СПОСОБ ПОДБИВКИ ШПАЛ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ Российский патент 2007 года по МПК E01B27/16 E01B27/12 

Изобретение относится к строительству и ремонту железнодорожного пути, в частности к уплотнению балласта шпалоподбивочной машиной.

Известен способ подбивки шпал железнодорожного пути (Е01b 27/00 №375334), содержащий операции остановки машины над шпалой, заглубления подбоек в балласт, сжим подбоек, их разжим (возврат в исходное разведенное положение), подъем и перемещение к следующей шпале.

Недостатками данного способа являются отсутствие стабильности уплотнения балласта, обусловленное нестабильностью свойств балласта на протяжении обрабатываемого участка железнодорожного пути и независимостью движения подбоек от свойств балласта, а также большая продолжительность цикла, т.к. величина хода подбоек и время сжима не зависят ни от величины подъемки пути, ни от свойств балласта.

Известен способ выправки железнодорожного пути (Е01В 27/17 №1384644), содержащий операции уплотнения балласта в зоне пересечения рельсов и шпал посредством вибрации и обжатия с усилием, пропорциональным величине подъемки пути, а также регулирование скоростей подъемки и обжатия, обеспечивая их одновременное завершение.

Недостатками данного способа являются: независимость усилия обжатия балласта от свойств последнего не обеспечивает стабильности его плотности; одновременное окончание процессов подъемки пути и обжатия балласта не позволяет создать достаточную плотность балласта после его перемещения под шпалу, что не обеспечивает надежности фиксации шпал.

Наиболее близким является способ подбивки шпал (Машина выправочно-подбивочно-рихтовочная для стрелочных переводов ВПРС-02. М.: Транспорт, 1995 г., стр.126 вторая колонка два нижних абзаца, стр.403 п.11.3; 11.3.1 и 11.3.2, стр.407 п.11.4.), содержащий операции остановки машины над шпалой, заглубления подбоек в балласт, сжим подбоек, подъем с разжимом и перемещение к следующей шпале, причем подбойки вибрируют, а усилие и время сжима устанавливаются заранее в зависимости от состояния балласта. Оператор исходя из реального времени полного перемещения подбоек устанавливает время сжима, т.е. время от начала сжима подбоек до начала их подъема.

Ввиду неоднородности балласта на различных участках железнодорожного пути, различной степени его загрязненности и ряда других факторов текучесть балласта на участках пути различна, что приводит к различным скоростям перемещения подбоек при обработке разных шпал и, как следствие, к различному времени перемещения подбоек. Поэтому, для обеспечения полного хода подбоек, время сжима устанавливается максимальным для данного участка пути.

При перемещении балласта под шпалу частицы балласта постоянно меняют положение относительно друг друга и поэтому не могут быть уплотнены в достаточной степени.

Ввиду неровности выправляемого пути величина подъемки рельсов на различных участках также различна, что приводит к образованию пустот различного объема под шпалами во время подъемки. Полный ход подбоек рассчитан на перемещение достаточного количества балласта для заполнения пустоты под шпалой при максимально возможной подъемке рельсов, обеспечиваемой машиной. При подъемке пути на величину менее максимально возможной излишний балласт, обтекая подбойки, остается на месте, что приводит к нерациональным тратам времени.

В случае если балласт окажется более текучим, скорость перемещения подбоек увеличивается, и они достигнут своего крайнего положения раньше установленного времени сжима. Вибрируя и оставаясь неподвижными до истечения установленного времени сжима, подбойки переуплотняют балласт. Различная плотность балласта под различными шпалами ведет к различной просадке участков пути при эксплуатации, т.е. снижает его качество.

Недостатками данного способа являются большая длительность цикла подбивки, нестабильность и малая плотность балласта.

Для обеспечения стабильности плотности балласта в предлагаемом способе дополнительно производят контроль величины перемещения подбоек, и их разжим с подъемом в исходное положение производят по достижении одним из параметров, времени сжима или величины перемещения подбоек, своего конечного значения.

Для уменьшения времени цикла перемещение подбоек производят на величину, зависящую от величины фактической подъемки пути.

Для обеспечения большей плотности балласта после сжима подбоек определенное, заранее установленное время производят уплотнение балласта путем вибрации подбоек без их перемещения и только после этого начинают разжим с подъем подбоек.

Для обеспечения большей плотности балласта после сжима подбоек определенное, заранее установленное время производят уплотнение балласта путем вибрации и дополнительного перемещения их к шпале.

Для обеспечения большей плотности балласта дополнительное перемещение подбоек к шпале производят со скачкообразно уменьшенной скоростью или с плавным уменьшением скорости относительно скорости основного сжима балласта.

