞74的锁闭器缸盖73、通过拨杆联动板76与锁闭器活塞同向设置的行程开关拨杆75、与行程开关拨杆相对应的通过行程开关安装座82安装在缸体侧部的若干（本实施例为两个）行程开关81。缸体72上设有螺塞80，缸体72与驱动机构其中一侧的纵向拉板之间通过锁闭器活塞杆销71衔接，锁闭器活塞74与缸体之间设有半环卡键77和卡键帽79，缸体上设有电磁换向阀78。

设定停车防溜器存在缓解位置（支臂下降）和制动位置（支臂上升）两种使用状态，当由制动位置向缓解位置转化时，通过控制线路操控电动机运转，即图2位置为起始状态，电动机滚珠丝母57带动丝杠内套54向外运动，驱动机构通过导向轮组件的导向作用向外侧伸长，驱动机构两端的连杆向外侧运动，分别带动两端的共四个导向销轴13向外侧运动，各支臂组件内，通过伸缩连杆I和伸缩连杆II向内牵引支臂，同时支臂在四连杆升降机构的带动下向下运动，以低于限界。为保证两支臂的运行同步性，设置了齿轮齿条机构，当左侧支臂（图2中）向内侧运动时，左侧支臂通过升降连杆I和升降连杆II带动左侧的同步齿轮20顺时针（以图2视角）旋转，左侧的同步齿轮20带动齿条I 24向右侧运动，齿条I 24通过同步调整杆21带动齿条II 21同向运动，齿条II 21带动同步介轮19顺指针旋转，同步介轮19带动右侧的同步齿轮20逆时针旋转，右侧的同步齿轮20通过右侧支臂的升降连杆I和升降连杆II带动右侧支臂逆时针旋转，从而保证了同步性。

当由缓解位置向制动位置转化时，动作原理相同，运动过程相反，具体描述略。

使用时，当定位在缓解位置（支臂下降），这时的上部限界符合《技规》规定的建筑接近限界，指示灯（图中未示出）呈绿色，机车车辆可正常通过；当定位在制动位置（支臂上升），在室内按下制动按钮，制动轨及支臂升起，对停留车列进行制动防溜，指示灯呈红色。

机车作业完毕与车列重新连挂后，或不再需要防溜时，在室内按下缓解按钮，通过控制系统使停车防溜器转换为缓解状态。如果遇到停电时，可将摇把插入手动转换装置孔内，摇动摇把，人工完成制动或缓解的转换。也可按站内调车作业的速度将车列牵出或转线发车。

停车防溜器根据列车的停留位置可有两种情况：1）当安装位置有车轮时，制动轨工作面会夹紧车轮，阻止停留车辆自行溜逸；2）当安装位置无车轮时，制动轨工作面会将开口增至1367±3mm，大于车轮内侧距离1353±3mm，处于等待制动状态。

这时如果停留车辆发生溜逸，车轮将通过制动轨的引导口进入停车防溜器。由于车轮内侧距离<制动轨的开口尺寸，车轮将通过制动轨强行压缩制动弹簧。制动弹簧的反作用力使制动轨与车轮之间产生强大的摩擦力，阻止车辆继续溜逸。

本实施例的所述各结构中，为保证各机构的组装及防尘，必然涉及外壳体/罩体、油路结构、齿轮键等部分，由于上述结构均属于本领域的常规技术选择，在本发明的设计构思下结合附图及上述常规技术选择即可实现本发明的全部功能，为使得本发明点更为突出，不再详细阐述其结构及组装方式。