ТЕЛЕЖКА ПУТЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ Российский патент 2007 года по МПК B61K9/08 

Изобретение относится к средствам контроля за состоянием рельсовых путей.

Известна путеизмерительная тележка, включающая два измерительных элемента, установленных с возможностью относительного взаимного осевого перемещения, и два отбойных элемента (проспект 1997 г. фирмы «Plasser&Theurer», Австрия, на автомотрису путеизмерительную ЕМ 120). Недостатком известного устройства является то, что при прохождении стрелочных переводов возможно возникновение больших динамических усилий, которые могут привести к аварийным ситуациям. Крепление параллелограммных тяг, одни концы которых установлены на подвижных элементах, связанных со следящими колесами, а другие - неподвижных, приводит к изменению противоположных плеч параллелограмма и может привести к заклиниванию механизма.

Наиболее близким является «Устройство для слежения за боковыми поверхностями рельсов» - Свидетельство на полезную модель №13549 27.04.2000 г., включающее базовый элемент, жестко связывающий в осевом направлении отбойные элементы и размещенные на нем кинематически связанные между собой, измерительные элементы. Недостатком известного технического решения является то, что при быстрых перемещениях и возникновении больших динамических нагрузках возможны поломки изделия, а также отсутствие жидкой смазки приводит к интенсивному износу открытых трущихся поверхностей. Наличие пружины, которая поджимает реборды к внутренним граням головок рельсов, при увеличении ширины колеи приводит к уменьшению усилия прижима реборд к боковым граням, что создает условия возможной потере контакта с боковой гранью рельсов, поскольку нарушается соотношение усилий прижима и разжима следящих колес.

Указанные недостатки устранены в заявленном устройстве. Тележка путеизмерительная обладает эксплуатационной надежностью, достаточной прочностью и износостойкостью, которые обеспечивают безопасность движения, имеет малую массу и незначительное влияние колес на рельсовый путь при прохождении неровностей, обладает упругостью для смягчения толчков и ударов, испытываемых при движении.

Путеизмерительная тележка обладает возможностью плавной настройки оптимального соотношения усилий прижима и разжима следящих колес, при этом обеспечивая высокие амортизационные свойства тележки при ударах и ведении по рельсовому пути с высоким коэффициентом запаса устойчивости от вкатывания гребнем на рельс следящих колес.

Общий вид путеизмерительной тележки представлен на фиг.1, которая содержит: 1 - полая рама; 2 - тяги параллелограммные; 6 - колесо отбойное; 20 - коромысло центрирующее; 23 - рычаг привода следящих колес; 25 - корпус датчика перемещения следящих колес; 28 - пневмоцилиндр привода осевого перемещения следящих колес; 29 - тяга; 32 - поводок; 33 - модуль датчика перемещения следящего колеса относительно кузова; 34 - кузов; 35 - смазка; 36 - кронштейн; 37 - датчик контроля прохождения стрелочного перевода; 38 - пневмоцилиндр прижима следящих колес.

На фиг.2 изображено сечение А-А по центрирующему коромыслу путеизмерительной тележки, представленной на фиг.1, и вид С, на котором показана путеизмерительная тележка, закрепленная на раме ходовой тележки подвижной единицы: 1 - полая рама; 2 - тяги параллелограммные; 20 - коромысло центрирующее; 21 - ось коромысла центрирующего; 22 - уплотнение; 23 - рычаг привода следящих колес; 24 - вал датчика перемещения следящих колес; 25 - корпус датчика перемещения следящих колес; 26 - амортизатор; 27 - шток винтовой; 32 - поводок; 33 - модуль датчика перемещения следящего колеса относительно кузова; 34 - кузов; 38 - пневмоцилиндр прижима следящих колес; 39 - рама ходовой тележки.

На фиг.3 изображено следящее колесо путеизмерительной тележки: 1 - полая рама; 3 - фланец; 4 - уплотнение; 5 - направляющий полый вал; 6 - колесо отбойное поворотное; 7 - фрикционный амортизатор; 8 - линейный подшипник; 9 - упор-амортизатор; 10 - полый стакан; 11 - уплотнение герметичное; 12 - подшипник; 13 - ступица коническая; 14 - амортизатор конический; 15 - фланец; 16 - втулка калиброванная; 17 - обойма коническая; 18 - обод колеса; 19 - реборда; 29 - тяга; 30 - шток.