Для обеспечения большей плотности балласта вибрацию подбоек без их перемещения или во время дополнительного перемещения подбоек производят с уменьшенной амплитудой колебаний подбоек или с плавным уменьшением амплитуды вибрации.

Заявляемый способ содержит операции предварительного задания времени сжима, перемещения подбоек в зону над обрабатываемой шпалой, опускания вибрирующих подбоек в балласт на заданную глубину, сжима подбоек с контролем величины их перемещения до достижения одним из параметров, времени сжима или величины перемещения подбоек, своего конечного значения и разжим подбоек с подъемом в исходное положение.

В заявляемом способе перемещение подбоек может производиться на величину, зависящую от величины фактической подъемки пути.

Заявляемый способ после сжима подбоек может содержать операцию уплотнения балласта путем вибрации подбоек определенное, заранее установленное время без их перемещения, с перемещением с уменьшенной скоростью или с перемещением с плавно уменьшаемой скоростью.

В заявляемом способе вибрация подбоек во время уплотнения балласта может производиться с уменьшенной амплитудой колебания подбоек или с плавным уменьшением амплитуды колебания подбоек.

Для пояснений реализации способа изображены:

на Фиг.1 - подбивочный блок шпалоподбивочной машины в исходном положении;

на Фиг.2 - подбивочный блок с заглубленными в балласт подбойками;

на Фиг.3 - подбивочный блок с заглубленными в балласт подбойками в сжатом положении;

на Фиг.4 - положение подбоек в балласте в крайних разведенном и сжатом положениях при максимальной подъемке пути;

на Фиг.5 - положение подбоек в балласте в разведенном и сжатом положениях при подъемке пути менее максимальной

на Фиг.6 - положение подбоек в балласте в разведенном, сжатом положении при подъемке пути менее максимальной и после дополнительного перемещения.

Реализуют заявляемый способ выправочными шпалоподбивочными машинами. Оператор, в зависимости от состояния балласта (слежавшийся или свежеотсыпанный) на обрабатываемом участке железнодорожного пути, предварительно устанавливает время t сжима в системе управления машиной. Чем плотнее балласт, тем больше время сжима. Рабочий инструмент - машину с подбивочным блоком 1, снабженным подбойками 2, приводом 3 вибрации и гидроцилиндром 4 сжима, соединяющим привод вибрации с подбойками, устанавливают над обрабатываемой шпалой (см. Фиг.1) и производят опускание вибрирующих подбоек в балласт на заданную глубину (см. Фиг.2). После достижения подбойками заданной глубины путем подачи рабочей жидкости в полость гидроцилиндра производят сжим, т.е. перемещение балласта под шпалу путем перемещения подбоек, имеющих форму лопатки, в направлении шпалы (см. Фиг.3).

В случае максимальной, технически возможной подъемки h (см. Фиг.4) пути машиной, если время процесса сжима выбрано правильно, подбойки проходят расстояние l и достигают своего крайнего положения в момент окончания установленного времени сжима. Крайнее положение подбоек может быть определено с помощью дискретных путевых выключателей, а время процесса определяется настройкой реле времени. При этом происходит заполнение образовавшейся в результате подъемки шпалы пустоты (на Фиг.4 под шпалой тонкой линией) балластом и создание его предварительного напряжения, необходимого для фиксации шпалы. Затем производят разжим подбоек с их подъемом в исходное положение и перемещение к следующей шпале.

В случае если балласт оказался более текучим, подбойки, встречая меньшее сопротивление и двигаясь с большей скоростью, окажутся в своем крайнем сжатом положении раньше установленного времени сжима. В этом случае, не дожидаясь истечения настроенного времени сжима, также производят их разжим с подъемом в исходное положение и перемещение к следующей шпале. Это приводит к сокращению цикла подбивки шпалы.

Если подъемка пути производится на величину h₁ (см. Фиг.5), меньшую технической возможности машины (см. Фиг.4), то перемещение подбоек к шпале производят на расстояние l₁, зависимое от величины реальной подъемки пути, необходимое для перемещения достаточного количества и создания предварительного напряжения балласта. Чем меньше подъемка h₁, тем меньше перемещение l₁. Величину подъемки пути и перемещение подбоек в этом случае контролируют с помощью импульсных, потенциометрических или других датчиков, предназначенных для измерения перемещений.

Для обеспечения стабильности свойств балласта после сжима подбоек определенное, заранее заданное время t₁, производят уплотнение балласта путем вибрации подбоек без их перемещения и только после этого начинают разжим с подъемом подбоек. За это время частицы балласта занимают наиболее выгодное, с точки зрения плотности и устойчивости, положение. Поскольку время уплотнения балласта под каждой из шпал одинаковое, то и плотность балласта также будет под всеми шпалами одинаковой.

