導(dǎo)語：鐵路沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著鐵路沙盤在國內(nèi)多家院校的廣泛應(yīng)用，針對目前部分沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)存在的問題，本文提出了一種沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，主要包括沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)所用元器件的選型、轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)以及詳細(xì)的控制電路原理分析。

關(guān)鍵詞：鐵路沙盤；轉(zhuǎn)轍機(jī)；道岔；電路

1概述

鐵路沙盤可以實(shí)現(xiàn)軌道交通信號、交通運(yùn)輸以及供電接觸網(wǎng)等專業(yè)的演示與培訓(xùn)要求。鐵路沙盤上主要有模型機(jī)車、鋼軌、道岔、轉(zhuǎn)轍機(jī)等部件，其中轉(zhuǎn)轍機(jī)質(zhì)量的好壞直接影響到“接發(fā)車作業(yè)”、“聯(lián)鎖試驗(yàn)”等專業(yè)知識點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，現(xiàn)有部分鐵路沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)或存在以下問題：1）沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)作為動力源，但因轉(zhuǎn)轍機(jī)體積有限，設(shè)計(jì)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)選型較小，故動力輸出小，道岔轉(zhuǎn)換慢、道岔易卡阻。2）部分沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，采用了電源線和道岔表示線等多根控制線，布線凌亂且應(yīng)用單片機(jī)程序控制，加之電路板體積小元件多，故障點(diǎn)難查找，給日常的實(shí)訓(xùn)室設(shè)備維護(hù)工作帶來諸多不便。3）對于四線制道岔表示電路，不僅使分線盤凌亂，還可能誤導(dǎo)初學(xué)者。本文旨設(shè)計(jì)一種可靠性高、成本低、輸出動力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)的沙盤動轉(zhuǎn)轍機(jī)。

2沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用DC12V的雙向自保持電磁鐵作為動力源，推拉行程為5mm，可以良好滿足沙盤道岔拉入、伸出位置的轉(zhuǎn)換，采用三個(gè)松下繼電器（型號分別為TQ2-12V、TQ2-12V、TQ2-L-12V，TQ2-12V繼電器特性類似于鐵路信號系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用的無極繼電器，而TQ2-L-12V相當(dāng)于有極繼電器）實(shí)現(xiàn)ZD6轉(zhuǎn)轍機(jī)中自動開閉器功能的模擬，PCB如圖1所示。圖1沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)PCB圖該轉(zhuǎn)轍機(jī)采用4根控制線，與ZD6的實(shí)際控制相吻合，同時(shí)采用2個(gè)整流二極管用于定、反位表示電路中。

