ШПАЛОПОДБИВОЧНЫЙ БЛОК Российский патент 2007 года по МПК E01B27/16 

Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам для уплотнения его балласта, и предназначено для использования в путевых машинах циклического и непрерывно-циклического действия.

Известен шпалоподбивочный блок, содержащий монтируемую на путевой машине с возможностью перемещения в вертикальной плоскости раму, вибратор, установленный на раме, подбойки, шарнирно закрепленные на раме, и гидроцилиндры поворота подбоек в вертикальной плоскости, соединяющие верхнюю часть соответствующей подбойки с вибратором (SU 1220571, E01B 27/16, 23.03.1986 г.).

Известен шпалоподбивочный блок, содержащий раму, смонтированные на ней вибропривод, рычаги с установленными на них подбойками и гидроцилиндры поворота подбоек, соединяющие рычаги с виброприводом (RU 2194109, E01B 27/16, 10.12.2001 г.).

Известен шпалоподбивочный блок, содержащий станину, рычаги, шарнирно закрепленные на станине и несущие подбойки, вибропривод, состоящий из корпуса, эксцентрикового вала, установленного в корпусе, гидромотора, соединенного с одним концом эксцентрикового вала, по меньшей мере, одного маховика, связанного с эксцентриковым валом, подшипников, установленных на эксцентриковом валу, гидроцилиндров, шарнирно связанных с рычагами и через шатуны - с подшипниками, установленными на эксцентриковом валу, и гидросистемы, соединенной с гидромотором и гидроцилиндрами (SU 1601278, E01B 27/16, 23.10.1990 г.). Данный шпалоподбивочный блок является наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного изобретения.

В известном шпалоподбивочном блоке каждый рычаг связан через гидроцилиндр и шатун с парой подшипников, установленных на эксцентриковом валу, что влечет за собой увеличение затрат по точности изготовления таких подшипниковых узлов. Отклонения по расположению отверстий, допущенные при изготовлении подшипниковых узлов, влияют на надежность работы шпалоподбивочного блока. В известных шпалоподбивочных блоках, как правило, с целью увеличения объема уплотняемого балласта, на одном рычаге закреплены две подбойки, и при работе шпалоподбивочного блока, когда одна из подбоек упирается в балласт, который уже достаточно уплотнен, вторая может работать вхолостую при недостаточном количестве балласта в зоне ее работы, что снижает качество уплотнения балласта вследствие неравномерности его уплотнения.

Кроме этого, в известном шпалоподбивочном блоке станина и корпус вибропривода выполнены за одно целое, что значительно усложняет работы по монтажу и демонтажу шпалоподбивочных блоков, а также - работы по ремонту этих блоков, и не дает возможности создания шпалоподбивочных блоков с различным количеством унифицированных вибрационных модулей.

Технический результат изобретения - повышение надежности шпалоподбивочного блока путем обеспечения лучших условий работы его подшипниковых узлов и шарниров, обеспечение более равномерного уплотнения равного по объему балласта путем его асинхронного обжатия каждой подбойкой, а также - облегчение условий монтажа, демонтажа и ремонта шпалоподбивочных блоков и сокращение ремонтных издержек путем использования унифицированных узлов (вибрационных модулей) при изготовлении шпалоподбивочных блоков различного назначения.

Для достижения этого технического результата в шпалоподбивочном блоке, содержащем станину, рычаги, шарнирно закрепленные на станине и несущие подбойки, вибропривод, состоящий из корпуса, эксцентрикового вала, установленного в корпусе, гидромотора, соединенного с одним концом эксцентрикового вала, по меньшей мере, одного маховика, связанного с эксцентриковым валом, подшипников, установленных на эксцентриковом валу, гидроцилиндров, шарнирно связанных с рычагами и через шатуны - с подшипниками, установленными на эксцентриковом валу, и гидросистемы, соединенной с гидромотором и гидроцилиндрами, эти подшипники выполнены сферическими, каждый из этих подшипников связан через шатун и гидроцйлиндр с соответствующим рычагом, несущим одну подбойку, шарниры связи гидроцилиндров с рычагами выполнены шаровыми, а шарниры крепления рычагов на станине выполнены в виде подшипников скольжения, наружные обоймы этих подшипников установлены в ступице каждого рычага, при этом внутренняя обойма этих подшипников выполнена в виде оси для смежных рычагов, которая установлена на станине посредством разъемного соединения и выполнена ступенчатой с количеством ступеней, равным количеству установленных на нее рычагов, а на боковой поверхности оси выполнены канавки, сообщенные каналами с гидросистемой.

