УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ БАЛЛАСТА ИЗ-ПОД ПОДОШВЫ РЕЛЬСА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ Российский патент 2007 года по МПК E01B27/04 

Предлагаемое изобретение относится к области механизации путевого хозяйства железнодорожного транспорта и может быть использовано как при капитальном ремонте пути, так и при текущем его содержании.

Для удаления балласта из-под подошвы рельса железнодорожного пути на нормативную величину, равную 80 мм при железобетонных шпалах и 60 мм при деревянных для гарантированной от земли электроизоляции рельсовой цепи, известны устройства, например, по авт. св. СССР №436123, Е 01 В 27/10; №1437459, Е 01 В 27/04; №1682438, Е 01 В 27/04, содержащие перемещаемый по рельсам пути экипаж с рабочими органами на нем в виде приводимых в качательное перемещение рычагов с выталкивателем балласта. Известные устройства позволяют удалять балласт из-под подошвы рельса при последовательном перемещении экипажа от одного межшпального пространства (шпального ящика) к другому с остановкой над каждым. Темп работы таких устройств низкий, в частности, из-за последовательных затрат времени на переезд от одного шпального ящика к другому и непосредственный процесс удаления балласта. Кроме того, выталкиватель балласта рабочего органа перемещается по дуге окружности и, удаляя балласт из-под подошвы рельса, он несанкционированно внедряется в рабочий балласт шпального ящика, что весьма нежелательно.

В известных устройствах, например, по авт. св. СССР №586219, Е 01 В 27/04; №969803, Е 01 В 27/04 выталкиватель балласта, смонтированного на экипаже рабочего органа, перемещается вертикально до соприкосновения с рабочим балластом шпального ящика, а затем силовым цилиндром горизонтально вдоль него. Выталкивание балласта из-под подошвы рельса осуществляется без нарушения рабочего балласта. Темп работы известных устройств еще более низкий из-за увеличения числа последовательно выполняемых операций.

Известны устройства, например, по авт. св. СССР №1313935, Е 01 В 27/06; №1602917, Е 01 В 27/04; из книги: Министерство тяжелого транспортного машиностроения СССР. Путевые машины и механизмы. Отраслевой каталог. 18-3-87. - М., 1987. - С.71-72, где удаление балласта из-под подошвы рельса осуществляется при непрерывном перемещении экипажа с определенной скоростью. В устройстве по авт. св. СССР №1313935 удаляемый балласт смещается как в наружную часть колеи, так и внутрь колеи с возможностью попадания его на шпалы, при этом поворот выталкивателя балласта осуществляется в горизонтальной плоскости при опоре его выбрасывающего элемента на шпалу, что затрудняет его работу при нарушенной эпюре шпал. Затруднена работа при нарушении эпюры шпал в устройстве по авт. св. СССР №1602917 при перемещении вращающихся в вертикальной плоскости его шагающих вырезных фрез. Удаление балласта из-под рельса осуществляется путем вымывания его гидромониторами. Вымывание балласта гидромониторами с подачей струй воды под высоким давлением в зону очистки осуществляется и в устройстве, известном из книги. Гидромониторы установлены на тележках, смонтированных на экипаже на параллелограммной подвеске для их опускания и подъема. Траектория перемещения вымываемого балласта при этом неуправляема с попаданием его как на полевую сторону пути, так и на соседний путь и, кроме того, работа устройства электрически небезопасна, особенно на электрифицированных участках пути.

Известно устройство для удаления балласта из-под подошвы рельса железнодорожного пути по авт. св. СССР №1204656, Е 01 В 27/04 (принято за прототип), включающее рабочие органы с выталкивателем балласта на приводимых в качательное перемещение рычажных механизмах, смонтированные внутри колеи симметрично продольной оси экипажа с ходовыми по рельсам пути колесами.

Удаление балласта из-под подошвы рельса осуществляется на внешнюю сторону колеи при последовательном перемещении устройства от одного шпального ящика к другому с визуальным его определением, чем предопределяется низкий темп работы устройства и, кроме того, выталкиватель балласта рабочего органа перемещается по дуге окружности, внедряясь в выровненный и уплотненный удерживающий в рабочем положении шпалы балласт.

Известно устройство по пат. РФ №2154710, Е 01 В 29/28 (принято за прототип), включающее рабочие органы, смонтированные симметрично продольной оси экипажа, содержащем раму с ходовыми по рельсам пути колесами, две подвижные вдоль рамы силовыми цилиндрами тележки с зондирующими месторасположение рабочей зоны датчиками и рельсовыми зажимами.

Во время обработки рабочими органами рабочей зоны одной из тележек вторая тележка перемещается к очередной, подлежащей обработке, рабочей зоне своими рабочими органами, что обеспечивает непрерывный процесс обработки дискретно размещенных рабочих зон при непрерывном перемещении устройства вдоль обрабатываемого пути, что в свою очередь обеспечивает высокую производительность и эффективность работы устройства.

