БАЛЛАСТООЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 1999 года по МПК E01B27/11 

Изобретение относится к устройствам для ремонта железнодорожного пути, в частности - к устройствам для очистки балласта, работающим без снятия рельсошпальной решетки.

Известна балластоочистительная машина, содержащая раму, опирающуюся на ходовые тележки, установленные на раме устройства для вырезки балласта, устройство для очистки балласта, конвейеры для засорителей, и устройство для укладки очищенного балласта в путь (Машины и механизмы для путевого хозяйства. /Под редакцией Соломонова С. А. - М.: Транспорт, 1984, с. 223 - 225).

Известна также балластоочистительная машина, содержащая раму, опирающуюся на ходовые тележки, закрепленные на раме, устройства для вырезки балласта, устройство для очистки балласта, включающее в себя соединенный с виброприводом короб и по меньшей мере одно закрепленное в коробе сито, конвейеры для вырезанного балласта и засорителей и конвейеры для укладки чистого балласта (SU, патент, 728724, кл. E 01 B 27/11, 1980).

Техническим результатом изобретения является повышение производительности работ по очистке балласта железнодорожного пути, увеличение глубины очистки балластной призмы железнодорожного пути.

Для достижения этого технического результата в балластоочистительной машине, содержащей раму, опирающуюся на ходовые тележки, закрепленные на раме устройство для вырезки балласта и устройство для очистки балласта, включающее в себя соединенный с виброприводом короб и по меньшей мере одно закрепленное в коробе сито, конвейеры для вырезанного балласта и для засорителей и конвейеры для укладки чистого балласта, устройство для очистки балласта снабжено рамой, установленной на раме машины с совмещением их продольных осей и с возможностью регулируемого поворота приводом относительно этих осей в поперечном направлении машины, при этом короб установлен на раме устройства для очистки балласта с опиранием на нее рамой через амортизаторы одной торцевой стороной, несущей вибропривод, а вторая торцевая сторона короба соединена с рамой этого устройства при помощи расположенных с обеих сторон продольной оси рамы пар двуплечих подпружиненных рычагов с равновеликими плечами, шарнирно соединенных друг с другом и с рамой устройства для очистки балласта.

Кроме этого, машина снабжена сцепляемой с одним концом рамы машины платформой, опирающейся на приводные ходовые тележки и несущей тягово-энергетическую установку, и сцепляемой с вторым концом рамы машины дополнительной рамой, опирающейся на ходовые тележки, установленные на этой раме устройством для вырезки балластов, устройством для очистки балласта, конвейерами для вырезанного балласта, для засорителей и очищенного балласта и сцепляемой со свободным концом дополнительной рамы дополнительной платформой, опирающейся на приводные ходовые тележки и несущей тягово-энергетическую установку.

На фиг. 1 изображена балластоочистительная машина, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - грохот, общий вид; на фиг. 4 - то же вид сверху; на фиг. 5 - динамическая схема грохота с распределением траекторий перемещения его элементов по длине короба; на фиг. 6 - схема установки грохота относительно продольной оси рамы машины.

Балластоочистительная машина содержит два модуля, каждый из которых включает в себя платформу 1, опирающуюся на приводные ходовые тележки 2, тягово-энергетическую установку 3 и кабину 4, закрепленные на платформе 1. С платформой 1 первого модуля сцеплена рама 5, опирающаяся на ходовые тележки 6. С обеих сторон рамы 5 установлены устройства для вырезки балласта у торцов шпал, представляющие собой роторы 7. На раме 5 закреплены устройство для очистки вырезанного балласта, представляющее собой грохот 8, конвейеры 9 и 10 для транспортирования вырезанного балласта, конвейеры 11 и 12 для очищенного балласта и конвейеры 13, 14, 15 и 16 для засорителей. С платформой 1 второго модуля сцеплена рама 17, опирающаяся на ходовые тележки 6. На раме 17 установлены устройство 18 для вырезки балластов из-под рельсошпальной решетки, состоящее из бесконечной цепи 19 с выгребными лопатками и привода 20 цепи 19, грохот 8, подъемно-рихтовочное устройство 21, планировщик 22 балласта, конвейер 23 для транспортирования вырезанного балласта, конвейеры 24, 25, 26 и 27 для очищенного балласта, конвейеры 28, 29 и 30 для засорителей и кабина 31 управления, расположенная в зоне вырезки балласта устройством 18 и вблизи устройства 21. Конвейеры 27 предназначены для укладки чистого балласта в путь. Устройство 18 может включать в себя одну цепь 19 в виде замкнутой двухярусной петли с одним приводом или может состоять из двух независимо работающих цепей 19, расположенных одна над другой и каждая из которых имеет индивидуальный привод.

