ШПАЛОПОДБИВОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК E01B27/16 

Изобретение относится к устройствам подбивочных агрегатов шпалоподбивочных машин.

Известна шпалоподбивочная машина, содержащая опирающуюся на ходовые тележки раму, смонтированные на ней с возможностью подъема и опускания приводами шпалоподбивочные агрегаты, каждый из которых состоит из соединенного с соответствующим из указанных приводов корпуса, рабочих инструментов, смонтированных на корпусе, вибропульсаторов, соединенных с рабочими инструментами и включающих в себя гидросистему с распределителями.

В известной машине находится большое количество подверженных износу поверхностей гидроцилиндров и шарниров, а также большое количество пускорегулирующей гидравлической аппаратуры системы управления, что усложняет ее конструкцию и требует более мощной энергетической установки.

Техническим результатом заявленной машины является упрощение конструкции, снижение энергопотребления рабочих органов, а также достижение более высокой частоты вибрации рабочих органов.

Указанный технический результат достигается тем, что в шпалоподбивочной машине, содержащей опирающуюся на ходовые тележки раму, смонтированные на ней с возможностью подъема и опускания приводами шпалоподбивочные агрегаты, каждый из которых состоит из соединенного с соответствующим из указанных приводов корпуса, рабочих инструментов, смонтированных на корпусе, вибропульсаторов, соединенных с рабочими инструментами и включающих в себя гидросистему с распределителями, рабочие инструменты каждого шпалоподбивочного агрегата смонтированы на соответствующем корпусе при помощи балки, установленной на корпусе с возможностью ограниченного поворота вокруг вертикальной оси, каждый вибропульсатор включает в себя трубчатую пружину, один конец которой прикреплен к балке, а второй соединен с соответствующим рабочим инструментом, при этом полости трубчатых пружин, расположенных кососимметрично относительно указанной вертикальной оси, попарно сообщены между собой и соединены с соответствующим распределителем для поочередной подачи рабочей жидкости в указанные пары полостей, а шпалоподбивочные агрегаты смонтированы на раме при помощи вертикальных направляющих.

Кроме этого, корпус и балка связаны между собой упругими элементами, распределитель смонтирован в вертикальной оси и выполнен в виде золотникового вращающегося распределителя, при этом оси вращения балки и золотника совпадают, или распределитель выполнен электрогидравлическим, а пара трубчатых пружин, расположенная с одной из сторон от вертикальной плоскости симметрии шпалоподбивочного агрегата, выполнена за одно целое с общим основанием для прикрепления к балке и с разобщенными внутренними полостями.

На фиг.1 изображена предлагаемая шпалоподбивочная машина, общий вид; на фиг. 2 шпалоподбивочный агрегат, главный вид; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 узел I на фиг.4; на фиг.6 сечение В-В на фиг.4; на фиг.7 разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.8 вариант выполнения трубчатых пружин; на фиг.9 гидравлическая схема привода шпалоподбивочного агрегата.

Шпалоподбивочная машина содержит несущую раму 1, опирающуюся на ходовые тележки 2 и 3. На несущей раме 1 с возможностью перемещения в поперечном направлении установлена рама 4. На раме 4 установлен шпалоподбивочный агрегат 5 с возможностью перемещения по направляющим в вертикальном направлении посредством гидроцилиндра 7 подъема и опускания. Гидроцилиндр 7 управляется распределителем 8, который соединен трубопроводами с масляным баком 9 и насосом 10. Распределитель 11, установленный на шпалоподбивочном агрегате, соединенный посредством трубопровода с масляным баком 9 и гидромотором 12, образует гидросистему возбуждения шпалоподбивочного агрегата.

Шпалоподбивочный агрегат 5 состоит из корпуса 13, установленного с возможностью перемещения по направляющим 6 в вертикальном направлении. С корпусом 13 посредством вертикальной оси 14 соединена балка 15 с возможностью ограниченного поворота относительно вертикальной оси 14. Между корпусом 13 и балкой 15 установлены упругие элементы 16, обеспечивающие восприятие вертикальных нагрузок, возникающих при заглублении шпалоподбивочного агрегата, и беспрепятственный поворот балки 15 в пределах максимальной амплитуды ее крутильных колебаний относительно вертикальной оси 14.

На балке 15 установлены вибропульсаторы 17 и 18, выполненные в виде трубчатых пружин, на концах которых установлены рабочие инструменты 19. Внутренние полости трубчатых пружин 17 и 18 связаны с распределителем 11 и соединены между собой посредством каналов 20 и 21 попарно кососимметрично относительно вертикальной оси 14. В качестве распределителя может быть использован сервовентиль, золотниковый распределитель с приводом от электро- или гидродвигателя, клапан-пульсатор и т.д.

Пара трубчатых пружин, расположенных по одну сторону от вертикальной плоскости симметрии шпалоподбивочного агрегата (фиг.5), может быть выполнена за одно целое с общим основанием с двумя разобщенными внутренними полостями.

Работает шпалоподбивочный агрегат следующим образом.

Рабочая жидкость от гидромотора 12 по трубопроводу поступает к распределителю (фиг. 4), где она преобразуется в пульсирующий поток и по каналам 20 нагнетается во внутренние полости пары трубчатых пружин 17, расположенных кососимметрично относительно вертикальной оси 14. При этом трубчатые пружины деформируются таким образом, что их кривизна уменьшается. В результате рабочий инструмент, закрепленный на концах трубчатых пружин, получает некоторое перемещение и в случае его взаимодействия с балластом возникает крутящий момент, воздействующий на балку 15 и стремящийся повернуть ее в направлении против вращения часовой стрелки. Одновременно внутренние полости другой пары трубчатых пружин 18 посредством каналов 21 соединены со сливом.

