城市轨道交通车辆司机控制器毕业设计说明书1

1、毕业设计说明书毕业设计说明书 课题名称：城市轨道交通车辆司机控制 器 毕业设计任务书毕业设计任务书 一、课题名称：一、课题名称：城市轨道交通车辆司机控制器 二、指导老师：二、指导老师： 三、设计内容与要求：三、设计内容与要求： 1、课题概述： 司机控制器是用来操纵地铁车辆运行的主令控制器，是利用控制电路的低 压电器间接控制主电路的电气设备。我国的机车司机控制器自工业革命时代起 已经历了近200年的发展历程。在这200年里,司机控制器对机车的主导作用从未 发生过任何改变。因此一直以来,对于司机控制器的研究也从未间断过。从控制 手柄的操作方式对司机控制器予以分类,介绍了近年来国内常用的几种形式的司

2、 机控制器及其优缺点,并进行对比研究,以探讨司机控制器未来的发展方向和趋 势。 2、设计内容及要求： 1）分析 s355e 司机控制器的结构组成 2)分析 s355e 司机控制器的工作原理 （1）控制功能及机械联锁关系 （2）闭合表的实现 （3）电位器的调节 3)主要技术参数 4)检修与维护 3、设计课题的特点与目的： 特点与目的：通过本课题，能够提高学生所学专业知识并结合具体情 况解决实际问题能力。本次课题队以后工作内容非常有帮助，有些会成为工作 的一部分。 4、设计成果：详细的分析了3种驾驶员控制器的结构域工作原理，熟悉 驾驶员控制器检修的过程 4 4、设计参考书：设计参考书： 城市轨道交

3、通车辆电器 人民交通出版社 主编 吴冰 5 5、设计说明书要求：设计说明书要求： 1、封面 2、目录 3、内容摘要（200400 字左右，中英文） 4、引言 5、正文(设计课题，内容要求，设计方案，原理分析，设计过程特点) 6、结束语 7、附录(参考文献、图纸、材料清单等) 6 6、毕业设计进程安排毕业设计进程安排: : 第 1 周（本阶段末）： 课题的消化与吸收，明确设计要求，初步构思。 第 2-5 周（暑假）：资料准备与消化，收集论文所需的资料（电子稿） 。 第 6-8 周（下阶段 1-3 教学周）： 学生进行毕业设计说明书初稿的撰写， 老 师进行毕要的辅导。 第 9 周（下阶段 4 教学

4、周）： 学生提交毕业设计说明书初稿，老师进行修 改。 第 10 周（下阶段 5 教学周）： 毕业设计说明书的第二次修改。 第 11 周（下阶段 6 教学周）： 完成毕业设计说明书终稿。 第 12 周（下阶段 7 教学周）：答辩准备。 第 13-14 周（下阶段 8-9 教学周）：答辩。 七、毕业设计答辩及论文要求：七、毕业设计答辩及论文要求： 1、毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等 必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意 义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主

5、要方法、成果结论和 评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、 设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。 2、毕业设计论文要求 文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅， 排版合理，无错别字，不允许抄袭。 图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆 弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手 画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。 摘摘 要要 司机控制器是用来操纵轨道车辆运行的主令控制器，是利用控制电路的低

6、 压电器间接控制主电路的电气设备。司机控制器自工业革命时代起已经历了近 200 年的发展历程。在这 200 年里，司机控制器对机车的主导作用从未发生过 任何改变。因此一直以来，对于司机控制器的研究也从未间断过。 本文主要针对 s355e 型司机控制器、tks14a 型司机控制器、tks15a 型 司机控制器这三种司机控制器的结构、工作原理、主要技术参数等方面的内容 进行了详细介绍，并介绍了部分司机控制器检修维护方面的工程内容。希望从 理论和实践多方面对司机控制器进行详细了解，为今后的工作奠定一定的知识 基础。 关键词：关键词： 轨道车辆 s355e 型司机控制器 tks14a 型司机控制器 t

7、ks15a 型司机控制器 abstract the driver controller is the main controller used to control of subway operation, is an electrical device using low voltage electrical control circuit of indirect control of the main circuit. the locomotive driver controller of china has gone through nearly 200 years of develop

8、ment since the era of industrial revolution. in this 200 years, the leading role of locomotive driver controller has never had any changes. it has been, for the study of driver controller has never stopped. this paper mainly introduces 3 kinds of driver controller: s355e type of driver controller, t

9、ks14b controller, driver ss9g driver controllers structure, working principle, main parameters and maintenance. keywords: city rail vehicle; s355e driver controller; tks14b driver controller; ss9g driver controller 引引 言言 自 1814 年英国工程师斯蒂芬森发明了第一辆机车以来，司机控制器这 种人叮以直接控制机车行驶的机器便随之发展到今天。随着科技的进步，机车 经历了从蒸汽机车到

10、内燃机车，从内燃机车到电力机车、动车、地铁列车等的 不断发展，但是，司机控制器从来不曾改变它对机车行驶主导的控制地位。 今天，司机控制器的种类越来越繁多，功能越来越强大，结构越来越精巧， 其可靠性、安全性、司机操作时的舒适度也大幅度提高。作为可直接控制机车 行驶的主令电器，司机控制器的重要性愈来愈受到机车设计者、机车司机等专 业人群的关注。 在司机控制器近年的发展中，其操作模式基本上没有什么变化。按控制手 柄的操作方式，可分为手轮式、扳把式、平推式等三种；按换向手柄的功能， 可分为钥匙式和非钥匙式两种；从司机控制器是否有机械锁机构，可分为有锁 机构式和无锁机构式两种；从是否具有警惕装置，可分为

