垂直升降式單繩柔性道口欄杆的製作方法

2023-06-21 06:51:11

專利名稱：垂直升降式單繩柔性道口欄杆的製作方法
技術領域：
道口攔杆是鐵路主要道口必不可少的安全防護設備。在人流量、車流量大的鐵路道口，它在避免鐵路車與公路車相衝撞，防止人身、設備發生事故中起著尤為重要的作用。
目前，我國鐵路道口攔杆在結構形式上比較單一，最普通的一種是我們常見的手把操作的槓桿起落式；其次是電動行走柵攔開合式；而液壓伸縮式，因工藝複雜，條件所限，在我國則不多見。
上述攔杆形式均屬於剛性結構攔杆，在防護長度上多在十五米以內，對於大跨度、超寬道口很難滿足要求，且有不少弊端。至於其它類型的防護攔杆，目前還尚無先例。
為了克服上述剛性結構攔杆的缺陷，我們研製成功了垂直升降式單繩柔性道口攔杆。本實用新型突破了舊有的結構形式，新穎實用，解決了在大跨度，複雜地段設置道口攔杆的難題。為我國鐵路道口攔杆增添了一種新的類型。
此柔性攔杆全長達50米，操作方便，升降防護迅速靈活，作用良好，性能完善，比剛性結構攔杆有明顯改進。
現針對這種柔性攔杆，就其基本結構和工作原理、技術性能分別介紹如下
垂直升降式單繩柔性道口攔杆的基本結構及工作原理所謂柔性攔杆，即將原有的攔杆剛性體換為柔性體，柔性體選用了以φ5～φ8mm直徑的鋼絲繩為基本結構，(也可用橡膠、絲麻棉等製成繩索)，鋼絲繩上固定普通尼龍紗網，並塗以黑白相間的顏色構成顯明的視別目標。將攔杆本身製成柔性的索式結構，並通過相應的機構使其上升和下降來達到道口的開通和封閉。其具體構造原理如