Кроме этого, корпус вибропривода и станина выполнены с возможностью разъема, рычаги и вибропривод образуют один унифицированный вибрационный модуль, при этом шпалоподбивочный блок состоит, по меньшей мере, из одного унифицированного вибрационного модуля, закрепляемого на станине, а маховик установлен на корпусе при помощи подшипника и связан с эксцентриковым валом посредством полумуфт, корпус вибропривода состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой с возможностью разъема, причем шатун выполнен со ступицей, торцевая часть которой является днищем гидроцилиндра.

Шпалоподбивочный блок, в котором подшипники, установленные на эксцентриковом валу, выполнены сферическими, каждый из этих подшипников связан через шатун и гидроцилиндр с соответствующим рычагом, несущим одну подбойку, шарниры связи гидроцилиндров с рычагами выполнены шаровыми, а шарниры крепления рычагов на станине выполнены в виде подшипников скольжения, наружные обоймы которых установлены в ступице каждого рычага, при этом внутренняя обойма этих подшипников выполнена в виде оси для смежных рычагов, которая установлена на станине посредством разъемного соединения и выполнена ступенчатой с количеством ступеней, равным количеству установленных на нее рычагов, а на боковой поверхности оси выполнены канавки, сообщенные каналами с гидросистемой, что дает возможность повышения надежности шпалоподбивочных блоков вследствие обеспечения лучших условий работы его подшипниковых узлов и шарниров, а также - обеспечения более равномерного уплотнения балласта.

На фиг.1 изображен шпалоподбивочный блок, состоящий из одного вибрационного модуля, общий вид. На фиг.2 - то же, вид сбоку. На фиг.3 - то же, вид сверху. На фиг.4 - шпалоподбивочный блок, состоящий из двух вибрационных модулей, общий вид. На фиг.5 - то же, вид сбоку. На фиг.6 - то же, вид сверху. На фиг.7 - шпалоподбивочный блок, состоящий из четырех вибрационных модулей, общий вид. На фиг.8 - то же, вид сбоку. На фиг.9 - то же, вид сверху. На фиг.10 - шпалоподбивочный блок, состоящий из шести вибрационных модулей, общий вид. На фиг.11 - то же, вид сбоку. На фиг.12 - то же, вид сверху. На фиг.13 - вибрационный модуль, общий вид. На фиг.14 - то же, вид сбоку. На фиг.15 - то же, вид сверху. На фиг.16 - зона I фиг.13. На фиг.17 - зона II фиг.14. На фиг.18 - зона III фиг.14. На фиг.19 - зона IV фиг.13.

Шпалоподбивочный блок (фиг.1-3) состоит из одного унифицированного вибрационного модуля 1, смонтированного на станине 2 посредством резьбовых соединений 3. Две пары шпалоподбивочных блоков используются для подбивки стрелочных переводов при установке их на машины тяжелого типа. Шпалоподбивочный блок (фиг.4-6) состоит из двух унифицированных вибрационных модулей 1, смонтированных на общей станине 2 посредством резьбовых соединений 3. Попарно установленные два шпалоподбивочных блока (фиг.4-6) используются для подбивки железнодорожных путей средними шпалоподбивочными машинами. Шпалоподбивочный блок (фиг.7-9) состоит из четырех вибрационных модулей 1, смонтированных на общей станине 2 посредством резьбовых соединений 3. Такой шпалоподбивочный блок (фиг.7-9) используется для подбивки железнодорожных путей тяжелыми шпалоподбивочные машинами. Шпалоподбивочный блок (фиг.10-12) состоит из шести унифицированных вибрационных модулей 1, смонтированных на общей станине 2 посредством резьбовых соединений 3. Такой шпалоподбивочный блок (фиг.10-12) используется для подбивки железнодорожных путей тяжелыми шпалоподбивочными машинами повышенной производительности. Таким образом, различные шпалоподбивочные блоки, предназначенные для установки на различные путевые машины, выполняются из одного и более унифицированных вибрационных модулей 1, установленных на общей станине 2, которая монтируется на путевой машине с возможностью перемещения приводом в вертикальной плоскости (с возможностью перестановки по высоте).

