通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙的研制

許小進(jìn) 俞乃修 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥機(jī)務(wù)段

鐵路運(yùn)輸使用的電力機(jī)車(chē)或內(nèi)燃機(jī)車(chē)均采用電傳動(dòng)方式控制。機(jī)車(chē)的控制電路、輔助電路、安全保護(hù)電路等多采用接觸器或繼電器來(lái)控制，達(dá)到互控、聯(lián)鎖功能。每臺(tái)機(jī)車(chē)均安裝多種型號(hào)、數(shù)量達(dá)幾十個(gè)接觸器。大多數(shù)都是電器故障，我們按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)和應(yīng)急處置的規(guī)定，可以人工閉合相應(yīng)的繼電器或接觸器維持運(yùn)行。但是由于接觸器的種類(lèi)很多，人工閉合工具多種多樣，導(dǎo)致容易混淆、丟失，造成閉合不成功。使用的方法五花八門(mén)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)操作錯(cuò)誤增加，造成一次成功率低閉合的工具也缺乏，往往影響列車(chē)運(yùn)行。

針對(duì)上述不足，研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，具有使用攜帶方便，準(zhǔn)確高效的特點(diǎn)。

1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

2016年8月～12月份我段機(jī)車(chē)故障84起（如圖1所示），其中電器故障63起，占總次數(shù)75%，電器故障中接觸器繼電器故障46起，占總次數(shù)54%，占電器故障73%。由此可見(jiàn)接觸器繼電器故障是導(dǎo)致機(jī)車(chē)故障的主要原因。機(jī)車(chē)電器故障后，最簡(jiǎn)單快捷的方法是將未能正常吸合的接觸器繼電器人工閉合。

圖1 2016年8月-12月份我段內(nèi)燃機(jī)車(chē)故障情況調(diào)查

我們對(duì)各型號(hào)機(jī)車(chē)使用的接觸器和繼電器型號(hào)進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)機(jī)車(chē)部分接觸器 QCC1-0104、CZQ-40/22，沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙，其他各類(lèi)型的接觸器繼電器沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的閉合工具。配備的閉合器鑰匙丟失率嚴(yán)重，我們決定研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，讓機(jī)車(chē)乘務(wù)員隨身攜帶，方便處理故障。

2 研制方案

機(jī)車(chē)部分接觸器QCC1-0104、CZQ-40/22，沙爾特寶S141、S152配備人工閉合器鑰匙（如圖2所示），其他各類(lèi)型的接觸器繼電器沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的閉合工具。我們對(duì)機(jī)車(chē)上使用接觸器繼電器型號(hào)及人工閉合情況（表1）、各型號(hào)機(jī)車(chē)使用接觸器繼電器型號(hào)（表2）、機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的人工閉合方式（表3）、機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的閉合行程（表4）進(jìn)行分析，采用一體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路，利用結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀來(lái)滿足閉合要求，研制一種通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種接觸器和閉合器的人工閉合。

圖2 常用人工閉合器鑰匙

表1 機(jī)車(chē)接觸器繼電器型號(hào)及人工閉合情況表

表2 各型號(hào)機(jī)車(chē)使用接觸器繼電器型號(hào)

表3 機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的人工閉合方式表

表4 機(jī)車(chē)上常用接觸器繼電器的閉合行程表

2.1 形狀確定

根據(jù)現(xiàn)有的四種人工閉合鑰匙，分析他們的工作特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)特性，科學(xué)合理的組合成為一體，成為一種通用型人工閉合鑰匙的雛型（如圖3所示）。

圖3 通用型人工閉合鑰匙的雛型

根據(jù)ND5型內(nèi)燃機(jī)車(chē)GE通用型接觸器人工閉合的特點(diǎn)，對(duì)通用型人工閉合鑰匙增加了一個(gè)斜面。根據(jù)各型號(hào)接觸器繼電器的閉合行程，利用軟件構(gòu)建了3D模型。（如圖4所示）

圖4 通用型人工閉合鑰匙3D模型

2.2 材質(zhì)屬性驗(yàn)證

通過(guò)檢測(cè)硬質(zhì)塑料的強(qiáng)度和絕緣性能，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)所使用的硬質(zhì)塑料PLA的硬度是莫氏硬度為2.8，絕緣性能極好，滿足閉合器需要的強(qiáng)度和絕緣度（如圖5所示）。

圖5 通用型人工閉合鑰匙絕緣測(cè)量

2.3 鋼針的長(zhǎng)度和直徑

測(cè)量需要使用鋼針閉合的QCC2-800和CZQ-40/22兩種接觸器的閉合孔形狀和閉合行程。鎖閉鋼針的設(shè)計(jì)：大鋼針的長(zhǎng)度為14 mm,直徑為3 mm；小鋼針的長(zhǎng)度為7 mm，直徑為2 mm。

2.4 實(shí)物制作

將SOLIDWORKS創(chuàng)建的3D模型，使用3D打印機(jī)打印出實(shí)物 (如圖6所示)。與之前設(shè)計(jì)的鋼釘裝配，形成一件完整的人工閉合鑰匙。

圖6 3D打印機(jī)打印實(shí)物

3 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

在機(jī)車(chē)電器間，使用通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙對(duì)各型號(hào)接觸器繼電器進(jìn)行人工閉合?？梢詽M足作業(yè)指導(dǎo)書(shū)提到的8種類(lèi)型接觸器和繼電器的閉合（表 5）。

表5 各型接觸器現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果一覽表現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

4 結(jié)束語(yǔ)

通用型接觸器繼電器人工閉合鑰匙具有體積小，重量輕，攜帶方便，能夠閉合多種繼電器接觸器，使用方便快捷，一次閉合成功率高，保障行車(chē)安全。另外在研制過(guò)程中使用3D打印技術(shù)，縮短了研制周期和費(fèi)用，對(duì)今后技改工具的研制有積極的作用。