11、有警惕装 (deadmanswitch)和无警惕装置。当然，上述几种操作模式也可能同时出现在 一台司机控制器上。比如，一台司机控制器既是扳把形式，又有警惕装置，还 有锁机构等等。 我国城市轨道交通车辆大部分采用 a-b-c-c-b-a 的编组模式，在 a 车的前 端各有一个驾驶员室，在每个驾驶员室内各有一台结构完全相同的驾驶员控制 器，以便于双端操作。司机控制器是用来操纵列车运行的主令控制器，是利用 控制电路的低压电器间接控制主电路的电气设备。因此，如果司机控制器出问 题了，后果是不堪设想的。 目目 录录 第第 1 1 章章 司机控制器的发展司机控制器的发展 .1 1 1.11.1 手轮式司机

12、控制器手轮式司机控制器.1 1 1.21.2 扳把式司机控制器扳把式司机控制器.1 1 1.31.3 平推式司机控制器平推式司机控制器.2 2 1.41.4 钥匙式和非钥匙式司机控制器钥匙式和非钥匙式司机控制器.2 2 1.51.5 有警惕按钮的司机控制器有警惕按钮的司机控制器.3 3 1.61.6 小结小结.4 4 第第 2 2 章章 城轨车辆司机控制器城轨车辆司机控制器 .5 5 2.12.1 s355es355e 型司机控制器的结构型司机控制器的结构 .5 5 2.22.2 s355es355e 型司机控制器的工作原理型司机控制器的工作原理 .6 6 2.2.12.2.1 控制功能及机械

13、连锁关系控制功能及机械连锁关系 .6 6 2.2.22.2.2 闭合表的实现闭合表的实现 .8 8 2.2.32.2.3 电位器的调节电位器的调节 .8 8 2.32.3 主要技术参数主要技术参数.9 9 2.42.4 小结小结.1111 第第 3 3 章章 tks14atks14a 型和型和 tks15atks15a 型司机控制器型司机控制器 .1212 3.13.1 tks14atks14a 型司机控制器型司机控制器 .1212 3.23.2 tks15atks15a 型调车控制器型调车控制器 .1919 3.33.3 小结小结.2121 第第 4 4 章章 司机控制器的检修司机控制器的检

14、修 .2222 4.14.1 司机控制器的维护保养司机控制器的维护保养.2222 4.24.2 司机控制器的检修司机控制器的检修.2222 4.2.14.2.1 清扫及解体前检查清扫及解体前检查 .2222 4.2.24.2.2 解体及检查解体及检查 .2222 4.2.34.2.3 组装调整组装调整 .2424 4.2.44.2.4 检查与试验检查与试验 .2424 4.34.3 小结小结.2525 第第 5 5 章章 设计心得设计心得 .2626 致致 谢谢 .2727 参考文献参考文献 .2828 第第 1 章章 司机控制器的发展司机控制器的发展 在司机控制器近年的发展中，其操作模式基本

15、上没有什么变化。按控制手 柄的操作方式，可分为手轮式、扳把式、平推式等三种；按换向手柄的功能， 可分为钥匙式和非钥匙式两种；从司机控制器是否有机械锁机构，可分为有锁 机构式和无锁机构式两种；从是否具有警惕装置，可分为有警惕装 (deadmanswitch)和无警惕装置。当然，上述几种操作模式也可能同时出现在 一台司机控制器上。比如，一台司机控制器既是扳把形式，又有警惕装置，还 有锁机构等等。本章主要是对国内的常用的司控器加以介绍。 1.11.1 手轮式司机控制器手轮式司机控制器 顾名思义，手轮式司机控制器的控制手柄是以“手轮”的形式存在的(见图 1-1)。这种司机控制器最大的优势是：便于无级输

16、出信号，输出信号的变化非 常平稳可靠；没有齿轮传动，因传动而造成的误差几乎为零；控制手轮转动角 度很大，可以细致地分割档位。但是，因为“手轮”的存在，使得司机控制器 的外观并不美观，且该司机控制器比较笨重，结构较松散，所需空间较大，对 机车操纵台的空间要求较高。另外，如果该司机控制器需要有电位器进行电压 输出，限于司机控制器内部空间的因素，电位器不容易加装和调整。因此，这 种司机控制器主要用于内燃机车。其主要使用机车车型有 dfl1 系列、drb 等。 图 1-1 手轮式司机控制器 1.21.2 扳把式司机控制器扳把式司机控制器 这种司机控制器的控制手柄是“扳把式”(见图 1-2)，其结构紧凑

