УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ Российский патент 1998 года по МПК E01B31/17 B24B23/00 

Изобретение относится к устройствам для шлифования рельсов.

Известно устройство для шлифования рельсов рельсового пути, содержащее несущую раму, имеющую переставляемый относительно рельса шлифовальный инструмент и копирующие ролики с осями вращения и поверхностями качения по рельсу, инструментальную раму с направляющими роликами, имеющими поверхности качения по рельсу и направляющие элементы, расположенные на расстоянии от несущей рамы и соединенные с инструментальной рамой, при этом несущая рама соединена с инструментальной рамой с возможностью поворота вокруг оси, расположенной вдоль рельса.

Техническим результатом изобретения является удобство для проведения работ путем обеспечения точного копирования профиля головки рельса и безопасность для обслуживающего персонала.

Для достижения этого технического результата в устройстве для шлифования рельсов рельсового пути, содержащем несущую раму, имеющую переставляемый относительно рельса шлифовальный инструмент и копирующие ролики с осями вращения и поверхностями качения по рельсу, инструментальную раму с направляющими роликами, имеющими поверхности качения по рельсу, и направляющие элементы, расположенные на расстоянии от несущей рамы и соединенные с инструментальной рамой, при этом несущая рама соединена с инструментальной рамой с возможностью поворота вокруг оси, расположенной вдоль рельса, при горизонтальном положении осей вращения копирующих роликов, расположенных параллельно осям вращения направляющих роликов, контактная точка направляющего ролика, определяемая контактом его поверхности качения с рельсом, удалена от рабочей поверхности рельса, на который в этом положении описается с помощью копирующих роликов устройство, при этом устройство снабжено приводом для поворота несущей рамы относительно инструментальной рамы.

Кроме этого, направляющий ролик имеет два направляющих элемента, удаленных друг от друга в направлении оси вращения этого ролика, соединенных с ним и выполненных в форме реборд, при этом направляющий ролик расположен в проходящей вдоль направления его оси вращения поперечной направляющей с возможностью подачи относительно инструментальной рамы, поперечная направляющая для расположения направляющих роликов с возможностью свободного скольжения в поперечном направлении рельса выполнена на инструментальной раме и имеет прижимной элемент для возвращения инструментальной рамы в центральное положение относительно направляющих роликов, причем поперечная направляющая имеет скользящую манжету, соединенную с осевыми опорами направляющих роликов и которая расположена на скользящем держателе, соединенном с инструментальной рамой, скользящая манжета и скользящий держатель имеют четырехгранный профиль поперечного сечения, а шлифовальный инструмент выполнен в виде вращающегося шлифовального диска с осью вращения, проходящей перпендикулярно продольному направлению рельса, при этом упомянутый привод для поворота включает в себя коническую зубчатую передачу, которая состоит из конического колеса, установленного на несущей раме и расположенного в вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно продольному направлению рельса, соосно упомянутой оси поворота, и приводного колеса, соединенного с инструментальной рамой, коническое колесо выполнено зубчатым с расположением зубьев по его окружности по меньшей мере на 180^o, а диаметр приводного колеса значительно меньше диаметра конического колеса, а устройство имеет приводной двигатель, который с помощью гибкого приводного вала соединен с расположенным на несущей раме шлифовальным агрегатом, включающим в себя шлифовальный инструмент, который выполнен с возможностью подачи относительно обрабатываемого рельса в направлении, перпендикулярном упомянутой оси поворота, причем инструментальная рама имеет направленную вверх дугу, на которой расположены элементы для управления приводом подачи шлифовального инструмента и приводом для поворота несущей рамы относительно инструментальной рамы.

На фиг. 1 изображено устройство для шлифования рельсов, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - привод поворота несущей рамы относительно инструментальной рамы; на фиг. 4 - то же, вид под углом; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 6 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 7 - вариант выполнения устройства ля шлифования рельсов.

Показанное на фиг. 1 и 2 устройство 1 для шлифования рельсов 2 рельсового пути имеет продольную несущую раму 3, которая опирается с помощью двух удаленных друг от друга в продольном направлении рельса копирующих роликов 4 с осями 5 вращения на шлифуемый рельс 2 или же перемещается по нему. Несущая рама 3 соединяется своими обоими концами с возможностью поворота вокруг оси 7 поворота, образованной валом 6 и проходящей в продольном направлении рельса, с инструментальной рамой 8, которая имеет дугу 9, выступающую наверх и охватывающую несущую раму 3.