圖1所示1.主動立柱(A)上面安裝動力機構電動機、減速機及摩擦式捲筒(1)。捲筒上繞有一圈鋼絲繩為主動索引繩(2)，鋼絲繩通過滑輪(3)，兩端分別固定主配重(W)和平衡配重(T)；2.從動立柱(B)上面裝有一滑輪(4)，在滑輪(4)架上利用其旋轉機構(7)可以在水平面內活動，以保證攔索受撞時滑輪(4)隨其旋轉不致產生鋼絲繩脫槽。從動索引繩(5)繞過滑輪(4)，一端固定從配重(G)另一端繞過從配重(G)上的滑輪(4)固定在連接環上，通過掛鈎(9)和柔性攔杆(6)相連接；3.柔性攔杆是由鋼絲繩(φ5.2mm)製作，將尼龍紗網用細鐵絲穿繞固定在鋼絲繩上，並塗以黑白相間的顏色，其寬度為400mm，以期醒目，攔索繩另一端繞過主配重(W)上滑輪(3)固定在地錨(8)上4.當需要開通公路時，啟動電機運轉，通過減速機使摩擦捲筒(1)旋轉，通過繞在捲筒上的鋼絲繩(2)產生的摩擦力(F)使索引繩拉動主配重(W)上升，同時平衡配重(T)下降；5.在主配重(W)上升時，其滑輪牽引攔索繩向斜上方運動，方向與立柱呈α＝30°角，同時拉引從配重(G)並作斜上方運動(與立柱(B)呈α＝30°)，此時整個柔性攔索與地面保持平衡並垂直上升達6米高度，車輛、行人即可從下方通行，而需要封閉道口時，機構則呈向反方向動作，使整個攔索距地面1.2米高度，達到封鎖道口，阻止通行的目的。
力學分析和計算1.攔索最大垂度的計算攔索最大垂度位於攔索中間部位，設其下垂量最大為H，單位為m，攔索總長設為L，單位m，攔索重量為均布，其自重設以S表示單位為kg，設攔索受拉力為F，單位kg，則H＝ (S·L)/(8·F) 。攔索最大下垂量即可以此式計算之。下垂量的大小可根據攔索長度放樣取定，這裡攔索長度為L＝50米，攔索自重為9kg，攔索受拉力選為F＝150kg(保證鋼絲繩的安全裕度)，故最大下垂量H＝ (S·L)/(8·F) ＝ (9×50)/(8×150) ＝0.375(m)通過放樣觀察符合使用條件。(初選定)2.從配重G的計算如圖2所示，根據力學平衡條件，α＝30°，從配重(G)受到立柱(B)上滑輪的拉力為2F＝2×150＝300(kg)故
3.主配重(W)和平衡配重(T)的計算如圖3所示，根據力學平衡原理，要保證主配重(W)處於平衡狀態，需滿足如下方程式，TCOSβ＝W＋FCOSβ(1)TSinβ＝F＋FSinβ(2)為保證主配重與從配重的對稱運動，須有β＝α＝30°。為保證β＝30°，應首先確定地錨的位置與立柱的位置關係來符合這個條件。
經計算，T＝450kg；W＝260kg4.立柱和拉線(C)受力的計算如圖4所示，設拉線受力為E，立柱承壓為D，拉線與地面夾角為γ，則有如下關係D＝2FCOSα＋ESinγ(1)2FSinα＝ECOSγ(2)垂直升降式柔性道口攔杆經在鐵路道口使用，取得良好效果。其技術性能和主要特點有以下幾方面1.標誌清楚，觀望醒目，自重輕。
攔杆由φ5.2mm鋼絲繩和在其上面固定有寬400mm的尼龍紗組成，並塗刷有黑白相間的油漆，因此重量輕，抗腐蝕，在百米之外即可看清。
2.具有防撞保護機能。
由於被動配重(G)的穿繩方式和力學原理。在攔索受到車輛碰撞，超過一定負荷，被動配重即開始上升，攔索同時可以延長十多米而不斷損，起到了攔杆自身的保護作用。
3.不易造成人身傷害。
由於攔杆是柔性結構，當人撞上後，不會造成人身傷害，避免了剛性攔杆硬性碰撞易於造成人身傷害的弊端。
4.具有動力超載保護性能。
攔索牽引力採用摩擦捲筒產生的摩擦力牽引，一旦達到極限位置超過一定負荷，動力繩開始打滑，避免了鋼絲繩被拉斷和電機的超載燒毀現象。
5.開通和封閉道口速度快、時間短，升杆或落杆只需7～9秒鐘，達到了起落靈活的目的。
6.換繩方便。
攔杆繩採用兩種規格，中部非磨損部分採用φ5.2－6×19＋1規格的鋼絲繩，而兩端的滑輪摩擦部分採用φ9－6×37＋1規格的鋼絲繩，兩部分的鉤環相連接，可以分段更換。這樣既減輕了攔索自重，又增加了耐磨度，達到了經濟、耐用、方便的目的。
7.動力小、耗電低。
由於整個受力運動系統處於受力平衡狀態，故電機功率只需0.5～0.8KW即可滿足要求。
垂直升降式單繩柔性道口攔杆在鐵路道口使用，無疑為國內大跨度鐵道口的攔杆設置、增添了一種嶄新的類型，它對大跨度、超寬道口安全防護有突出優點。它獨特、新穎、安全，適用，在我國鐵路系統具有較高的推廣意義。
權利要求1.裝有升降機構和攔杆的鐵路道口攔杆，其特徵在於攔杆是鋼絲繩、尼龍、橡膠、絲棉麻等柔性材料結構。
專利摘要垂直升降式單繩柔性道口欄杆是用於鐵路道口的一種新型的安全防護設備。本實用新型突破了舊有的鐵路道口欄杆剛性結構形式，採用了柔性體結構。它用鋼絲繩和尼龍製成，也可採用橡膠、絲麻棉等柔性體。柔性道口欄杆可長達50米，解決了在大跨度、複雜地段設置道口欄杆的難題。這種柔性道口欄杆操作方便，升降防護迅速靈活，性能完善，安全可靠，比剛性結構欄杆有明顯的優點。
文檔編號B61L29/00GK2067668SQ89216389
公開日1990年12月19日 申請日期1989年12月30日 優先權日1989年12月30日
發明者劉敬華 申請人:邢臺鋼鐵廠