17、、体积小巧， 操作舒适方便。但是，由于控制手柄是扳把式，其转动角度有限，故不能更为 细致地分割档位，且扳把式控制手柄的转动是在垂直方向上的一个扇形面，想 要达到纯粹的无级调速是比较困难的。另外，在需要无级调速的情况下，该控 制手柄的稳定性比较难保证。该类型司机控制器使用范围非常广泛，主要使用 机车车型为：规范化司机室 df4d、df8b、dfll、ss3b、ss4g、ss7e、ss9 等。 图 1-2 扳把式司机控制器 1.31.3 平推式司机控制器平推式司机控制器 其控制手柄的操作方式为平动(见图 1-3)，即控制手柄进行速度控制是以直 线形式动作的。这种形式的司机控制器在现阶段是比较新颖的

18、。它可以稳定地 进行无级凋速，司机在进行操作时非常舒适方便。但是由于这种司机控制器的 传动方式为齿轮齿条结构，所需空间非常大，因而造成该司机控制器的体积较 大、质量较重、结构较复杂、制造成本较高。平推式司机控制器主要用于轻轨 和地铁列车上。 图 1-3 平推式司机控制器 1.41.4 钥匙式和非钥匙式司机控制器钥匙式和非钥匙式司机控制器 换向手柄为钥匙式和非钥匙式的司机控制器如图 4、图 5 所示。一般来讲， 为保证机车的行车安全，非钥匙式换向手柄的司机控制器一定会有机械锁机构。 这两种司机控制器的最大区别是：换向手柄为钥匙式的司机控制器，换向 手柄是呵以取下来的，在机车停运或者换端操作时，司

19、机必须将该端的司机控 制器换向手柄取下来才可以停运或换端操作。这对于机车的行车安全是非常有 必要的。非钥匙式换向手柄司机控制器的换向手柄不能取下来，这就导致 r 该 司机控制器必须另有套机械锁机构才能保证机车的行车安全。一般来讲，非 钥匙式换向手柄司机控制器的结构相对钥匙式司机控制器会复杂一些。这两种 司机控制器的用途都非常广泛，目前在铁路干线上行驶的机车主要使用的是钥 匙式换向手柄司机控制器。 图 1-4 匙式换向手柄司机控制器及钥匙式换向手柄 图 1-5 非钥匙式换向手柄司机控制器 1.51.5 有警惕按钮的司机控制器有警惕按钮的司机控制器 随着铁路的发展和科技的进步，对机车的安全性能要求

20、越来越高，由此产 生了带有警惕装置的司机控制器。警惕装置的作用是防止司机在行车过程中因 为睡觉或不在司机室而发生行车事故。有警惕装置的司机控制器(见图 1-6)要求 司机在行车过程中必须每隔一段时间触动警惕装置，以表明没有睡觉或者离开； 如果在规定时间间隔内没有触动警惕装置，则机车会进行紧急制动，以避免事 故的发生。这种司机控制器是未来的一个发展方向。现阶段，这种配备警惕装 置的司机控制器冈造价较高，尚未广泛应用在铁路机车上。该司机控制器广泛 应用于对安全性能要求很严格的地铁和轻轨列车上。 图 1-6 有警惕开关的司机控制器 1.61.6 小结小结 本章主要是简要的介绍了司机控制器按控制手柄的

21、操作方式，可分为手轮 式、扳把式、平推式等三种；按换向手柄的功能，可分为钥匙式和非钥匙式两 种；从司机控制器是否有机械锁机构，可分为有锁机构式和无锁机构式两种； 从是否具有警惕装置，可分为有警惕装(deadmanswitch)和无警惕装置。当然， 上述几种操作模式也可能同时出现在一台司机控制器上。比如，一台司机控制 器既是扳把形式，又有警惕装置，还有锁机构等等。城轨交通上的司机控制器 大多数都是出自德国的沙尔特宝公司。在下面的章节里，我会详细的介绍。 第第 2 章章 城轨车辆司机控制器城轨车辆司机控制器 城市轨道交通车辆司机控制器是司机用来操纵机车运行的主令控制器，是 利用控制电路的低压电器间

22、接控制主电路的电气设备，用来控制机车的运用工 况和行车速度，其外形和功能特点决定了司机室整体安装、操作舒适性及特殊 功能性。 目前，在国内城市轨道交通车辆中配备的司机控制器种类较多，其外观、 操作模式及功能存在较大差异，但应用范围最广、配备数量最多的为 s355 型、 s353 型及 s354a 型司机控制器。本章主要针对 s355e 型司机控制器结构、主 要参数，工作原理，以及检修方面。 2.12.1 s355es355e 型司机控制器的结构型司机控制器的结构 s355e 型驾驶员控制室属于凸轮和辅助触头配合实现触点开闭控制的有触 点电器。该控制器由上、中、下三层组成（图2-1和图2-2），

23、上层（面板上） 由钥匙开关1、推拉式控制手柄3、方向手柄5、紧急制动按钮4和位置标牌等组 成。中层由安装面板组成。下层主要由连锁结构、转轴凸轮结构、辅助触头盒、 调速电位器和电连接器等组成。 图2-1 驾驶员控制器结构（尺寸单元：mm） 1-钥匙开关；2-钢丝绳；3-控制手柄；4-警惕开关；5-方向手柄；6-换向轴；7-换向凸轮； 8-控制轴；9-控制凸轮；10-控制辅助触头组；11-换向辅助触头组；12-电连接器；13-钥匙 开关辅助触头组 图2-2 司机控制器左视图和右视图 a) 方向手柄；b)控制手柄 控制手柄和方向手柄各配置一套转轴、凸轮和辅助触头装置，分别称它们 为控制轴机构和方向轴