Тележка путеизмерительная, фиг.1, состоит из герметичной полой рамы 1 с шарнирно установленными параллелограммными тягами 2 по концам. На торцы полой рамы надеты и герметично зафиксированы фланцем 3 через уплотнение 4 направляющие полые валы 5. На больший наружный диаметр каждого полого вала 5 установлено поворотное отбойное колесо 6. Отбойное колесо 6, фиг.3, выполнено с фрикционным амортизатором 7 на рабочей поверхности, взаимодействующей с контррельсом стрелочного перевода. На малом наружном диаметре каждого полого вала 5 установлен линейный подшипник 8 и упор-амортизатор 9.

На наружной поверхности линейного подшипника надет полый стакан 10 с герметичным уплотнением 11. На наружной поверхности стакана установлена в подшипниках 12 коническая ступица 13. Конический амортизатор 14 зажат фланцем 15 и калиброванной втулкой 16 между конической обоймой 17 и конической ступицей 13.

На конической обойме 17 центрируется и крепится следящее колесо, выполненное в виде сменного обода 18 со сменной ребордой 19. Коническая обойма 17 и обода 18 могут быть объединены и выполнены в виде одной детали, с целью уменьшения массы.

Следящие колеса в осевом направлении перемещаются синхронно шарнирно рычажным механизмом, установленным внутри герметичной полой рамы, и представляют собой центрирующее коромысло 20, фиг.2, жестко связанное с осью 21. Ось центрирующего коромысла 21 через уплотнения 22 герметично проходит сквозь центр полой рамы и жестко связана, с одной наружной стороны с рычагом 23 привода следящих колес, а с другой наружной стороны - с валом датчика 24 контроля перемещения следящих колес. Корпус датчика 25 жестко закреплен на внешней стороне полой рамы 1, причем ось датчика охватывается и фиксируется в полости оси 21 амортизатором 26, сжатым в замкнутом объеме винтовым штоком 27. Рычаг 23 шарнирно связан со штоком пневмоцилиндра 28 привода осевого перемещения следящих колес, корпус пневмоцилиндра шарнирно закреплен на полой раме 1. Центрирующее коромысло 20 выполнено в виде двуплечего рычага и шарнирно связано тягами 29, штоком 30, фиг.3. Шток 30 жестко закреплен на крышке 31, зафиксированной на полом стакане 10, где смонтировано следящее колесо.

На рычаге 23 шарнирно закреплен поводок 32, противоположный конец которого установлен в модуле датчика 33 перемещения следящего колеса относительно кузова. Модуль датчика 33 установлен на кузове 34 и по углу поворота поводка 32 регистрирует в поперечной плоскости пути линейные перемещения измерительного колеса относительно базы кузова вагона.

Внутренние полости механизма путеизмерительной тележки 1 соединены между собой и с внутренней полостью рамы и заполнены жидкой смазкой 35.

Поворотное отбойное колесо 6 выполнено с отверстиями по окружности, фиг.1, а на неподвижной раме тележки 1, напротив отверстий, установлен на кронштейне 36 датчик 37 контроля прохождения стрелочного перевода. Подъем и опускание путеизмерительной тележки, фиг.1, из рабочего положения в транспортное осуществляется при помощи пневмоцилиндров 38. Корпус пневмоцилиндра 38 шарнирно крепится на раму ходовой тележки 39, фиг.2 (Б), или на кузов вагона, а шток шарнирно крепится к полой раме 1 путеизмерительной тележки.

Путеизмерительная тележка крепится к раме 39 ходовой тележки при помощи параллелограммных механизмов 2 со сферическими шарнирами 40, фиг.3.

Путеизмерительная тележка работает следующим образом.

В исходном положении путеизмерительная тележка зафиксирована в верхнем транспортном положении, и следящие колеса прижаты к отбойным колесам.

Путеизмерительная тележка опускается на рельсовый путь в рабочее, фиг.2 (С), и поднимается в транспортное положение при помощи шарнирно установленных пневмоцилиндров 38, обеспечивающих заданное усилие прижима обода измерительных колес к головкам рельсов и одновременно являющихся пневматическими амортизаторами.

После опускания тележки на рельсы подается давление в шарнирно закрепленный пневмоцилиндр 28, фиг.1, шток которого осуществляет поворот рычага 23 и связанного с ним через ось 21 центрирующего коромысла 20. Центрирующее коромысло 20 передает усилие через тяги 29, шток 30, фиг.3, и крышку 31 на стакан 10, на котором смонтировано следящее колесо. Следящее колесо перемещается с линейным подшипником 8 и герметичным уплотнением 9 по направляющей полого вала 5 до упора реборды 19 в боковую грань рельса. Пневмоцилиндр 28 создает заданное усилие прижима реборды следящего колеса к боковой грани рельса. Вращение измерительного колеса при движении путеизмерительной тележки по рельсовому пути осуществляется в подшипниках 12. Линейный подшипник 8 обеспечивает возвратно-поступательное перемещение измерительного колеса при изменении ширины колеи, а упор амортизатор 8 ограничивает его ход и демпфирует толчки при резком максимальном раскрытии механизма. Герметичное уплотнение 9 предохраняет вытекание смазки 35.