Каждый унифицированный вибрационный модуль 1 (фиг.13-14), зоны I-IV которого представлены на фиг.16-19, содержит разъемный корпус, состоящий из верхней части 4 и нижней части 5, соединенных между собой резьбовыми соединениями (с возможностью разъема). Разъемный корпус выполнен с фланцем, который прикреплен к фартуку 6 резьбовыми соединениями. Фартук 6 прикреплен к станине 2 также резьбовыми соединениями. Таким образом, станина 2 и корпус выполнены с возможностью разъема. Внутренняя часть фланца корпуса выполнена в виде стакана. На наружной посадочной поверхности этого стакана установлена внутренняя обойма подшипника 7, а на наружной обойме подшипника 7 установлен маховик 8. На торцевой поверхности маховика 8 при помощи резьбовых соединений установлена полумуфта 9, в которой выполнены пазы для установки упругих элементов 10. На валу 11 посредством шпоночного соединения установлена полумуфта 12, на наружной поверхности которой выполнены пазы для ответных выступов упругих элементов 10 (для соединения полумуфты 12 и упругих элементов 10 между собой). В осевом направлении полумуфта 12 закреплена на валу 11 посредством разъемного соединения. Маховик 8 связан с эксцентриковым валом 11 посредством полумуфт 9 и 12 и установлен на корпусе при помощи подшипника 7. С эксцентриковым валом 11 могут быть соединены два маховика 8, установленные на противоположных концах эксцентрикового вала. На эксцентриковом валу 11 установлены коренные сферические подшипники 13 и шатунные сферические подшипники 14, 15. При помощи подшипников 13 эксцентриковый вал 11 установлен в разъемном корпусе, состоящем из верхней части 4 и нижней части 5. Между подшипниками 13, 14, 15 установлены проставочные кольца. На свободной стороне разъемного корпуса при помощи стакана 16 установлен гидромотор 17. На эксцентриковом валу 11 закреплена посредством разъемного соединения полумуфта 18. На внутренней поверхности полумуфты 18 выполнены пазы для упругих элементов 19. На эксцентриковом валу 11 посредством разъемного соединения установлена полумуфта 20, на наружной поверхности которой выполнены пазы для упругих элементов 19. Таким образом гидромотор 17 при помощи полумуфт 18 и 20 соединен с одним концом эксцентрикового вала 11. На наружных обоймах шатунных подшипников 14, 15 установлены опорные корпуса шатунов 21, 22. С одной стороны опорных корпусов шатунов 21, 22 выполнена ступица 23, на наружной поверхности которой установлено уплотнение, а на ее торцевой части установлен гидроцилиндр шатуна 24. Торцевая часть ступицы 23 является днищем гидроцилиндра шатуна 24. Полости гидроцилиндра шатуна 24 соединены каналами и рукавами 25, 26 с гидросистемой. Гидроцилиндр шатуна 24 закреплен на ступице 23 при помощи крышки 27 и резьбового соединения. В крышке 27 гидроцилиндра шатуна 24 установлены направляющие кольца, уплотнения и грязесъемные кольца. На одном конце штока 28 гидроцилиндра шатуна 24 установлен поршень 29, закрепленный болтом, а на другом конце штока 28 при помощи резьбового соединения закреплен корпус 30, в котором установлен шаровой подшипник 31. В канавках поршня 29 установлены направляющие кольца и уплотнения. Подшипник 31 установлен на пальце 32, соединенном при помощи прессового соединения с рычагом 33, несущим подбойку 41. Каждый шаровой подшипник 31 шарнирно соединяет шток 28 гидроцилиндра шатуна 24 с соответствующим рычагом 33, несущим одну подбойку 41. Гидроцилиндры шатуна 24 вынесены за пределы разъемного корпуса, что значительно облегчает работы по их ремонту. Внутри нижней части 5 разъемного корпуса образована ванна с маслом для смазки подшипников 13, 14, 15. Вибропривод каждого шпалоподбивочного блока или унифицированного вибрационного модуля 1 состоит из разъемного корпуса, эксцентрикового вала 11, установленного в корпусе посредством сферических подшипников 13, гидромотора 17, соединенного с одним концом эксцентрикового вала 11, по меньшей мере, одного маховика 8, соединенного с валом 11 посредством полумуфт 9 и 12, сферических подшипников 14 и 15, установленных на валу 11, и гидроцилиндров шатуна 24, шарнирно связанных с рычагами 33 и через опорные корпуса шатунов 22 или 21 - с подшипниками 14 или 15, при этом каждый из сферических подшипников 14 или 15 связан через опорные корпуса шатунов 22 или 21 и соответствующий гидроцилиндр шатуна 24 с соответствующим рычагом 33, несущим одну подбойку 41. Каждый унифицированный вибрационный модуль 1 также содержит гидросистему, соединенную с гидромотором 17 и гидроцилиндрами шатунов 24.