24、机构。控制轴机构包括与控制手柄连接的控制轴 8 及其 安装在该轴上的控制凸轮 9、控制辅助触头组 10 等。方向轴机构包括与方向手 柄连接的换向轴 6 及其安装在该轴上的换向凸轮 7、换向辅助触头组 11 等。其 中控制轴是一个实心细长轴，作内轴；换向轴是一根空心粗短轴，套在实心轴 的外层，其配套凸轮分别套在两根轴上，手柄的转动便可带动相应的轴及凸轮 转动，从而带动辅助触头开闭状态的变换。 2.22.2 s355es355e 型司机控制器的工作原理型司机控制器的工作原理 2.2.12.2.1 控制功能及机械连锁关系控制功能及机械连锁关系 图 2-3 司机控制器手柄位置图 如图 2-3 所示，控

25、制手柄有“牵引”区、“0”位、“制动”区、“快速制 动”位四个区域，用于调节列车的速度。控制手柄在 0 位、牵引最大位、制动 最大位、快速制动位有定位，在这些档位之间为无极调节。左侧为方向手柄， 连接换向轴，用于控制车辆的运行方式及运行方向，共有“atc”、“向前”、 “0”、“向后”四个位置，这四个位置有机械联锁装置定位。钥匙开关有 0、1 两个位置，用于激活驾驶员操纵台。 为了防止可能产生的误操作，确保列车设备及运行安全，驾驶员控制室的 控制手柄、幻想手柄和机械锁之间有机械联锁。 在使用时，先由钥匙开关打开机械锁，才能对控制手柄和换向手柄进行操 作。当操纵列车时，先将钥匙开关打到“1”位，

26、再由方向手柄选定列车的行车 方向，再操作控制手柄来控制列车的速度。在行车过程中，如需要改变列车的 工况时，必须先将控制手柄放回“0”位后，才可进行方向手柄的操作。如果驾 驶员需要进行异端操作时，必须将本端驾驶员控制器的控制手柄置“0”位，换 向手柄“0”位，钥匙开关回“0”位，锁闭机械锁，拔出钥匙，方可进行异端 操作。在列车的惰行期间，如果方式方向手柄移动到其他位置，牵引控制单元 中牵引指令将失效，将启动紧急制动。 s355e 型驾驶员控制器的钥匙开关、控制手柄盒方向手柄之间的联锁关系 如下。 （1）钥匙开关在“0”位时，控制手柄和方向手柄均锁定在“0”位不动； 反之，只有控制手柄和方向手柄均

27、在“0”位时，钥匙开关才可由“0”位打到 “1”位。 （2）钥匙开关在“1”位，控制手柄和方向手柄可进行操作，但控制手柄 和方向手柄之间还存在以下互锁关系： 方向手柄在“0”位，控制手柄被锁在“0”位不动。 方向手柄在“前”位时，控制手柄可在“牵引”和“制动”区域范围内 活动。 方向手柄在“后”位时，启动列车手动折返模式。 方向手柄在“atc”位时，启动列车自动驾驶模式。 控制手柄在“牵引”区、“制动”区或“最大制动”位时，方向手柄不 能进行位置转换，只有控制手柄在“0”时，方向手柄才可在“前”位、“后位” 和“atc”位之间转换。 上述机械联锁要求由机械联锁装置来实现。 2.2.22.2.2

28、 闭合表的实现闭合表的实现 电逻辑即闭合表的要求由控制轴、换向轴、辅助触头盒及电连接来实现。 当推动控制手柄时，通过齿轮传动带动控制轴转动，轴上的凸轮随之转动， 当凸轮的凸起位置转动到辅助触头盒的杠杆位置时，杠杆受到凸轮凸起部分的 挤压而将与其连接的动触头顶开，此时使该触头盒的常开或常闭状态发生变化， 从而使与该辅助触头盒相连接的控制线路得失电的状态发生变化；反之当凸轮 凸起部分转到无凸起的地方时，由于触头盒自身恢复弹簧的作用，辅助触头盒 的触点复原，从而使与该辅助触头盒相连接的控制线路得失电的状态恢复原样。 基于此原理，可根据电路原理图上驾驶员控制器各控制线路得失电的情况， 在控制轴和换向轴

29、上布置相应的凸轮凸起部分，如图 2-4 所示为某车型的驾驶 员控制器方向轴的闭合表，图上 atc、f、o、r 为方向手柄的四个位置， s10s16 为受方向轴凸轮控制的 7 个辅助触头，辅助触头下的长条块表示凸轮 的凸起位置。如图 2-4 可知，手柄在“atc”位时，将使 s10、s11、s12、s15、s16 辅助触头状态发生变化；当手柄在“f”位时，将使 s10、s11、s12、s15 辅助触头状态发生变化；当手柄在“r”位时，将使 s10、s11、s13、s14 辅助触头状态发生变化。 图 2-4 s355e 型司机控制器方向手柄闭合表 2.2.32.2.3 电位器的调节电位器的调节 控