Однако в известном устройстве рабочие органы предназначены для обработки элементов прикрепления рельса к шпале и никак не могут быть использованы для удаления балласта из-под подошвы рельса в шпальных ящиках железнодорожного пути.

Необходимо устройство, позволяющее удалить балласт из-под подошвы рельса в наружную часть колеи не затрагивая выровненный и уплотненный в шпальных ящиках удерживающий в рабочем положении шпалы рельсошпальной решетки железнодорожного пути балласт с высоким темпом, обеспечиваемым возможностью удаления балласта в одном шпальном ящике во время перемещения и настройки рабочих органов для удаления балласта в очередном шпальном ящике при различной и нарушенной эпюре шпал.

Для этого, в известном устройстве для удаления балласта из-под подошвы рельса железнодорожного пути, включающем рабочие органы с выталкивателем балласта на приводимых в качательное перемещение рычажных механизмах, смонтированные внутри колеи симметрично продольной оси экипажа, содержащем раму с ходовыми по рельсам пути колесами, две подвижные вдоль рамы силовыми цилиндрами тележки с зондирующими межшпальное месторасположение датчиками и рельсовыми зажимами, рабочие органы смонтированы на каждой тележке и каждый рычажный механизм рабочего органа выполнен параллелограммным с горизонтально прикрепленным к параллельным рычагам выталкивателем балласта с возможностью его вертикального перемещения соответственно профилю закрепленного на раме тележки направляющего шаблона, определяющего траекторию перемещения выталкивателя балласта.

На концах приводимых в качательное перемещение силовым цилиндром двух шарнирно закрепленных на раме тележки параллельных рычагов параллелограммного механизма выталкиватель балласта прикреплен на смонтированных на рычагах силовых цилиндрах с контактирующими с направляющими шаблонами роликами, при этом в нейтральном положении управляющего силовыми цилиндрами трехпозиционного распределителя обе полости цилиндров соединены между собой и со сливной магистралью со смонтированным на ней регулируемым клапаном давления.

Кроме того, верхние концы приводимых в качательное перемещение силовым цилиндром параллельных рычагов параллелограммного механизма с шарнирно прикрепленным к его нижним концам выталкивателем балласта шарнирно сочленены с дополнительными параллельными шарнирно закрепленными на раме тележки рычагами и оборудованы в средней части контактирующими с направляющими шаблонами роликами.

Установка рабочих органов с выталкивателями балласта на двух подвижных вдоль рамы с ходовыми по рельсам пути колесами тележках с зондирующими межшпальное месторасположение датчиками и рельсовыми зажимами позволяет при попеременном шаговом перемещении тележек непрерывно перемещаться устройству вдоль пути с производительным и эффективным процессом удаления балласта из-под подошвы рельсов каждого шпального ящика при различной и нарушенной эпюре шпал пути.

Установка рабочих органов внутри колеи симметрично продольной оси тележек позволяет удалять балласт из-под подошвы рельсов шпального ящика одновременно в обе наружные стороны колеи.

Выполнение приводимого в качательное перемещение рычажного механизма рабочего органа параллелограммным с горизонтально прикрепленным к параллельным рычагам выталкивателем балласта с возможностью его вертикального перемещения соответственно профилю закрепленного на раме тележки направляющего шаблона позволяет опуститься выталкивателю до соприкосновения его с балластом шпального ящика и переместиться горизонтально, скользя по балласту шпального ящика и, не затрагивая его, выталкивая посторонний балласт из-под подошвы рельсов.

Размещение выталкивателя балласта на смонтированных на параллельных рычагах параллелограммного механизма силовых цилиндрах с контактирующими с направляющими шаблонами роликами и управляемых трехпозиционным распределителем, в нейтральном положении которого обе полости цилиндров соединены между собой и со сливной магистралью со смонтированным на ней регулируемым клапаном давления позволяет для осуществления его горизонтального перемещения управляемо смещать шарниры прикрепления выталкивателя балласта вдоль перемещаемых по дуге окружности концов параллельных рычагов параллелограммного механизма.

Шарнирное сочленение верхних концов приводимых в качательное перемещение силовым цилиндром параллельных рычагов параллелограммного механизма с шарнирно прикрепленным к его нижним концам выталкивателем балласта и оборудованных в средней части контактирующими с направляющими шаблонами роликами с дополнительными параллельными шарнирно закрепленными на раме тележки рычагами позволяет осуществлять вертикальное и последующее горизонтальное перемещение выталкивателя балласта одним силовым цилиндром, обеспечивая вертикальное смещение параллельных рычагов с выталкивателем балласта вертикальным перемещением шарнирного сочленения дополнительными параллельными рычагами за счет их поворота.