В ступице каждого рычага 33 выполнено отверстие, в которое запрессована втулка 34. Через внутреннюю поверхность каждой втулки 34 проходит ось 35. Наружная поверхность оси 35 выполнена ступенчатой, размеры взаимодействующих поверхностей ступеней обеспечивают необходимые ступенчатые размеры оси 35 с каждой втулкой 34, установленной в соответствующем рычаге 33 с подбойкой 41. Ось 35 с одной стороны имеет подступечную часть, а с другой выполнена в виде цанги. Ось 35 установлена в станине 2 шпалоподбивочного блока посредством прессового соединения подступечной части и натяга, создаваемого в цанге распорной втулкой 36, имеющей резьбовое отверстие и взаимодействующей наружной конической поверхностью с коническим отверстием оси 35 со стороны цанги. Затяжка распорной втулки 36 обеспечивается стяжным болтом 37, вворачиваемым в ее резьбовое отверстие. Между поверхностями торца подступечной части оси и боковой поверхностью рычага 33 установлена нажимная шайба 38. В торце подступечной части оси 35 выполнены канавки и установлено уплотнение. Канавки соединены каналом и рукавом 39 с гидросистемой для поджатия рычагов 33 друг к другу (фиг.18). Ось 35 установлена на станине 2 посредством разъемного соединения, а шарниры крепления рычагов 33 на станине 2 выполнены в виде подшипников скольжения, причем наружные обоймы (втулки 34) этих подшипников установлены в ступице каждого рычага 33, а внутренняя обойма подшипников выполнена в виде оси 35 для смежных рычагов 33. Ось 35 выполнена с количеством ступеней, равным количеству одновременно устанавливаемых на нее рычагов 33. Между боковыми поверхностями ступиц рычагов 33 установлены проставочные шайбы 40. В нижней части рычагов 33 выполнены конические отверстия с конусом 1:50, в которых установлены подбойки 41 (рабочие инструменты), прикрепленные резьбовыми соединениями 42 к рычагам 33. В соответствующих зонах поверхностей конических отверстий выполнены каналы для подвода масла при установке и демонтаже подбоек 41. По периметру нижней части рычагов 33 выполнены маслоподводящие отверстия, а на боковой поверхности подбоек 41 выполнены маслоподводящие канавки.

Смазка подшипников 14, 15 обеспечивается маслом, находящимся в ванне нижней части 5 корпуса. Смазка подшипника 7 обеспечивается за счет разбрызгивания маховиком 8 масла, находящегося в углублениях станины 2, образованных элементами конструкции шпалоподбивочного блока (фиг.17).

Смазка подшипников центрального шарнира, образованного осью 35 и втулками 34, а также - торцевых поверхностей рычагов 33 и проставочных шайб 40 обеспечивается шприцеванием в полость, образованную проточкой втулки 34. Смазка подшипников 31 обеспечивается шприцеванием в полости, образованные цилиндрическими отверстиями корпусов 30, защитными крышками с уплотнением, а также защитными шайбами с уплотнением.