3道岔電路的設(shè)計(jì)及原理分析

1）道岔電路的設(shè)計(jì)。每組道岔設(shè)置一套繼電道岔控制電路，由啟動和表示兩部分電路構(gòu)成［1］。啟動電路在原定型電路的基礎(chǔ)上，將1DQJ的1、2線圈短接，利用其3、4線圈從勵(lì)磁吸起轉(zhuǎn)為落下的緩放時(shí)間內(nèi)，使道岔轉(zhuǎn)換到位。由于1DQJ的3、4線圈緩放時(shí)間大于0.4s，雙向自保持電磁鐵的動作時(shí)間小于0.2s，故可滿足道岔轉(zhuǎn)換的要求以保證道岔可靠轉(zhuǎn)換到位。電路如圖2所示。轉(zhuǎn)轍機(jī)的啟動電源由原來的DC220V改成DC12V，并將電磁鐵并接在X1、X2、X4上，利用組合電路中2DQJ的前后接點(diǎn)切換來實(shí)現(xiàn)道岔的定、反位轉(zhuǎn)換；繼電器1和繼電器2用來與道岔組合配合完成道岔的轉(zhuǎn)換控制，繼電器3與電磁鐵并聯(lián)實(shí)現(xiàn)道岔表示電路的控制，具體電路設(shè)計(jì)見圖3。圖3道岔控制電路圖（轉(zhuǎn)轍機(jī)部分）2）道岔電路原理分析（1）定位表示電路。沙盤道岔平時(shí)處于定位狀態(tài)，組合中DBJ吸起，其勵(lì)磁電路如下：BBⅡ3—R1-2—側(cè)面端子05-17—X3—繼電器3-11—繼電器3-12—二極管1-2—繼電器2-13—繼電器2-11—X1—分線盤端子—側(cè)面端子05-15—2DQJ112-111—1DQJ11-13—2DQJ131-132—DBJ1-4線圈—BBⅡ4。（2）啟動電路（定到反）。當(dāng)?shù)啦碛啥ㄎ幌蚍次晦D(zhuǎn)換（單獨(dú)操縱）時(shí)，在控制臺上同時(shí)按下總反按鈕和道岔操縱按鈕后，分別是1DQJ勵(lì)磁、斷開DBJ電路、2DQJ轉(zhuǎn)極、電磁鐵動作，從而帶動道岔轉(zhuǎn)換，勵(lì)磁電路為：1DQJ勵(lì)磁：KZ—CA61-63—6502控制臺背部控制端子—側(cè)面端子05-9—SJ81-82—1DQJ3-4—2DQJ141-142—CAJ11-12—KF-ZFJ。2DQJ轉(zhuǎn)極：KZ—1DQJ41-42—2DQJ2-1—CAJ11-12—KF-ZFJ。電機(jī)（電磁鐵）電路a：DZ12—RD31-2—1DQJ1-2短接線—1DQJ12-11—2DQJ111-113—側(cè)面端子05-16—分線盤端子—X2—繼電器1線圈—X4—分線盤端子—側(cè)面端子05-18—1DQJ21-22—2DQJ121-123—RD21-2—DF12。電路b：DZ12—RD31-2—1DQJ1-2短接線—1DQJ12-11—2DQJ111-113—側(cè)面端子05-16—分線盤端子—X2—繼電器1-11—繼電器1-12—電磁鐵—X4—分線盤端子—側(cè)面端子05-18—1DQJ21-22—2DQJ121-123—RD21-2—DF12。（3）反位表示電路。如圖2所示，繼電器3與電磁鐵并聯(lián)，DC12V電壓動作電磁鐵時(shí)，也同時(shí)使繼電器3動作，當(dāng)電磁鐵動作且1DQJ緩放落下后，電磁鐵動作電路斷開，接通X2與X3半波整流電路，從而構(gòu)成FBJ勵(lì)磁電路，具體分析如下：BBⅡ4—FBJ1-4線圈—2DQJ133-131—1DQJ13-11—2DQJ111-113—側(cè)面端子05-16—分線盤端子—X2—繼電器1-11—繼電器1-13—二極管1-2—繼電器3-13—繼電器3-11—X3—分線盤端子—側(cè)面端子05-17—R2-1—BBⅡ3。（4）啟動電路（反到定）。當(dāng)?shù)啦碛煞次幌蚨ㄎ晦D(zhuǎn)換（進(jìn)路式操縱）時(shí)，在控制臺上辦理經(jīng)由某組道岔定位的進(jìn)路后（前提：該組道岔處于反位），分別是1DQJ勵(lì)磁、斷開FBJ電路、2DQJ轉(zhuǎn)極、電磁鐵動作，從而帶動道岔轉(zhuǎn)換，勵(lì)磁電路為：1DQJ勵(lì)磁：KZ—CA61-63—6502控制臺背部控制端子—側(cè)面端子05-9—SJ81-82—1DQJ3-4—2DQJ141-143—CAJ11-13—DCJ61-62—KF。2DQJ轉(zhuǎn)極：KZ—1DQJ31-32—2DQJ3-4—CAJ11-13—DCJ61-62—KF。電機(jī)（電磁鐵）電路a：DZ12—RD31-2—1DQJ1-2短接線—1DQJ12-11—2DQJ111-112—側(cè)面端子05-15—分線盤端子—X1—繼電器2線圈—X4—分線盤端子—側(cè)面端子05-18—1DQJ21-22—2DQJ121-122—RD11-2—DF12。電機(jī)（電磁鐵）電路b：DZ12—RD31-2—1DQJ1-2短接線—1DQJ12-11—2DQJ111-112—側(cè)面端子05-15—分線盤端子—X1—繼電器2-11—繼電器2-12—繼電器1-22—電磁鐵—繼電器2-22—繼電器2-21—X4—分線盤端子—側(cè)面端子05-18—1DQJ21-22—2DQJ121-122—RD11-2—DF12。

4結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的沙盤轉(zhuǎn)轍機(jī)具有可靠性高、轉(zhuǎn)換力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)、控制線數(shù)量及二極管位置與現(xiàn)場實(shí)際相同等特點(diǎn)，已經(jīng)應(yīng)用在國內(nèi)多家院校的鐵路沙盤中，能夠很好地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要。

參考文獻(xiàn)：

［1］錢藝主編.車站信號自動控制系統(tǒng)維護(hù)［M］.北京：中國鐵道出版社技，2014.

作者:趙德生 單位:南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院