УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ Российский патент 2005 года по МПК E01B31/18 C21D1/09 

Изобретение относится к устройствам поверхностной обработки длинномерных изделий сложного профиля, в частности железнодорожных и иных промышленных рельсовых путей, предназначенных для перемещения тягового подвижного состава.

Известно устройство для термообработки поверхности металлической заготовки дуговым разрядом в вакууме, состоящее из герметичного корпуса, соединенного трубопроводом с вакуум-насосом, вентиля регулирования напуска газа внутрь корпуса, блока электрического питания, клемма “минус” которого соединена с заготовкой, служащей катодом, а клемма “плюс” соединена с анодом и средством начального генерирования дуги между анодом и катодом, средства для обеспечения равномерного распределения дуги и средства для перемещения внутри корпуса заготовки - катода относительно анода (см. патент РФ №2104313, кл. С 21 D 1/09, опубл. 1998).

Недостатком такого устройства является необходимость создания вакуума, что делает невозможным использование его для обработки длинномерных изделий - заготовок как в заводских условиях, так особенно в условиях их эксплуатации.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранное в качестве прототипа устройство для упрочнения рельсовых путей, содержащее смонтированные на раме колесного транспортного средства систему энергоснабжения, систему торможения, источники высококонцентрированной энергии, размещенные под рамой в плоскости колес и подсоединенные к регулятору расхода рабочего тела, соединенному с емкостью хранения рабочего тела, при этом каждый источник высококонцентрированной энергии электрически подключен к выходу блока электропитания и управления, подключенному к системе энергоснабжения, а к управляющим входам блока электропитания и управления подключены задатчик вида и режима обработки и датчик скорости движения транспортного средства (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1664946, кл. Е 01 В 31/18, 1989).

Недостатком такого устройства является отсутствие динамичного приспособления для воздействия на заданные участки рельсов при движении транспортного средства, особенно по криволинейному пути, когда боковое раскачивание или смещение транспортного средства относительно рельсов может достигать 20-30 мм, и, следовательно, некоторые участки рельсов не охватываются термообработкой. Если же устройство обеспечивает более широкий спектр воздействия, то оно тем самым расходует еще большее количество энергии, при этом существенная часть ее уходит впустую. Кроме того, устройство имеет малый ресурс работы и большую сложность эксплуатации.

Помимо этого, недостатком такого устройства является дороговизна, большой расход электроэнергии, малая глубина и недостаточная прочность термообработанного поверхностного слоя рельсов и как следствие недолговечность этого слоя в процессе эксплуатации в результате воздействия контактных силовых факторов, таких как силы трения, ударных и изгибающих знакопеременных нагрузок.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание устройства для упрочнения рельсовых путей, обеспечивающего уменьшение энергопотребления, повышение твердости, пластичности, прочности и износостойкости контактной поверхности рельсов в процессе ремонта рельсовых путей путем воздействия на поверхность рельсов высоковольтными электрическими разрядами постоянного тока через активную технологическую диэлектрическую среду при обеспечении максимальной технологической простоты и экологической безопасности.

Поставленная задача решается путем применения в качестве источников высококонцентрированной энергии катодных блоков, состоящих из ряда электрических разрядников с динамичным приспособлением для их высокоточного локального дистанцирования и нацеливания на наиболее изнашиваемые участки верхней и боковой (с внутренних сторон колеи) контактных поверхностей головки рельсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для упрочнения рельсовых путей, содержащем смонтированные на раме колесного транспортного средства систему энергоснабжения, систему торможения, источники высококонцентрированной энергии, размещенные под рамой в плоскости колес и подсоединенные к регулятору расхода рабочего тела, соединенному с емкостью хранения рабочего тела, при этом каждый источник высококонцентрированной энергии электрически подключен к выходу блока электропитания и управления, подключенному к системе энергоснабжения, а к управляющим входам блока электропитания и управления подключены задатчик вида и режима обработки и датчик скорости движения транспортного средства, источники высококонцентрированной энергии выполнены в виде электрических разрядников, состоящих из диэлектрических трубок и металлических рабочих наконечников, электрически соединенных с клеммой “минус” блока электропитания и управления и сгруппированных в виде гребенок в диэлектрических корпусах электроразрядных блоков, размещенных на металлических шасси кареток между токопроводящими катками под рамой транспортного средства с обеих сторон, один из корпусов электроразрядных блоков закреплен на вертикальной каретке, другой - на горизонтальной каретке, а шасси обеих кареток шарнирно соединены между собой, причем шасси вертикальных кареток шарнирно подвешены к раме транспортного средства на подпружиненных штангах, шасси горизонтальных кареток шарнирно соединены между собой горизонтальными подпружиненными распорками, а шасси всех кареток электрически соединены с клеммой “плюс” блока электропитания, при этом трубки в корпусах электроразрядных блоков соединены диэлектрическим трубопроводом с регулятором расхода рабочего тела, соединенным трубопроводом с емкостью хранения рабочего тела, а рабочие наконечники выполнены с возможностью локального дистанцирования и нацеливания на изношенные участки верхней и боковой поверхности головки рельсовых путей посредством их выдвижения из электроразрядных блоков в рабочее положение на заданную длину.