Датчик 26 контроля перемещения измерительных колес фиксирует все изменения ширины рельсовой колеи, фиг.1, от min Y мм до max (Y+Δ) мм, причем каждое колесо перемещается на величину Δ/2, а центр полой рамы 1 путеизмерительной тележки, связанной с центрирующим коромыслом, находится и совпадает с центром рельсовой колеи.

При движении путеизмерительной тележки контроль и регистрацию перемещения точки контакта измерительного колеса с боковой гранью рельса относительно базы кузова вагона осуществляет модуль датчика 33, который установлен на кузове 34. При вертикальных, перемещениях и перекосах пути поводок 32 свободно перемещается вдоль своей оси в модуле датчика 33 и передает только смещения измерительного колеса в поперечной плоскости пути, поворачивая ось датчика 33 на плече Н, фиг.2. Для простоты вычислений передаваемых перемещений от колеса через поводок к модулю датчика 33 шарнир поводка 32 может быть установлен в кронштейне 23 на плече L, равном плечу L центрирующего коромысла 20, фиг.2.

При прохождении стрелочных переводов отбойное колесо 6, фиг.1, взаимодействует фрикционным амортизатором 7 с контррельсом стрелочного перевода и поворачивается вокруг собственной оси, а закрепленный на кронштейне 36 неподвижной полой рамы 1 датчик 37, например индуктивный, контролирует смещение отверстий при повороте отбойного колеса во время прохождения стрелочного перевода.

Ведение путеизмерительной тележки по рельсовому пути осуществляется при помощи палаллелограммных механизмов 2.

На торцах полой рамы 1 путеизмерительной тележки фиг.1 смонтированы на расстоянии S друг от друга параллелограммные механизмы 2, которые крепятся на том же расстоянии S друг от друга к раме 39 ходовой тележки, и образуют с ней за счет сферических шарниров 40 фиг.3 дополнительный параллелограмм в поперечной плоскости пути. Наличие дополнительного параллелограмма, со сферическими шарнирами, обеспечивает возможность плавного, без рывков и заеданий, смещения тележки в поперечной и вертикальной плоскости, а также позволяют независимо самоустанавливаться тележке на закруглениях, неровностях и возвышениях пути независимо от положения рамы ходовой тележки.

Путеизмерительная тележка обладает высокой ремонтопригодностью и долговечностью.

В случае износа рабочих поверхностей направляющего полого вала 5, которые контактируют с шариками линейных подшипников, необходимо разбирать соединение крышки 31 и штока 30, снять следящее колесо, ослабить затяжку фиксирующего фланца 3 и повернуть направляющий полый вал вокруг собственной оси до совмещения шариков линейного подшипника с неизношенной поверхностью. Это повышает ресурс изделия, уменьшает время ремонта и стоимость.

Следящее колесо представляет собой многослойную конструкцию, которая позволяет в случае износа производить замену отдельных ее частей, имеющих разную долговечность, таких как обод 18, реборда 19, конический амортизатор 14, коническая ступица 15.

Для увеличения ресурса и долговечности подвижных деталей, подшипниковых узлов и направляющих полых валов, уменьшения динамических воздействий при высоких скоростях движения, обод с ребордой измерительного колеса установлен через конический амортизатор. Линейный размер калиброванной втулки 16 определяет величину предварительно заданной деформации и определяет необходимую жесткость конического амортизатора 14.

С целью повышения эффективности эксплуатационных характеристик и увеличения ресурса и долговечности работы путеизмерительной тележки, рама 1 выполнена полой и герметичной, а внутренние полости механизма соединены между собой и заполнены жидкой смазкой 35.

Путеизмерительная тележка обладает эксплуатационной надежностью достаточной прочностью и износостойкостью обеспечивающих безопасность движения, имеет малую массу и незначительное влияние колес на рельсовый путь при прохождении неровностей, обладает упругостью для смягчения толчков и ударов, испытываемых при движении. Путеизмерительная тележка обладает возможностью плавной настройки оптимального соотношения усилий прижима и разжима следящих колес, при этом обеспечивая высокие амортизационные свойства при ударах и ведении по рельсовому пути с высоким коэффициентом запаса устойчивости от вкатывания гребнем на рельс следящих колес.