Шпалоподбивочный блок работает следующим образом.

Рабочая жидкость, поступая из гидросистемы в полости гидромотора 17, вращает его вал. Вращение вала гидромотора 17 передается на полумуфту 20, далее через упругие элементы 19 на полумуфту 18 и эксцентриковый вал 11. Вращение эксцентрикового вала 11 посредством эксцентриков преобразуется в возвратно-поступательное движение шатунных сферических подшипников 14, 15 и установленных на них опорных корпусов шатунов 21, 22 и гидроцилиндров шатунов 24, которое через шаровой подшипник 31 передается на верхнюю часть рычага 33. Рычаг 33 при этом совершает возвратно-поступательное движение относительно оси 35. Подбойка 41, прикрепленная к рычагу 33, также совершает возвратно-поступательное движение с частотой, определяемой частотой вращения эксцентрикового вала 11, и амплитудой, определяемой величиной эксцентриситета вала 11. С противоположной от гидромотора 17 стороны эксцентрикового вала 11 вращение передается на маховик 8, установленный на подшипнике 7, что обеспечивает рекуперацию энергии, подводимой к вибрационному модулю. Для выполнения попеременного возвратно-поступательного движения подбойки 41 рабочая жидкость от гидросистемы машины подается попеременно через рукава 25, 26 в поршневую и штоковую полости гидроцилиндра шатуна 24. При этом каждый рычаг 33, на котором закреплена одна подбойка 41, связан через опорные корпуса шатунов 22 или 21 и соответствующие гидроцилиндры шатунов 24 с одним подшипником 14 или 15, что дает возможность осуществления асинхронного обжатия балласта каждой подбойкой для равномерного его уплотнения и надежной работы шпалоподбивочного блока вследствие лучших условий работы его подшипниковых узлов и шарниров.

Для обеспечения герметичности подшипников скольжения центрального шарнира (с осью 35) рычагов 33 и поджатия их торцевых поверхностей друг к другу и к станине 2 в рабочем режиме масло от гидросистемы через рукава 39 подается в каналы и канавку, выполненные в торце подступечной части оси 35. Под действием давления масла нажимная шайба 38, установленная в торце подступечной части оси 35, перемещается вдоль оси центрального шарнира, обеспечивая поперечное перемещение и плотное прилегание боковых поверхностей ступиц рычагов 33 к соответствующей проставочной шайбе 40 и уплотнение полости центрального шарнира. Возможность адаптивного поперечного перемещения рычагов 33 без изменения величины зазоров в соединениях обеспечивается за счет выполнения подшипников 31 шаровыми, а также за счет выполнения шарниров крепления рычагов на станине в виде подшипников скольжения и выполнения канавок на боковой поверхности оси, сообщенных каналами с гидросистемой.

Таким образом, в шпалоподбивочном блоке (унифицированном вибрационном модуле 1) за счет выполнения подшипников 14, 15 сферическими, подшипников 31 шаровыми, а также за счет выполнения шарниров крепления рычагов 33 на станине 2 в виде подшипников скольжения обеспечивается улучшение условий работы подшипниковых узлов эксцентрикового вала и центрального шарнира (с осью 35) рычагов 33, поскольку исключается произвольное поперечное перемещение рычагов 33 в процессе работы шпалоподбивочного блока и исключается изменение поперечных зазоров в кинематической связи шатун - гидроцилиндр - шаровой подшипник - центральный шарнир, что снижает износ подшипниковых узлов и центрального шарнира рычагов 33, увеличивая надежность шпалоподбивочного блока.

Выполнение корпуса вибропривода и станины с возможностью разъема дает возможность изготовления шпалоподбивочных блоков с различным количеством вибрационных модулей, а также - сокращения времени на ремонт шпалоподбивочных блоков и обеспечения замены унифицированных вибрационных модулей при изготовлении шпалоподбивочных блоков различного назначения.

Выполнение корпуса вибропривода из двух частей, соединенных между собой с возможностью разъема, дает возможность сокращения времени на монтаж, демонтаж и ремонт вибропривода.