30、制手柄的调速主要是通过调节电位器电阻的大小来实现的。其工作原理 参见图 2-5，其中的电阻 r 代表的是“牵引”区域或“制动”区域的单边电阻，两边 的结构以“0”位为中心对称。 两个电位器的公共端接地，另一端经限流电阻接+15v 直流电源，滑动端随 控制手柄转动而转动，从而改变滑动端和15v 电源端之间的电压，如图1-3所示， 这三点电位信号由 x2-2、x2-3、x2-5输出到控制主机，控制主机根据这一电压 信号判断控制手柄的几位设定值。 图2-5 调速点位器原理图 2.32.3 主要技术参数主要技术参数 （1）触头 s826a/l 额定电压 额定电压（ue）：dc110v； 约定发热电流（

31、ith）：dc10a； 额定电流（ie）：dc1.0a （2）触头特点 接点位速动型； 密封式结构； 接点具有自净功能，可提高用作计算机信号时的可靠性； （3）电位器特性 输出电位器型号为：fsg pw 70 2x1043； 独立线性度：1.0%； 输出平滑性：0.1%； 绝缘电压：500vac，50hz； 工作温度范围：55+80； 额定功耗：6w（25）； 电位器输出值。 输出电压：15v dc； 0位：3v dc0.1v dc 牵引最大位：8.3v dc0.15v dc 制动最大位：8v dc0.1v dc 快速制动：8.3v dc0.15v dc （4）手柄操作力 调速手柄操作力：不大

32、于35n 换向手柄操作力：不大于25n 注：调速手柄从制动最大位转到“快制”位时手柄操作力为40n10n （5）防护等级（污染等级3） 整机：tp00； 触头 s826a/：ip00（接线部分）；ip40（触点部分）。 （6）寿命 机械寿命1106； 电寿命1105。 （7）质量 质量约10kg 2.42.4 小结小结 s355e 型司机控制器是出自德国的沙尔特宝公司。上文中，我详细的介绍 了它的结构、工作原理、以及主要参数。s355e 型司机控制器是由上、中、下 三层组成。它是属于凸轮和辅助触头配合实现触点开闭控制的有触点电器。 第第3章章 tks14a 型和型和 tks15a 型司机控制器

33、型司机控制器 3.13.1 tks14atks14a 型司机控制器型司机控制器 一、主要技术参数一、主要技术参数 额定电压dc 110 v 额定电流流5 a 触头开距两断点之和4 mm 触头超程0.51mm 触头终压力21.0 n 手柄操作力50 n 二、二、tks14a 型司机控制器的结构型司机控制器的结构 tksl4a 型司机控制器(见图3-1)由上、中上、中下、下4层构成，各层之间 由钢板隔开，并由六方支柱支撑；上层(面板上)主要有手轮1、手柄2；中上层 主要为机械联锁装置，包括作为联锁用的凸轮组3、4及定位用的凸轮组5；中下 层包括作为控制用以实现电逻辑要求的凸轮架6和安装在其上的凸轮

34、块7以及辅 助触头盒8；下层主要有电位器9及接线插座10。该控制器左右两侧装有主轴11 和换向轴12，其中主轴用于调节机车的速度，换向轴用于控制机车的运行状态 及方向。电位器9固定在主轴上，它为塑料导电膜电位器。辅助触头盒8的接触 元件为双断点桥式常闭型结构，具有自润滑功能。在该型控制器的面板上还安 装有一警惕按钮13。 根据触头闭合表的需要，主轴自“0”位开始可顺时针方向或逆时针方向各转 动150。顺时针方向015区域为“0”位区，司机控制器无输出(即电位器2、3端 电压约为0 v)，15150区域为“牵引”区域。逆时针方向0一15区域也为“0” 位区，在此区域内，司机控制器无输出，1515

35、0区域为“制动”区域。手轮可 在“牵引”区域或“制动”区域内操纵主轴转动，由此改变电位器上“2”、“3”端输出 电压的大小，该电压又作为机车电路的指令来决定电机的转速，最终达到调节 机车速度的目的。换向轴共有“后”、“0”、“制”、“前”、“”、“”、“”7个位 置。这7个位置由机械联锁装置中定位凸轮来定位。主轴上装有10层凸轮架，其 中有5层为备用层，另5层凸轮架上根据闭合表的要求装有相应的凸轮块。凸轮 架上有凸轮的地方则形成凸缘，无凸轮块的地方形成凹槽。而辅助触头盒的安 装能满足如下要求：当主轴转动到凸缘与辅助触头盒的杠杆同一位置时，该辅 助触头盒的触点断开，而当主轴转动到凹槽对准辅助触头

36、盒的杠杆时，辅助触 头盒的触点闭合(不动作)。换向轴上情况类似，不同的是其备用层只有3层，凸 轮块的位置应符合换向轴闭合表要求。 图3-1（a） tks14a 型司机控制器总装图 1-手轮；2-手柄；3-凸轮；4-凸轮；5-定位凸轮；6-凸轮架；7-凸轮块；8-辅助触头盒； 9-电位器；10-插座；1l-主轴；12-换向轴；13-警惕按钮；14-锁柱 图3-1(b)tksl4a 型司机控制器辅助触头及闭合表 三、三、tksl4a 型司机控制器原理型司机控制器原理 (一)机械联锁关系 司机借助手轮及手柄来实现对控制器的操作。手轮是固定的，而手柄为可 取式(钥匙式)，利用面板上限位器的缺口来保证手