На консоли 10, закрепленной на инструментальной раме 8, находится приводной двигатель 11, который соединяется с помощью гибкого приводного вала 12 со шлифовальным агрегатом 13, предусмотренным на несущей раме 3. Этот агрегат состоит из шлифовального инструмента 14, расположенного между копирующими роликами 4 на несущей раме 3, и из привода 15, к которому подсоединен приводной вал 12. Шлифовальный инструмент 14 выполнен в виде шлифовального диска 16, вращающегося вокруг оси 18 вращения, проходящей перпендикулярно относительно продольного направления рельса, который приводится во вращение от привода 15 с помощью клиноременной передачи 17. Шлифовальный диск 16 подается в направлении своей оси вращения перпендикулярно относительно обрабатываемого рельса с помощью привода 20 подачи, при этом это движение подачи, выполняемое преимущественно с помощью электрического привода, управляется дистанционно с помощью кнопочного управления 19, смонтированного на дуге 9.

На фиг. 3 и 4 показано, что инструментальная рама 8 на своих продольных концах имеет направляющие ролики 22 (на каждом конце). Эти направляющие ролики 22 с горизонтальными или же проходящими параллельно плоскости рельса осями 23 вращения имеют соответственно удаленные друг от друга в направлении по оси 23 вращения реборды 21, которые выполняют функцию направляющих элементов 40, выполненных для прилегания к вертикальным боковым кромкам 39 рельса 2. Они выполнены с возможностью подачи относительно несущей рамы или же с возможностью удаления от нее. Для этой цели расположены направляющие ролики 22 на этой раме с возможностью перемещения относительно инструментальной рамы 8 вдоль поперечной направляющей 24, проходящей в направлении осей 23 вращения. Поперечная направляющая 24 состоит из скользящей манжеты 25, которая соединена с осевыми опорами 26 направляющего ролика 22 и свободно подается или же расположена плавающей на скользящем держателе 27, выполненном с четырехгранным поперечным сечением. Скользящий держатель 27 расположен в корпусе 28, в котором отсутствует одна боковая стенка и на нижней кромке которого находится подшипниковый узел 29, в котором располагается вал 6, соединенный с несущей рамой 3.

Выполненный в форме пружины 42 прижимной элемент 41, находящийся внутри скользящего держателя 27, соединен со скользящей манжетой 25 и стремится к тому, чтобы удерживать направляющий ролик 22 по центру относительно поперечной направляющей 24 или же относительно инструментальной рамы 8 (фиг. 5). Как копирующие ролики 4, так и направляющие ролики 22 имеют поверхности качения по рельсу 2, обозначенные соответственно цифрами 43 и 44. Благодаря контакту этой поверхности 43 качения копирующего ролика 4 с рельсом 2 определяется контактная точка 45 ролика, в то время как соответствующая контактная точка направляющего ролика 22 имеет цифровое обозначение 46. Как можно увидеть на фиг. 3 и 5, контактная точка 46 направляющего ролика располагается относительно контактной точки 45 копирующего ролика 4 выше или на расстоянии от нее по вертикали при горизонтальном расположении осей 5 вращения копирующих роликов 4 и параллельно относительно осей 23 вращения направляющих роликов 22.

Для поворота несущей рамы 3 относительно инструментальной рамы 8 предусматривается поворотный привод 30, который выполнен в виде конической зубчатой передачи 31 и расположен в районе соединения обеих рам 3 и 8. Этот привод состоит из конического колеса 33, установленного на несущей раме и выполненного зубчатым с расположением зубьев 32 по его окружности по меньшей мере на 180^o, а также из приводного колеса 34, соединенного с инструментальной рамой 8. Выполненное в форме полуокружности коническое колесо 33 расположено соосно относительно оси 7 поворота или же вала 6 в плоскости, проходящей перпендикулярно относительно продольной оси рельса, в то время как имеющее по сравнению с ним значительно меньший диаметр приводное колесо 34 со своей осью 35 монтируется под прямым углом относительно оси 7 в держателе 36 инструментальной рамы 8. С помощью установленного на дуге 9 маховика 37 приводится во вращение приводное колесо 34 через гибкий вал 38, в результате чего происходит поворот несущей рамы 3.