В следующем рабочем цикле рабочая жидкость от гидромотора 12 по трубопроводу поступает к распределителю 11 и после его срабатывания (фиг.5) по каналам 21 нагнетается во внутренние полости трубчатых пружин 18, расположенных кососимметрично относительно вертикальной оси 14. В это время внутренние полости пары трубчатых пружин 17 соединены со сливом. Т.е. в результате переключения распределителя 11 давление рабочей жидкости деформирует трубчатые пружины в обратном направлении, что в случае взаимодействия рабочего инструмента с балластом приводит к возникновению крутящего момента, воздействующего на балку 15 и стремящегося повернуть ее в направлении против часовой стрелки.

Таким образом, в случае взаимодействия рабочего инструмента с балластом в результате работы распределителя 11 происходит попеременное закручивание балки 15 шпалоподбивочного агрегата по и против направления вращения часовой стрелки. Это приводит к возникновению двухмассовой колебательной системы, в которой одна масса является распределенной и включает в себя рабочий инструмент и присоединенную массу балласта, податливым элементом колебательной системы являются трубчатые пружины 17 и 18, а второй массой является балка 15 шпалоподбивочного агрегата. При возбуждении вибраций без соприкосновения с балластом (перед внедрением в балласт) наибольшую амплитуду получают рабочие инструменты, так как их масса значительно меньше массы корпуса. При заглублении рабочих инструментов в балласт амплитуда колебаний начинает уменьшаться вследствие наличия сопротивления балласта и влияния присоединительной массы. Это приводит к увеличению колебаний балки, которая, имея значительно большую, чем рабочие инструменты, массу, накапливает при этом значительную энергию, которую затем передает на балласт через реактивные усилия, возникающие в зоне контакта рабочих инструментов с балластом, и используется для совершения полезной работы по перемещению и уплотнению балласта.

При работе на путях легкого типа число трубчатых пружин 17 и 18 и рабочих инструментов 19 может быть уменьшено до двух.

Распределитель 11 в соответствии с сигналом, задаваемым блоком 22 управления, занимает одно из трех положений: перекрытие, подача рабочей жидкости в одну пару трубчатых пружин при одновременном сливе из другой пары и обратное направление движения рабочей жидкости. В результате соседние рабочие инструменты колеблются в противофазе. Гидроаккумуляторы 23 и 24 служат для уменьшения гидравлических ударов и улучшения работы всей гидросистемы (фиг.9). Указанная гидросистема позволяет изменять частоту пульсации рабочей жидкости и возбуждать как вынужденные, так и резонансные колебания, при которых увеличивается КПД всего шпалоподбивочного агрегата.

Использование: для уплотнения балласта железнодорожного пути при его строительстве и ремонте. Сущность изобретения: машина содержит опирающуюся на ходовые тележки раму, шпалоподбивочные агрегаты, установленные на раме с возможностью подъема и опускания приводами по вертикальным направляющим. Каждый шпалоподбивочный агрегат состоит из корпуса, рабочих инструментов и ивибропульсаторов. Рабочие инструменты каждого агрегата смонтированы на его корпусе при помощи балки, установленной на корпусе с возможностью ограниченного поворота вокруг вертикальной оси. Каждый вибропульсатор включает в себя трубчатую пружину, один конец которой прикреплен к балке, а другой соединен с соответствующим рабочим инструментом. Полости трубчатых пружин, расположенных кососимметрично относительно вертикальной оси, попарно сообщены между собой и соединены с распределителем для поочередной подачи рабочей жидкости в эти пары полостей. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. ШПАЛОПОДБИВОЧНАЯ МАШИНА, содержащая опирающуюся на ходовые тележки раму, смонтированные на ней с возможностью подъема и опускания приводами шпалоподбивочные агрегаты, каждый из которых состоит из соединенного с соответствующим из приводов корпуса, рабочих инструментов, смонтированных на корпусе, вибропульсаторов, соединенных с рабочими инструментами и включающих в себя гидросистему с распределителями, отличающаяся тем, что рабочие инструменты каждого шпалоподбивочного агрегата смонтированы на соответствующем корпусе при помощи балки, установленной на корпусе с возможностью ограниченного поворота вокруг вертикальной оси, каждый вибропульсатор включает в себя трубчатую пружину, один конец которой прикреплен к балке, а другой соединен с соответствующим рабочим инструментом, при этом полости трубчатых пружин, расположенных кососимметрично относительно указанной вертикальной оси, попарно сообщены между собой и соединены с соответствующим распределителем для поочередной подачи рабочей жидкости в указанные пары полостей, а шпалоподбивочные агрегаты смонтированы на раме при помощи вертикальных направляющих. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что корпус и балка связаны между собой упругими элементами. 3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что распределитель смонтирован в вертикальной оси. 4. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что распределитель представляет собой золотниковый вращающийся распределитель, а оси вращения балки и золотника распределителя совпадают. 5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что распределитель выполнен электрогидравлическим. 6. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждые две трубчатые пружины, расположенные с одной из сторон от вертикальной плоскости симметрии шпалоподбивочного агрегата, выполнены за одно целое с общим основанием для прикрепления к балке и с разобщенными внутренними полостями.