Использование электрических разрядников с динамичным приспособлением для их высокоточного локального дистанцирования и нацеливания на наиболее изнашиваемые участки верхней и боковой с внутренних сторон колеи поверхностей головки рельсов сводит к минимуму расход электроэнергии на упрочнение рельсов и обеспечивает повышение качества обработки, а именно увеличивает твердость, пластичность, прочность и износостойкость рельсов и полностью охватывает обработкой заданные участки рельсов при движении транспортного средства даже по криволинейному пути.

На фиг.1 представлено предложенное устройство для упрочнения рельсовых путей, общий вид; на фиг.2 - оборудование, размещенное под рамой транспортного средства.

Устройство для упрочнения рельсовых путей содержит железнодорожное транспортное средство, которое имеет раму 1 с колесными парами 2, снабженными электромеханическим приводом 3, систему энергоснабжения 4, систему торможения 5 и датчик 6 скорости движения, а также задатчик 7 режима обработки, блок 8 электропитания и управления, к управляющим входам которого подключены задатчик 7 режима обработки и датчик 6 скорости движения, а также полые электрические разрядники с динамичным приспособлением для их высокоточного локального дистанцирования и нацеливания на наиболее изнашиваемые участки верхней и боковой (с внутренних сторон колеи) поверхностей головки рельсов, при этом разрядники состоят из диэлектрических трубок и металлических рабочих наконечников, электрически соединенных с клеммой “минус” блока 8 питания и управления и сгруппированных в виде гребенок в диэлектрических корпусах четырех электроразрядных блоках 9 и 10, размещенных на металлических шасси 11 и 12 кареток между токопроводящими катками 13 под рамой 1 транспортного средства по два с обеих сторон по его ходу: один 9 на вертикальной каретке, другой 10 на горизонтальной каретке, причем шасси 11 и 12 этих кареток шарнирно соединены между собой, кроме того шасси 11 вертикальных кареток шарнирно подвешены к раме 1 транспортного средства на подпружиненных штангах 14, а шасси 12 горизонтальных кареток шарнирно соединены между собой горизонтальными подпружиненными распорками 15, шасси всех кареток электрически соединены с клеммой “плюс” блока 8 электропитания и управления, трубки в корпусах электроразрядных блоков 9 и 10 соединены диэлектрическим трубопроводом 16 с регулятором 17 расхода рабочего тела, также соединенным трубопроводом 18 с емкостью 19 хранения рабочего тела 20, а рабочие наконечники имеют резьбу для их выдвижения из электроразрядных блоков 9 и 10 на заданную длину, обеспечивающую требуемую дистанцию обработки в пределах 2-9 мм между концом рабочего наконечника и обрабатываемой поверхностью головки рельсов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Машинист-оператор включает систему энергоснабжения 4 и блок 8 электропитания и управления, затем с помощью задатчика 7 выставляет нужный электрический режим обработки рельсов с учетом выбранной им скорости движения транспортного средства, которую он поддерживает блоком 4 и контролирует датчиком 6 скорости движения. При этом регулятор 17 расхода рабочего тела, автоматически управляемый блоком 8, подаст из емкости 19 рабочее тело 20 по трубопроводам 16 и 18 в электроразрядные блоки 9 и 10 и через рабочие наконечники полых электрических разрядников в зону высоковольтного электрического разряда непосредственно на обрабатываемую поверхность головки рельсов. Удельная электрическая мощность, приходящаяся на единицу площади обрабатываемой поверхности, регулируется напряжением на клемме “минус” блока 8, скоростью движения транспортного средства, величиной расхода рабочего тела, устанавливаемой машинистом-оператором, и дистанцией обработки, т.е. расстоянием между концами рабочих наконечников и обрабатываемой поверхностью.