Грохоты 8, установленные на рамах 5 и 17, при работе имеют неоднородное поле колебаний. Каждый грохот 8 состоит из рамы 39, установленной на раме машины с совмещением их продольных осей и имеющей возможность поворота относительно продольной оси влево и вправо на определенный угол, короба 32 с закрепленными на нем ситами 33, опор 34 с амортизаторами, шарнирных опор 35 и возбудителей колебаний (вибропривода), представляющего собой инерционный выбратор 36, расположенный на центральной оси инерции короба 32 в центре удара. Оси опор 35 расположены от вибратора 36 на расстоянии, определяемом соотношением
L = K • J_о/m • r,
где K - коэффициент, учитывающий массу балласта, перемещаемого по ситу (K = 0,91 : 1,1);
J_о - момент инерции короба 32 относительно опор 35;
m - масса короба 32;
r - расстояние от опоры 35 до центра тяжести короба 32.

Кроме этого, опоры 35 выполнены из двух пар двуплечих рычагов 37 и 38 с равновеликими плечами, шарнирно закрепленных относительно друг друга и попарно расположенных с обеих сторон от продольной оси машины или рамы машины, при этом рычаги 37 шарнирно закреплены на раме 39 и выполнены самоустанавливающимися относительно вертикальной оси опоры 35, а подпружиненные рычаги 38 выполнены самоустанавливающимися относительно горизонтальной опорной поверхности короба 32 под опоры 35. Такое выполнение опор 35 сводит к минимуму все составляющие возмущающей силы грохота 8 и способствует дополнительному повышению производительности и качества очистки балласта (щебня).

Грохот 8 устанавливается на раму 5 или 17 машины путем совмещения продольной оси симметрии соответствующей рамы с продольной осью симметрии грохота 8, которая проходит через втулки 40 рамы 39. Измерение угла наклона рамы 39 к горизонтальной плоскости производится гидроцилиндрами 41 (фиг. 6). Гидроцилиндры 41 расположены с обеих сторон рамы 39 грохота 8, своими штоками шарнирно закреплены на раме 39, а корпусами - на раме 5 или 17 машины. Гидроцилиндры 41 предназначены для регулируемого поворота влево или вправо (в поперечном направлении машины) рамы 39 грохота 8 относительно продольной оси машины во втулках 40, что обеспечивает сохранение устойчивости положения грохота при работе машины в кривых участках пути, стабильность положения сита 33 грохота 8 и, следовательно, равномерность загрузки балластом по всей поверхности сита 33.

Грохот работает следующим образом.

При вращении дебалансных валов вибратора 36 генерируется возмущающая сила F (см. фиг. 5), направленная под углом β к сеющей поверхности сита 33 и которая разлагается на две составляющие:
F₁ = F•sinβ - действующую перпендикулярно поверхности сита (нормальную);
F₂ = F•cosβ - действующую параллельно сеющей поверхности (касательную).

Сила F₁ вызывает колебания короба 32 относительно опор 34, описываемые колебаниями маятника, ось вращения которого проходит через шарниры опор 35.

Так как вибратор 36 установлен в центре удара короба 32, то реакция в оси шарниров опор 35 от силы F при этом равна нулю, а следовательно, не передает на раму 39 грохота 8 составляющую F₁ возмущающей силы и не имеет нормальной составляющей траектории, т.е. в зоне шарнирно подпружиненных опор 35 траектория колебаний сеющей поверхности совпадает с касательной составляющей F₂.

Часть короба 32 и сеющей поверхности, расположенные за шарнирно подпружиненными опорами 35, совершает колебания, большая ось траектории которых наклонена в сторону, противоположную движению по ситу 33 балласта, что способствует дополнительному досеву мелких фракций щебня (загрязнителя). Таким образом, при возбуждении колебаний короба 32 грохота 8 вибратором 36, установленным согласно вышеописанным соотношениям, траектория колебаний короба 32 по длине изменяется плавно в сторону разгрузки таким образом, что в зоне загрузки грохота 8 колебания, близкие к нормальным сеющей поверхности, способствует активному разделению щебня по фракциям, а в зоне разгрузки - близкие к касательным, способствуют быстрому отсеву мелких фракций щебня через отверстия сита 33.

Кроме того, передача на раму 39 грохота 8 через шарнирно подпружиненные опоры 35 динамических усилий от касательной составляющей сводится к минимум за счет маятниковых колебаний сдвоенных шарнирно подпружиненных опор 35, а от нормальной составляющей она равна нулю, причем установка грохотов 8 неоднородного поля колебаний на каждом из модулей повлекла за собой применение на первом модуле роторов 7 с максимально допустимым количеством ковшей и с максимально допустимыми параметрами работы роторов 7, а на втором модуле - применение устройства 18, содержащего бесконечную цепь 19 в виде двухярусной петли, или применение двух цепей с индивидуальными приводами.