37、柄只有在换向轴处于“0”位 时，才能插入或取出。手柄同时又是调车控制器(tksl5a)的手柄。同时，利用 调车控制器面板上限位器的缺口来保证：只有当主轴处于“取”位时，手柄才 能插入或取出。这样，整台机车的主司机控制器和调车控制器共用一个活动手 柄，从而保证了机车在运行中，司机只能操作一台司机控制器，其余 3 台均被 锁在“0”位或“取”位，不致引起电路指令发生混乱。 为了防止可能产生的误操作，确保机车设备及机车运行安全，司机控制器 的手轮与手柄之间设有机械联锁装置。 司机控制器手轮及手柄之间的联锁要求如下： 1手柄在“0”位时，手轮被锁在“0”位。 2手柄在“前”或“后”位时，手轮可转向“牵

38、引”区域。 3手柄在“制”位时，手轮可转向“制动区域”。 4手轮在“0”位时，手柄只能在“0”、“前”、“后”、“制”各位移 动。 5手轮在“牵引”区域时，手柄只能在“前”、“”、“”、“” 各位移动或被锁在“后”位。 6手轮在“制动”区域时，手柄被锁在“制”位。 上述机械联锁要求是由机械联锁装置来实现的。图 3-1 中各图所示位置为 手轮、手柄(或主轴、换向轴)均处在“0”位。机械联锁原理如下： 1当手柄在“0”位时(图示位置)，aa 视图中锁柱阻止了主轴上的凸轮 向顺时针方向的转动。日一 b 视图中，主轴上的凸轮限制了主轴向逆时针方向 转动。这样，当手柄在“0”位时，手轮被锁在“0”位。

39、2手柄在“前”位或“后”位两种情况： (1)手柄在“前”位时，换向轴应自“0”位逆时针方向转动两个位置(每个 位置之间为 30)，此时，aa 视图中主轴上的凸轮顺时针方向的约束被排除； bb 视图中主轴上的凸轮在顺时针方向无约束，逆时针方向的约束仍存在； cc 视图中无这种约束，凸轮上的凸凹只是给司机相应的手感。因此，手轮可 操作主轴向顺时针方向转动即手轮可转到“牵引”区域； (2)手柄在“后”位时，换向轴应自“0”位顺时针方向转动 30，此时， aa、bb 视图情况同上。 3手柄在“制”位时，换向轴应自“0”位逆时针方向转动 30。，此时， aa 视图中主轴上的凸轮顺时针方向转动的约束还存在

40、，逆时针方向无约束； bb 视图中，主轴上的凸轮逆时针方向转动的约束被解除。这样，手轮只能操 作主轴向逆时针方向转动即手轮只能在“制动”区域内转动。 4手轮在“0”位，如图示位置，aa 视图中，换向轴无约束，bb 视 图中，换向轴可顺时针方向转动 30，逆时针方向转动 60，即手柄只能在 “0”、“后”、“制”、“前”各位间转换。 5手轮在“牵引”区域时，主轴由“0”位顺时针方向转过 15以上， bb 视图中主轴上的凸轮最低“台阶”转动到锁柱 14 位置，将换向轴的所有 约束解除。由前第 2 项知，手轮若在“牵引”区域，则手柄事先应转动到“前” 或“后”位： (1)假设手柄原来在“前”位，aa

41、 视图中，换向轴可逆时针转动 90， 即手柄可在“前”、“i”、“”、“”各位转动； (2)假设手柄原处在“后”位，aa 视图中，锁柱 14 正好被卡入换向轴上 “后”位的缺口中，换向轴在顺时针和逆时针方向都无法转动，因而手柄被锁 在“后”位。 6手轮在“制动”区域时，即主轴由图示位置逆时针方向转动 15以上， aa 视图中，换向轴元约束。而由前述第 3 项知，手轮若要到“制动”区域， 手柄必须先转动到“制”位。bb 视图中，当主轴逆时针转动 15以上时， 换向轴由图示位置逆时针转动 30，手柄正好于“制”位，这样，锁柱正好被 卡入换向轴上凸轮的缺口，换向轴在顺时针、逆时针方向都不能动作，即手

42、柄 被锁在“制”位。 (二)闭合表要求的实现 电逻辑即闭合表的要求是由主轴、换向轴、辅助触头盒及电连接来实现的， 其各自的结构见图 3-2、图 3-3、图 3-4。 图 3-1 的 dd 视图中，凸轮架上装有凸轮块，当转动手轮时，凸轮架随 之转动，当凸轮块的位置转动到辅助触头盒的杠杆位置时，杠杆受到凸轮块的 挤压而将与其连动的动触头顶开，此时，与该辅助触头盒相连的控制线失电； 当主轴转动到在辅助触头盒杠杆处凸轮架上无凸轮块时，由于辅助触头盒恢复 弹簧的作用，使其触点闭合，这样，与该辅助触头盒相连的控制线得电。利用 此原理，可根据电路原理图上司机控制器各控制线得失电情况，在主轴、换向 轴的凸轮架