Для изготовления путеизмерительной тележки используются стандартные материалы, такие как сталь 20, сталь 40Х, сталь 45, сталь 50Г, которые обрабатываются на оборудовании и по технологиям, широко применяемым в машиностроении.

Изобретение относится к средствам контроля за состоянием рельсовых путей. Тележка путеизмерительная включает два отбойных колеса, жестко связанные между собой в осевом направлении базовым элементом, на котором размещены измерительные колеса, кинематически связанные между собой. Базовый элемент выполнен в виде герметичной полой рамы с параллелограммными механизмами по концам. На торцы полой рамы герметично надеты с возможностью фиксации и поворота вокруг собственной оси направляющие полые валы с упором-амортизатором на конце, на которых закреплено поворотное отбойное колесо, выполненное с фрикционным амортизатором, на рабочей грани и установлен полый стакан с возможностью герметичного осевого перемещения, на котором размещена с возможностью вращения коническая ступица измерительного колеса, к которой крепится через конический амортизатор обод измерительного колеса с внутренней конической поверхностью. Коническая ступица измерительного колеса вместе с полым стаканом соединена через внутреннюю полость направляющего полого вала с шарнирно-рычажным механизмом, размещенным в герметичной внутренней полости рамы. Ось центрального коромысла установлена герметично на полой раме, и проходит сквозь ее центр, и связана с одной наружной стороны с валом датчика контроля перемещения следящих колес, установленного на внешней стороне полой рамы, а с другой наружной стороны - с рычагом привода следящих колес, на котором шарнирно установлен поводок контроля перемещения измерительного колеса относительно кузова. Ось датчика контроля перемещения следящих колес охватывается и фиксируется в полости оси центрального рычага амортизатором, сжатым в замкнутом объеме резьбовым штоком, размещенным внутри оси центрального коромысла. В результате достигаются возможность плавной настройки усилий прижима и разжима следящих колес, высокие амортизационные свойства тележки при ударах. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Тележка путеизмерительная, включающая два отбойных колеса, жестко связанных между собой в осевом направлении базовым элементом, на котором размещены измерительные колеса, кинематически связанные между собой, отличающаяся тем, что базовый элемент выполнен в виде герметичной полой рамы с параллелограммными механизмами по концам, а на торцы полой рамы герметично одеты с возможностью фиксации и поворота вокруг собственной оси направляющие полые валы с упором-амортизатором на конце, на которых закреплено поворотное отбойное колесо, выполненное с фрикционным амортизатором на рабочей грани, и установлен полый стакан с возможностью герметичного осевого перемещения, на котором размещена с возможностью вращения коническая ступица измерительного колеса, к которой крепится через конический амортизатор обод измерительного колеса с внутренней конической поверхностью, причем коническая ступица измерительного колеса вместе с полым стаканом соединена через внутреннюю полость направляющего полого вала с шарнирно-рычажным механизмом, размещенным в герметичной внутренней полости рамы, а ось центрального коромысла установлена герметично на полой раме и проходит сквозь ее центр и связана с одной наружной стороны с валом датчика контроля перемещения следящих колес, установленного на внешней стороне полой рамы, а с другой наружной стороны - с рычагом привода следящих колес, на котором шарнирно установлен поводок контроля перемещения измерительного колеса относительно кузова, причем ось датчика контроля перемещения следящих колес охватывается и фиксируется в полости оси центрального рычага амортизатором, сжатым в замкнутом объеме резьбовым штоком, размещенным внутри оси центрального коромысла.2. Тележка путеизмерительная по п.1, отличающаяся тем, что внутренние полости шарнирно-рычажного механизма сообщены между собой и с внутренней полостью рамы и заполнены смазкой.3. Тележка путеизмерительная по п.1, отличающаяся тем, что конический амортизатор конической ступицы зажат калиброванной втулкой с возможностью создания необходимой жесткости.4. Тележка путеизмерительная по п.1, отличающаяся тем, что по окружности поворотного отбойного колеса выполнены отверстия, а на полой раме тележки установлен датчик контроля его поворота.5. Тележка путеизмерительная по п.1, отличающаяся тем, что тяги параллелограммного механизма закреплены по концам полой рамы шарнирно.6. Тележка путеизмерительная по п.1, отличающаяся тем, что тяги параллелограммного механизма закреплены по концам полой рамы с помощью гибкого вала.