При своем рабочем применении перемещается устройство по рельсу 2 вручную и совершает возвратно-поступательное движение в зоне шлифования. Инструментальная рама 8 или же дуга 9 остается при этом всегда в вертикальном положении и не опрокидывается в противоположность несущей раме 3. В результате этого обслуживающий персонал получает возможность удобного обслуживания устройства с точки зрения эргономики, он может выполнять все операции по обслуживанию с помощью расположенных в верхней части дуги 9 рычагов управления. К тому же приводной двигатель 11, поскольку он не опрокидывается, может выполняться как четырехтактный двигатель с лучшими характеристиками и меньшими показателями шума.

При шлифовании горизонтальной рабочей поверхности 47 рельса 2 находится устройство 1 в положении, показанном на фиг. 1 и 5. Несущая рама 3 прилегает к рельсу 2 с помощью копирующих роликов 4, оси 5 вращения которых направлены горизонтально. Инструментальная рама 8 аналогично опирается на копирующие ролики 4 через поперечную направляющую 24, в то время как направляющие ролики 22, благодаря более высокому расположению своих контактных точек 46, не прилегают к рельсу 2. Реборды 21 направляющих роликов 22 имеют такие размеры, что они простираются вниз за пределы верхних кромок головки рельса и в качестве направляющего элемента 40 предотвращают соскальзывание устройства 1 в сторону с рельса 2. Обслуживающий персонал регулирует подачу шлифовального инструмента 14 или шлифовального диска 16 с помощью привода 20 подачи через кнопочное управление 19, при этом собственный вес устройства 1 создает необходимое для шлифования давление прижимания.

Если должна обрабатываться кромка головки рельса или, как можно увидеть на фиг. 2 и 6, одна из вертикальных боковых кромок 39 головки 52 рельса, то для этого необходимо выполнить только поворот несущей рамы 3 с помощью привода 30 поворота, обслуживаемого маховиком 37. Вращение вала 6 вокруг оси 7 поворота приводит к опрокидыванию копирующих роликов 4, которые выполняют функцию копирования профиля поперечного сечения головки 52 рельса. В результате этого происходит автоматически подача несущей рамы 3 и спаренной с ней через вал 6 инструментальной рамы 8 в поперечном направлении относительно направления рельса. Направляющие ролики 22 сохраняют при это благодаря ребордам 21 свое центральное положение относительно рельса 2 вместе с горизонтальным направлением осей вращения 23. Осуществляемая при этом поперечная подача скользящей манжеты 25 относительно скользящего держателя 27 поперечной направляющей 24 вызывает прижимание прижимного элемента 41 к расположенной напротив места шлифования кромке и в результате этого затем создает давление прижимания шлифовального инструмента 14 к боковой кромке 39 головки 52 рельса. Это давление прижимания возрастает пропорционально углу поворота несущей рамы 3 и заменяет автоматически в результате этого обязательно уменьшающееся давление прижимания, создаваемое собственным весом устройства.

При достижении максимального поворота и вызванной этим поперечной подачи несущей рамы 3 оси 5 поворота копирующих роликов 4 занимают примерно вертикальное положение (фиг. 6). Это позволяет выполнить опускание всего устройства 1 в вертикальном направлении на такое расстояние, на которое была удалена контактная точка 46 поверхности их качения направляющего ролика 22 в исходном положении от рабочей поверхности 47 рельса 2. Штрихпунктирная линия 48 на фиг. 2 изображает дугообразную траекторию, которую описывает ось 7 поворота между обоими возможными экстремальными положениями. Поскольку боковые поверхности 39 головки 52 рельса равномерно обрабатываются шлифовальным инструментом 14, то становится излишним поворот устройства 1 на рельсе 2.