43、上布置相应的凸轮块(见图 3-2、图 3-3 中主轴、换向轴凸轮块展开 图)以满足要求。这种结构非常灵活、方便。对于不同型号的机车，可能有不同 的闭合要求，使用 图 3-2 主轴组装 图 3-3 换向轴组装 图 3-4 辅助触头盒 l-触头盒体和盖；2-触点弹簧；3-恢复弹簧； 4-杠杆；5-动触头；6-静触头；7-接线片；8-软连线 这些系列司机控制器其方便在于不需要重新设计新的凸轮来满足不同闭合表的 要求，只需要将凸轮块的位置按照各种闭合表要求拼装。因而，这种结构是机 车司机控制器系列化、简统化较理想的结构。 (三)电位器的调节 手轮调速主要是通过调节电位器输出电阻的大小来实现的。 该型司

44、机控制器采用的是塑料导电膜，电阻分配如图 3-5 所示。 135区域为有效电气角度，30“0”位区域的出线端子为“3”端，60 “0”位区域出线端为“1”端，135区域为“2”端，在 135区域内有一个 固定电阻与一个均匀分布的同样大小的可调电阻。电气原理图如图 3-6 所示。 图 3-5 电位器的电阻分布示意图 图 3-6 电位器原理图 图 3-6 中的电阻代表的是“牵引”区域或“制动”区域的单边电阻，两边 的结构以“0”位为中心对称。电位器安装到主轴上时，应保证其 30“0”位 区与司机控制器面板上标牌所标明的“牵引”、“制动”之间的“o”位区一 致。调节步骤如下： 1电位器“3”端接地，

45、1 端加 15 v 直流电压，然后测量“2”、“3”端 电压； 2调整电位器轴，使“2”、“3”端电压在手轮处于“牵引”“0”位和 “制动”“0”位时，均不超过 0.1 v； 3拧紧紧定螺钉，并涂上红油漆防止松动。 3.23.2 tks15atks15a 型调车控制器型调车控制器 tks15a 型调车控制器总装见图 3-7，闭合表要求见图 3-8。 图 3-7 tks15a 型调车控制器 总装 1 一限位器；2 一手柄；3 一主轴；4 一电位器； 5 一辅助触头盒；6 一凸轮架；7 一定位凸轮；8 一插座； 图 3-8 辅助触头组及闭合表 tksl5a 型调车控制器在结构及原理上与 tksl4

46、a 型司机控制器基本相似， 所不同的是，tksl5a 型调车控制器只有一根轴，手柄共有“取”、“向后”、 “取”、“向前”4 个位置，“取”位即为调车控制器的机械“0”位。手柄只 能从“取”位插入或取出。它的电位器同 tksl4a 型司机控制器。但其限位器 限制了手柄在“向前”或“向后”转动的最大范围为 75，加上分压电阻(图 3-9)，司机操作该控制器最大只能到 4 级。闭合表要求是由主轴(见图 3-10)上的 凸轮块相应的配置来达到的。电位器的调节同 tksl4a 型。 图 3-9 电位器与分压电阻连接原理图 图 3-10 调车控制器轴组装 3.33.3 小结小结 本章是对 tks14a

47、型和 tks15a 型司机控制器的结构原理进行分析，通过 本章的了解使我们对 tks14a 型和 tks15a 型驾驶员控制器的各方面知识都能 深度的了解，对我们以后在工作岗位上能更好的发挥自己所学。 第第 4 4 章章 司机控制器的检修司机控制器的检修 4.14.1 司机控制器的维护保养司机控制器的维护保养 检查主轴、转换轴不许有裂损、变形、旷动和过量磨耗。 检查弹簧、定位杠杆，不许有裂纹、变形，滚轮不许有过量磨耗，转动灵 活，铆接良好。 检查凸轮片不许有裂纹、变形。 检查辅助触头盒不许有裂纹、变形，触头不许烧损，辅助触头盒的杠杆不 许裂损，触头不许烧损。动作应灵活。 检查插座、电线路应完整

48、，不许有烧损；导线不许有过热，绝缘不许老化； 导线焊接、压接良好接线牢固。 检查手柄、手轮不许旷动，操作灵活，位置正确；手柄和手轮联锁正确。 4.24.2 司机控制器的检修司机控制器的检修 4.2.14.2.1 清扫及解体前检查清扫及解体前检查 (1)清扫：用 0.20.3 mpa 的压缩空气吹扫各部及用毛刷清扫各部灰尘。 (2)解体前检查：检查机械联锁状态及主轴、转换轴旷动情况。 4.2.24.2.2 解体及检查解体及检查 (1)用尖嘴钳拆下弹簧，用撑钳取下定位杠杆的挡圈，取下定位杠杆。用汽 油清洗弹簧及定位杠杆。 (2)外观检查弹簧，不许有裂纹、疲劳变形。弹性应正常。 (3)外观检查定位杠

49、杆，不许有裂纹、变形，滚轮不许有过量磨耗，转动灵 活，铆接良好。 (4)用螺丝刀拆下手轮。用游标卡尺测量手轮与主轴的配合间隙不大于 0.2mm。 (5)用螺丝刀和开口扳手松开定位螺母，取下杠杆弹簧，取出挡圈，拆下垫 块及杠杆。检查弹簧应不许有裂纹、疲劳变形，弹性应正常。检查垫块不许有 破损、掉块。杠杆不许有裂损、变形。 (6)用螺丝刀取下紧定螺钉，取下连接件。 (7)用扳手松开主轴、转换轴下部螺母。取出主轴、转换轴。用游标卡尺测 量主轴、转换轴与中下钢板套筒的间隙。用汽油清洗轴承或铜套、外观检查轴 承或铜套各部。轴承或铜套与轴配合良好，转动灵活。旷动过大或问隙超过 0.2mm 的铜套应更新。