На фиг.1 схематически изображен вид сбоку предлагаемого устройства в положениях А и Б; на фиг.2 - вид с торца на тележку; на фиг.3, 4 - схемы рабочего органа; на фиг.5 - фрагмент схемы гидроуправления силовыми цилиндрами рабочего органа.

На оборудованной для перемещения по рельсам 1 железнодорожного пути колесами 2 раме 3 смонтированы подвижные вдоль нее силовыми цилиндрами 4 две снабженные катками 5 тележки 6 и 7. Каждая тележка оборудована зондирующими межшпальное месторасположение датчиками 8 и двумя рельсовыми зажимами 9, каждый из которых представляет собой смонтированную на тележке пару снабженных нажимными на головку рельса губками 10 рычагов 11, приводимых силовым цилиндром 12.

На раме 13 каждой тележки с внутренней стороны колеи железнодорожного пути симметрично ее продольной оси смонтированы два рабочих органа 14.

На фиг.3, 4 приведены два варианта схемы рабочего органа.

Приведенный на фиг.3 вариант рабочего органа включает в себя прикрепленные посредством шарниров 15 к раме 13 тележки два параллельных рычага 16 параллелограммного механизма, приводимые в качательное перемещение силовым цилиндром 17. Концы рычагов 16 оборудованы силовыми цилиндрами 18, к которым горизонтально посредством шарниров 19 прикреплен выталкиватель балласта 20 с возможностью, таким образом, перемещения его вдоль рычагов 16. Силовые цилиндры 18 оборудованы роликами 21 для контактного перекатывания их по закрепленным на раме 13 тележки направляющим шаблонам 22, определяющим траекторию перемещения выталкивателя балласта 20. На фиг.5 приведен фрагмент схемы гидроуправления силовыми цилиндрами 18, где в нейтральном положении управляющего ими трехпозиционного распределителя 23 обе полости цилиндров соединены между собой и со сливной магистралью 24, на которой смонтирован регулируемый клапан давления 25.

Вариант рабочего органа, изображенный на фиг.4, также включает в себя приводимые в качательное перемещение силовым цилиндром 26 два параллельных рычага 27 параллелограммного механизма. К нижним концам рычагов 27 горизонтально на шарнирах 28 прикреплен выталкиватель балласта 29. Верхние концы рычагов 27 шарнирно сочленены с дополнительными параллельными рычагами 30 посредством шарниров 31 закрепленными на раме 13 тележки. Средняя часть рычагов 27 оборудована роликами 32 для контактного перекатывания их по закрепленным на раме 13 тележки направляющим шаблонам 33, определяющим траекторию перемещения выталкивателя балласта 29.

Работает устройство следующим образом.

Во время удаления балласта из-под подошвы рельса в одном из шпальных ящиков одной из тележек вторая в это время переезжает и настраивается для удаления балласта из-под подошвы рельса своего очередного шпального ящика. Переезд каждой тележки осуществляется через шпальный ящик для удаления балласта из-под подошвы рельса во всех шпальных ящиках обеими тележками в их генеральном перемещении по стрелке вдоль пути, допустим, при обороте шпальных ящиков а, а1, а2 и т.д. тележкой 6, а шпальных ящиков b, b1, b2 и т.д. тележкой 7. Перемещение каждой тележки осуществляется при включении в работу силовых цилиндров 4 обеих тележек. Остановка каждой тележки осуществляется при обнаружении своего очередного шпального ящика своим зондирующим межшпальное расположение датчиком.

В положении А изображена ситуация, когда на заторможенной рельсовыми зажимами 9 тележке 7 заканчивается обработка шпального ящика b, а тележка 6 подъехала и настроилась для обработки своего очередного шпального ящика а2. Тележка 6 затормаживается своими рельсовыми зажимами 9 и начинается обработка своего очередного шпального ящика а2, а тележка 7 растормаживается и перемещается к своему очередному шпальному ящику b1, при этом перемещается по стрелке и рама 3 устройства - ситуация положения Б. Затем затормаживается тележка 7 для обработки своего шпального ящика b1, а тележка 6 растормаживается и перемещается к своему очередному шпальному ящику а3 (не изображено) с перемещением по стрелке и рамы 3 устройства - последующая ситуация положения А.

Затормаживается тележка своими рельсовыми зажимами 9 при сведении их рычагов 11 силовым цилиндром 12 до упора их нажимных губок 10 в боковые грани головки рельса по команде от зондирующих межшпальное месторасположение датчиков, ориентируя таким образом рабочие органы тележки для обработки шпального ящика. При обработке шпального ящика рабочие органы удаляют балласт на внешнюю сторону колеи одновременно из-под подошвы обоих рельсов.