В показанном на фиг. 7 варианте выполнения устройства для шлифования рельсов обозначены одинаково функционирующие детали аналогичными ссылочными номерами как и на фиг. 1-6. Это устройство 49 отличается от уже описанного устройства тем, что направляющий элемент 40 предназначен не только для обрабатываемого рельса 2, но выполнен конструктивно в виде двойного ребордного ролика 50, катящегося по противоположному рельсу 2. Он, в свою очередь, соединяется через поперечную направляющую 24 с инструментальной рамой 8 и перемещается относительно нее в поперечном направлении. Поперечная направляющая 24 выполнена в форме телескопически удлиняемой или укорачиваемой балки 51 и снабжена прижимным элементом 41. Расположенные на инструментальной раме 8 направляющие ролики 22 не могут перемещаться относительно этой рамы и поэтому не имеют реборды, чтобы не мешать необходимому поперечному смещению устройства.

Использование: при ремонте рельсов рельсового пути. Сущность изобретения: устройство содержит несущую раму с переставляемым относительно рельса шлифовальным инструментом и копирующими роликами, инструментальную раму с направляющими роликами и направляющие элементы. Несущая рама соединена с инструментальной рамой с возможностью поворота приводом вокруг оси, расположенной вдоль рельса. При горизонтальном положении осей вращения копирующих роликов, расположенных параллельно осям вращения направляющих ролков, контактная точка направляющего ролика, определенная контактом его поверхности качения с рельсом, удалена от рабочей поверхности рельса, на который в этом положении опирается с помощью копирующих роликов устройство. Обеспечивается точное копирование профиля головки рельса и безопасность для обслуживающего персонала. 11 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для шлифования рельсов рельсового пути, содержащее несущую раму, имеющую переставляемый относительно рельса шлифовальный инструмент и копирующие ролики с осями вращения и поверхностями качения по рельсу, инструментальную раму с направляющими роликами, имеющими поверхности качения по рельсу, и направляющие элементы, расположенные на расстоянии от несущей рамы и соединенные с инструментальной рамой, при этом несущая рама соединена с инструментальной рамой с возможностью поворота вокруг оси, расположенной вдоль рельса, отличающееся тем, что при горизонтальном положении осей вращения копирующих роликов, расположенных параллельно осям вращения направляющих роликов, контактная точка направляющего ролика, определенная контактом его поверхности качения с рельсом, удалена от рабочей поверхности рельса, на который в этом положении опирается с помощью копирующих роликов устройство, при этом устройство снабжено приводом для поворота несущей рамы относительно инструментальной рамы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющий ролик имеет два направляющих элемента, удаленных друг от друга в направлении оси вращения этого ролика, соединенных с ним и выполненных в форме реборд, при этом направляющий ролик расположен в проходящей вдоль направления его оси вращения поперечной направляющей с возможностью подачи относительно инструментальной рамы. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поперечная направляющая для расположения направляющих роликов с возможностью свободного скольжения в поперечном направлении рельса выполнена на инструментальной раме и имеет прижимной элемент для возвращения инструментальной рамы в центральное положение относительно направляющих роликов. 4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что поперечная направляющая имеет скользящую манжету, соединенную с осевыми опорами направляющих роликов и расположенную на скользящем держателе, соединенном с инструментальной рамой. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что скользящая манжета и скользящий держатель имеют четырехгранный профиль поперечного сечения. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шлифовальный инструмент выполнен в виде вращающегося шлифовального диска с осью вращения, проходящей перпендикулярно продольному направлению рельса. 7. Устройство по п.1, отличающееся темя что упомянутый привод для поворота включает в себя коническую зубчатую передачу. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что коническая зубчатая передача состоит из конического колеса, установленного на несущей раме и расположенного в вертикальной плоскости, проходящей перпендикулярно продольному направлению рельса, соосно с упомянутой осью поворота, и приводного колеса, соединенного с инструментальной рамой. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что коническое колесо выполнено зубчатым с расположением зубьев по его окружности по меньшей мере на 180^o, а диаметр приводного колеса значительно меньше диаметра конического колеса. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет приводной двигатель, который с помощью гибкого приводного вала соединен с расположенным на несущей раме шлифовальным агрегатом, включающим в себя шлифовальный инструмент. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что шлифовальный инструмент выполнен с возможностью подачи относительно обрабатываемого рельса в направлении, перпендикулярном упомянутой оси поворота. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инструментальная рама имеет направленную вверх дугу, на которой расположены элементы для управления приводом подачи шлифовального инструмента и приводом для поворота несущей рамы относительно инструментальной рамы.