50、(8)检查主轴、转换轴 外观检查主轴、转换轴不许有裂损、变形及过量磨耗。测量凸轮片和主 轴、转换轴的配合间隙，不得松旷，间隙不大于 0.2mm，允许加垫调整，旷动 严重时更新凸轮片。 凸轮架不许有裂损、变形。凸轮块牢固、完好。垫片不许裂损。更换凸 轮架时解体前在“0”位需做一标记，以免装错。 (9)检查辅助触头盒 拔下触头盒的接插件，用螺丝刀取下定位螺钉，取下辅助触头盒，用汽 油清洗干净。 外观检查触头盒不许裂损，触头不许烧损，辅助触头盒的杠杆不许裂损， 动作应灵活。 用万用表测量辅助联锁的通断情况。 (10)检查联锁与定位机构 检查挡圈、卡环，应不许有破损、老化现象。 需要更换挡圈时，应用卡

51、钳取下挡圈。 (11)检查各机械件 检查外表面的镀层、油漆是否有脱落；面板、下钢板、中上、中下钢板 是否有变形和裂纹，如有变形时应整修，如有裂纹应消除后焊修并打磨平整。 检查各定距支柱，不许有变形，螺纹完好。轻微变形时可用手锤整修。 (12)检查阻尼装置 用尖嘴钳取下弹簧用卡簧钳取下挡圈，取下杠杆。并用汽油清洗。 检查弹簧不许有断裂，弹性应良好。 检查杠杆不许有变形、裂纹。清洗垫块，检查垫块不许有破损。 (13)检查插座、电线路：外观检查插座应完整，不许有烧损；导线不许有 过热烧损，绝缘不许老化；导线焊接、压接良好，接线紧固，线号正确、清晰、 齐全。 (14)检查电位器：外观检查电位器安装牢固

52、，各线焊接良好，手动无阻滞 现象。用万用表 测量电位器总阻值应为 250(115)(即 212.5287.5)。观察电阻值上 升、下降应平稳，不得有冲击现象。 4.2.34.2.3 组装调整组装调整 按解体的反序进行组装。 (1)组装主轴：组装主轴时凸轮工作面涂适量的工业用凡士林，要求位置正 确，不许有松旷、螺钉紧固。 (2)组装中下钢板、底板，要求安装紧固。 (3)组装辅助触头盒：组装时在辅助联锁的杠杆处涂适量工业用凡士林。要 求螺钉紧固、平垫、弹簧垫圈齐全。 (4)组装定位杠杆、锁柱、弹簧：组装时在棘轮工作面、锁柱、杠杆的滚轮、 轴的转动接触处涂适量的润滑脂。 (5)组装阻尼装置弹簧及杠杆

53、。 (6)装限位器、手柄、手轮。 (7)电位器组装调整： 将手柄、手轮置“0”位，电位器置“0”位组装，要求紧固螺钉紧固。 将换向手柄置“制”或“前”、“后”位，转动调速手轮，用万用表测 “1”、“2”间电阻，电位器阻值上升或下降平稳、无冲击现象，且正常回 “0”位。 4.2.44.2.4 检查与试验检查与试验 (1)检查手柄、手轮状态：各手柄、手轮不许松旷，操作灵活，位置正 确不过位，操作力不小于 50n。手轮在“0”位，手柄才能取出。 (2)检查主司机控制器机械联锁要求： 手柄在“0”位时，手轮被锁住在“0”位。 手柄在“前”或“后”位时，手轮只可转向“牵引”区域。 手柄在“制”位时，手轮

54、只可转向“制动”区域。 手轮在“0”位时，手柄只可移向“前”、“后”、“制”位。 手轮在“牵引”区域时，手柄只能在“前”、“i”、“”、“”位 间移动或被锁在“后”位。 手轮在“制动”区域时，手柄被锁在“制”位。 (3)检查辅助司机控制器机械联锁：手柄只能在“取”位时，才能取出或插 入。 (4)电性能检查： 操纵手柄、手轮、测量触头接触情况，应接触良好，辅助触头的开闭状 态应与图纸中所给的闭合表相符。 电位器的检查在电位器的 1、3 端加直流 15 v，测量 2、3 端的电压应 满足： a“0”位、牵引“0”位、制动“0”位，辅助司机控制到“向前”和 “向后”起始位时，电压0.1 v； b从牵引“0”位到牵引区的最大级位及制动“0”位到制动区域的最大级 位时，电压变化应相同，最大输出电压14.3 v。 调整好电位器后，拧紧紧定螺钉，并涂上红油漆封。 (5)用 500 v 兆欧表测量触头、插座导线对地绝缘电阻值应不小于 10m。 (6)通电试验：将司机控制器安装在试验台上，按规定的程序进行各项试验， 要求各部动作正确、可靠，给定电路正确。 4.34.3 小结小结 本章节主要描写的是司机控制器的检修和维护包养。这个有利我