Заявленный шпалоподбивочный блок является более надежным за счет улучшения условий работы его подшипниковых узлов и шарниров, дает возможность обеспечения более равномерного уплотнения балласта, а также облегчения условий монтажа, демонтажа и ремонта шпалоподбивочных блоков.

Изобретение относится к устройствам для уплотнения балласта железнодорожного пути. Шпалоподбивочный блок содержит станину, рычаги, шарнирно закрепленные на станине и несущие подбойки, вибропривод, состоящий из корпуса, эксцентрикового вала, установленного в корпусе, гидромотора, соединенного с одним концом эксцентрикового вала, по меньшей мере, одного маховика, связанного с эксцентриковым валом, и гидросистемы, соединенной с гидромотором и гидроцилиндрами. Подшипники, установленные на эксцентриковом валу, выполнены сферическими, каждый из этих подшипников связан через шатун и гидроцилиндр с соответствующим рычагом, несущим одну подбойку. Шарниры связи гидроцилиндров с рычагами выполнены шаровыми, а шарниры крепления рычагов на станине выполнены в виде подшипников скольжения, наружные обоймы этих подшипников установлены в ступице каждого рычага. При этом внутренняя обойма этих подшипников выполнена в виде оси для смежных рычагов, которая установлена на станине посредством разъемного соединения и выполнена ступенчатой с количеством ступеней, равным количеству установленных на нее рычагов. На боковой поверхности оси выполнены канавки, сообщенные каналами с гидросистемой. Техническим результатом изобретения является повышение надежности шпалоподбивочного блока путем обеспечения лучших условий работы его подшипниковых узлов и шарниров, обеспечение более равномерного уплотнения балласта при асинхронном обжатии балласта каждой подбойкой, облегчение условий монтажа, демонтажа и ремонта шпалоподбивочных блоков и сокращение ремонтных издержек путем использования унифицированных вибрационных модулей при изготовлении шпалоподбивочных блоков различного назначения. 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Шпалоподбивочный блок, содержащий станину, рычаги, шарнирно закрепленные на станине и несущие подбойки, вибропривод, состоящий из корпуса, эксцентрикового вала, установленного в корпусе, гидромотора, соединенного с одним концом эксцентрикового вала, по меньшей мере, одного маховика, связанного с эксцентриковым валом, подшипников, установленных на эксцентриковом валу, гидроцилиндров, шарнирно связанных с рычагами и через шатуны - с подшипниками, установленными на эксцентриковом валу, и гидросистемы, соединенной с гидромотором и гидроцилиндрами, отличающийся тем, что подшипники, установленные на эксцентриковом валу, выполнены сферическими, каждый из этих сферических подшипников связан через шатун и гидроцилиндр с соответствующим рычагом, несущим одну подбойку, шарниры связи гидроцилиндров с рычагами выполнены шаровыми, а шарниры крепления рычагов на станине выполнены в виде подшипников скольжения, наружные обоймы этих подшипников скольжения установлены в ступице каждого рычага, при этом внутренняя обойма этих подшипников скольжения выполнена в виде оси для смежных рычагов, которая установлена на станине посредством разъемного соединения и выполнена ступенчатой с количеством ступеней, равным количеству установленных на нее рычагов, а на боковой поверхности оси выполнены канавки, сообщенные каналами с гидросистемой.2. Шпалоподбивочный блок по п.1, отличающийся тем, что корпус вибропривода и станина выполнены с возможностью разъема.3. Шпалоподбивочный блок по п.1, отличающийся тем, что рычаги и вибропривод образуют один унифицированный вибрационный модуль.4. Шпалоподбивочный блок по п.3, отличающийся тем, что он состоит, по меньшей мере, из одного унифицированного вибрационного модуля, закрепляемого на станине.5. Шпалоподбивочный блок по п.1, отличающийся тем, что маховик установлен на корпусе при помощи подшипника и связан с эксцентриковым валом посредством полумуфт.6. Шпалоподбивочный блок по п.1, отличающийся тем, что корпус вибропривода состоит из верхней и нижней частей, соединенных между собой с возможностью разъема.7. Шпалоподбивочный блок по п.1, отличающийся тем, что шатун выполнен со ступицей, торцевая часть которой является днищем гидроцилиндра.