Удаление балласта из-под подошвы рельса рабочим органом, приведенным на фиг.3, осуществляется следующим образом.

Силовыми цилиндрами 18 выталкиватель балласта 20 при перемещении гильз цилиндров 18 вдоль рычагов 16 и их роликов 21 по направляющим шаблонам 22 опускается на рабочий балласт шпального ящика. Силовым цилиндром 17 выталкиватель балласта смещается под подошву рельса, горизонтальное перемещение которого при этом обеспечивается вертикальным подъемом его шарниров закрепления вдоль перемещающихся по дуге окружности рычагов 16 за счет перекатывания по направляющим шаблонам 22 роликов 21 силовых цилиндров 18 в нейтральном положении распределителя 24 с отрегулированным для этого клапаном давления 25 сопротивлением.

При удалении балласта рабочим органом, приведенным на фиг.4, вертикальное перемещение выталкивателя балласта 29 со соприкосновением его с рабочим балластом шпального ящика с последующим горизонтальным его перемещением под подошву рельса осуществляется при перекатывании по направляющим шаблонам 33 роликов 32 приводимых силовым цилиндром 26 параллельных рычагов 27, верхние шарниры которых при этом контролируются дополнительными параллельными рычагами 30.

Вертикальное перемещение выталкивателя балласта до соприкосновения с рабочим балластом шпального ящика с последующим горизонтальным перемещением его под подошву рельса позволяет не затрагивая выровненный и уплотненный рабочий балласт шпального ящика, удерживающий шпалы в рабочем положении, удалить из-под подрельсового пространства посторонний (несанкционированный) балласт для обеспечения электроизоляции от земли рельсовой нити.

Изобретение относится к области механизации путевого хозяйства железнодорожного транспорта и может быть использовано как при капитальном ремонте пути, так и при текущем его содержании. Устройство для удаления балласта из-под подошвы рельса железнодорожного пути включает рабочие органы с выталкивателями балласта на приводимых в качательное перемещение рычажных механизмах, смонтированные внутри колеи симметрично продольной оси экипажа, содержащего раму с ходовыми по рельсам пути колесами, две подвижные вдоль рамы тележки с зондирующими межшпальное месторасположение датчиками и рельсовыми зажимами. Рабочие органы смонтированы на каждой тележке и каждый рычажный механизм рабочего органа выполнен параллелограммным с горизонтально прикрепленным к параллельным рычагам выталкивателем балласта с возможностью его вертикального перемещения соответственно профилю закрепленного на раме тележки определяющего траекторию его перемещения шаблона. Изобретение позволяет удалить балласт из-под подошвы рельса в наружную часть колеи не затрагивая выровненный и уплотненный в шпальных ящиках удерживающий в рабочем положении шпалы рельсошпальной решетки железнодорожного пути балласт с высоким темпом, обеспечиваемым возможностью удаления балласта в одном шпальном ящике во время перемещения и настройки рабочих органов для удаления балласта в очередном шпальном ящике при различной и нарушенной эпюре шпал. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для удаления балласта из-под подошвы рельса железнодорожного пути, включающее рабочие органы с выталкивателями балласта на приводимых в качательное перемещение рычажных механизмах, смонтированные внутри колеи симметрично продольной оси экипажа, содержащего раму с ходовыми по рельсам пути колесами, две подвижные вдоль рамы тележки с зондирующими межшпальное месторасположение датчиками и рельсовыми зажимами, отличающееся тем, что рабочие органы смонтированы на каждой тележке и каждый рычажный механизм рабочего органа выполнен параллелограммным с горизонтально прикрепленным к параллельным рычагам выталкивателем балласта с возможностью его вертикального перемещения соответственно профилю закрепленного на раме тележки определяющего траекторию его перемещения шаблона.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на концах приводимых в качательное перемещение силовым цилиндром двух шарнирно закрепленных на раме тележек параллельных рычагов параллелограммного механизма выталкиватель балласта прикреплен на смонтированных на рычагах силовых цилиндрах с контактирующими с определяющими траекторию перемещения выталкивателя балласта шаблонами роликами, при этом в нейтральном положении управляющего силовыми цилиндрами трехпозиционного распределителя обе полости цилиндров соединены между собой и со сливной магистралью со смонтированным на ней регулируемым клапаном давления.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние концы приводимых в качательное перемещение силовым цилиндром параллельных рычагов параллелограммного механизма с шарнирно прикрепленным к его нижним концам выталкивателем балласта шарнирно сочленены с дополнительными параллельными шарнирно закрепленными на раме тележки рычагами, при этом параллельные рычаги оборудованы в средней части контактирующими с определяющими траекторию перемещения выталкивателя балласта шаблонами роликами.