Если происходит несанкционированное изменение скорости движения транспортного средства в процессе обработки, машинист-оператор выключает блок 8 и тем самым прекращает обработку рельсов. Заявляемое устройство обладает мобильностью, возможностью концентрированного воздействия электрической и тепловой энергии, проще по своей конструкции и в эксплуатации, более надежно и обладает значительно большим ресурсом эксплуатации.

Изобретение относится к устройствам поверхностной обработки длинномерных изделий сложного профиля, в частности железнодорожных и иных промышленных рельсовых путей, предназначенных для перемещения тягового подвижного состава. Сущность изобретения - источники высококонцентрированной энергии выполнены в виде электрических разрядников, состоящих из диэлектрических трубок и металлических рабочих наконечников, электрически соединенных с клеммой “минус” блока электропитания и управления и сгруппированных в виде гребенок в диэлектрических корпусах электроразрядных блоков, размещенных на металлических шасси кареток между токопроводящими катками под рамой транспортного средства с обеих сторон. Один из корпусов электроразрядных блоков закреплен на вертикальной каретке, другой - на горизонтальной каретке, а шасси обеих кареток шарнирно соединены между собой. Причем шасси вертикальных кареток шарнирно подвешены к раме транспортного средства на подпружиненных штангах, шасси горизонтальных кареток шарнирно соединены между собой горизонтальными подпружиненными распорками, а шасси всех кареток электрически соединены с клеммой “плюс” блока электропитания. Трубки в корпусах электроразрядных блоков соединены диэлектрическим трубопроводом с регулятором расхода рабочего тела, соединенным трубопроводом с емкостью хранения рабочего тела. Рабочие наконечники выполнены с возможностью локального дистанцирования и нацеливания на изношенные участки верхней и боковой поверхности головки рельсовых путей посредством их выдвижения из электроразрядных блоков в рабочее положение на заданную длину. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления, повышении твердости, пластичности, прочности и износостойкости контактной поверхности рельсов в процессе ремонта рельсовых путей путем воздействия на поверхность рельсов высоковольтными электрическими разрядами постоянного тока через активную технологическую диэлектрическую среду при обеспечении максимальной технологической простоты и экологической безопасности. 2 ил.

Устройство для упрочнения рельсовых путей, содержащее смонтированные на раме колесного транспортного средства систему энергоснабжения, систему торможения, источники высококонцентрированной энергии, размещенные под рамой в плоскости колес и подсоединенные к регулятору расхода рабочего тела, соединенному с емкостью хранения рабочего тела, при этом каждый источник высококонцентрированной энергии электрически подключен к выходу блока электропитания и управления, подключенному к системе энергоснабжения, а к управляющим входам блока электропитания и управления подключены задатчик вида и режима обработки и датчик скорости движения транспортного средства, отличающееся тем, что источники высококонцентрированной энергии выполнены в виде электрических разрядников, состоящих из диэлектрических трубок и металлических рабочих наконечников, электрически соединенных с клеммой “минус” блока электропитания и управления и сгруппированных в виде гребенок в диэлектрических корпусах электроразрядных блоков, размещенных на металлических шасси кареток между токопроводящими катками под рамой транспортного средства с обеих сторон, один из корпусов электроразрядных блоков закреплен на вертикальной каретке, другой - на горизонтальной каретке, а шасси обеих кареток шарнирно соединены между собой, причем шасси вертикальных кареток шарнирно подвешены к раме транспортного средства на подпружиненных штангах, шасси горизонтальных кареток шарнирно соединены между собой горизонтальными подпружиненными распорками, а шасси всех кареток электрически соединены с клеммой “плюс” блока электропитания, при этом трубки в корпусах электроразрядных блоков соединены диэлектрическим трубопроводом с регулятором расхода рабочего тела, соединенным трубопроводом с емкостью хранения рабочего тела, а рабочие наконечники выполнены с возможностью локального дистанцирования и нацеливания на изношенные участки верхней и боковой поверхностей головки рельсовых путей посредством их выдвижения из электроразрядных блоков в рабочее положение на заданную длину.