Выполнение опор 35 короба 32 в виде сдвоенных, расположенных на одной вертикальной оси равноплечих подпружиненных рычагов 37 и 38 позволяет уменьшить касательные составляющие возмущающей силы, действующие вдоль продольной оси короба 32.

Гашение усилий (касательных составляющих) производится уже верхней парой подпружиненных рычагов, заставляющих совершать маятниковые колебания нижних подпружиненных рычагов относительно своих осей, еще раз уменьшив эти усилия (гашение за счет пружин).

Балластоочистительная машина работает следующим образом.

После самозарядки роторов 7 первого модуля и зарядки устройства 18 второго модуля начинается рабочее перемещение машины.

Вырезанный роторами 7 балласт конвейерами 9, 10 транспортируется на грохот 8, откуда очищенный щебень конвейерами 11, 12, 26 транспортируется и поступает на второй модуль машины, в зону укладки под рельсошпальную решетку за цепью 19, а засорители конвейерами 14, 15, 16 перегружаются для выгрузки в специализированные вагоны.

Вырезанный цепью (или двумя цепями) 19 балласт поступает на конвейер 23, транспортирующий его в грохот 8, откуда очищенный щебень поступает на укладку под рельсошпальную решетку, а засорители конвейерами 28, 29 и 30 транспортируется на конвейеры 13, 15 первого модуля машины и далее на выгрузку.

Предусмотрена подсыпка чистого балласта конвейерами 24, 25 и 27, установленными на втором модуле машины, из специализированных вагонов, соединенных с платформой 1 второго модуля.

Далее планировщик 22 балласта разравнивает и уплотняет профиль балластной призмы.

Подъемно-рихтовочное устройство 21, смонтированное на раме 17 второго модуля перед цепью 19 устройства 18, способствует повышению скорости рабочего перемещения машины в случае вырезания толщины балласта, не превосходящей высоты лопаток цепи 19.

Машина имеет высокую производительность, так как используемый в ней грохот эффективно и за непродолжительное время обеспечивает очистку вырезанного из-под рельсошпальной решетки балласта, поскольку в зоне загрузки грохота колебания, близкие к нормальным составляющим возмущающей силы относительно поверхности сит, способствует активному разделению щебня по фракциям, а в зоне разгрузки - близкие к касательным составляющим - способствуют быстрому отсеву мелких фракций щебня. Все это способствует повышению скорости перемещения машины при работе и обеспечивает увеличение протяженности участка железнодорожного пути, на котором производится очистки балласта в "окно", а также увеличению глубины очистки балластной призмы.

Использование: при ремонте железнодорожного пути для очистки балласта. Сущность изобретения: машина содержит раму. опирающуюся на ходовые тележки, закрепленные на раме устройство для вырезки балласта, устройство для очистки балласта и конвейеры для вырезанного балласта, для засорителей и укладки чистого балласта. Устройство для очистки балласта состоит из рамы, установленной на раме машины с совмещением их продольных осей и с возможностью регулируемого поворота приводом относительно этих осей в поперечном направлении машины, короба, установленного на раме этого устройства с опиранием на нее через амортизаторы одной торцевой стороной, несущей вибропривод, причем вторая торцевая сторона короба соединена с рамой этого устройства шарнирно при помощи расположенных с обеих сторон продольной оси рамы пар двуплечих подпружиненных рычагов с равновеликими плечами, шарнирно соединенных друг с другом и с рамой устройства. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Балластоочистительная машина, содержащая раму, опирающуюся на ходовые тележки, закрепленные на раме устройство для вырезки балласта, устройство для очистки балласта, включающее в себя соединенный с виброприводом короб и по меньшей мере одно закрепленное в коробе сито, конвейеры для вырезанного балласта и для засорителей и конвейеры для укладки чистого балласта, отличающаяся тем, что устройство для очистки балласта снабжено рамой, установленной на раме машины с совмещением их продольных осей и с возможностью регулируемого поворота приводом относительно этих осей в поперечном направлении машины, при этом короб установлен на раме устройства для очистки балласта с опиранием на нее через амортизаторы одной торцевой стороны, несущей вибропривод, а вторая торцевая сторона короба соединена с рамой этого устройства шарнирно при помощи расположенных с обеих сторон продольной оси рамы пар двуплечих подпружиненных рычагов с равновеликими плечами, шарнирно соединенных друг с другом и с рамой устройства для очистки балласта. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена сцепляемой с одним концом рамы машины платформой, опирающейся на приводные ходовые тележки и несущей тягово-энергетическую установку. 3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена сцепляемой с вторым концом рамы машины дополнительной рамой, опирающейся на ходовые тележки, установленными на этой раме устройством для вырезки балласта, устройством для очистки балласта, конвейерами для вырезанного балласта, для засорителей и очищенного балласта и сцепляемой со свободным концом дополнительной рамы дополнительной платформой, опирающейся на приводные ходовые тележки и несущей тягово-энергетическую установку.