Во время вибрации подбоек частицы балласта занимают наиболее выгодное, с точки зрения плотности и устойчивости, положение, поэтому происходит некоторое уменьшение объема балласта. Для компенсации уменьшения объема балласта производят дополнительное перемещение l₂ подбоек к шпале (см. Фиг.6).

Поскольку уменьшение объема невелико и происходит постепенно, дополнительное перемещение подбоек к шпале производят с уменьшенной скоростью путем уменьшения расхода подаваемой в гидроцилиндр жидкости.

Ввиду того, что частицы балласта, совершая колебательные перемещения около устойчивого положения с постоянной частотой, постоянно приближаются к нему, т.е. их линейная скорость уменьшается, дополнительное перемещение подбоек к шпале производят с плавным уменьшением скорости путем плавного уменьшения расхода подаваемой в гидроцилиндр жидкости.

Во время вибрации подбоек происходит принудительное перемещение одних частиц балласта подбойками относительно других на величину, не превышающую величины амплитуды колебания подбоек. Это значит, что принудительно перемещаемые частицы могут быт смещены относительно их наиболее устойчивого положения на величину амплитуды колебания подбоек. Следовательно, чем меньше амплитуда колебания подбоек, тем плотнее балласт.

Для обеспечения большей плотности балласта во время его уплотнения и вибрации подбоек скачкообразно или плавно уменьшают амплитуду колебания. Это может быть достигнуто путем уменьшения кинематической жесткости звена, связывающего привод вибрации с подбойками, например, путем соединения между собой в это время обеих полостей гидроцилиндра, сжима подбоек соответственно через дроссель с постоянным или изменяемым сопротивлением. При передаче движения от привода вибрации ведущему звену гидроцилиндра в одной из полостей возникает повышенное давление и жидкость через дроссель перетекает в другую полость гидроцилиндра. При этом ведомое звено гидроцилиндра совершает перемещение на меньшую величину, обусловленную количеством перетекшей жидкости, которое, в свою очередь, зависит от величины сопротивления дросселя. Чем меньше сопротивление дросселя, тем большее количество жидкости перетекает из одной полости в другую, тем меньше становится жесткость гидроцилиндра и меньшая амплитуда колебания передается подбойкам.

Таким образом, заявляемый способ подбивки шпал железнодорожного пути позволяет сократить цикл обработки шпалы и повысить плотность и стабильность уплотнения балласта под всеми шпалами.

Изобретение относится к строительству и ремонту железнодорожного пути, в частности к уплотнению балласта шпалоподбивочной машиной. Способ подбивки шпал железнодорожного пути содержит операции перемещения подбоек в зону над обрабатываемой шпалой, опускания вибрирующих подбоек в балласт на заданную глубину, сжима подбоек, разжима подбоек с подъемом в исходное положение. Время от начала сжима до подъема подбоек устанавливается заранее. Во время сжима дополнительно производят контроль величины перемещения подбоек, а их разжим с подъемом в исходное положение производят по достижению своего конечного значения одним из параметров - времени сжима или величины перемещения подбоек. Техническим результатом изобретения является сокращение цикла обработки шпалы, т.е. повышение производительности выполнения работ и повышение плотности и стабильности уплотнения балласта под всеми шпалами, что ведет к сохранению качества пути в течение продолжительного времени эксплуатации. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ подбивки шпал железнодорожного пути, содержащий операции перемещения подбоек в зону над обрабатываемой шпалой, опускания вибрирующих подбоек в балласт на заданную глубину, сжима подбоек, разжима подбоек с подъемом в исходное положение, причем время от начала сжима до подъема подбоек устанавливается заранее, отличающийся тем, что во время сжима дополнительно производят контроль величины перемещения подбоек, а их разжим с подъемом в исходное положение производят по достижению своего конечного значения одним из параметров - времени сжима или величины перемещения подбоек.2. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по п.1, отличающийся тем, что перемещение подбоек производят на величину, зависящую от величины фактической подъемки пути.3. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по п.1, отличающийся тем, что после сжима подбоек в течение определенного, заранее установленного времени производят уплотнение балласта путем вибрации подбоек без их перемещения и только после этого начинают разжим с подъемом подбоек.4. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по п.1, отличающийся тем, что после сжима подбоек в течение определенного, заранее установленного времени производят уплотнение балласта путем вибрации подбоек и дополнительного перемещения их к шпале.5. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по п.4, отличающийся тем, что дополнительное перемещение подбоек к шпале производят с уменьшенной скоростью.6. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по п.4, отличающийся тем, что дополнительное перемещение подбоек к шпале производят с плавным уменьшением скорости.7. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по любому из пп.3, 5, 6, отличающийся тем, что уплотнение балласта производят с уменьшенной амплитудой колебаний подбоек.8. Способ подбивки шпал железнодорожного пути по любому из пп.3, 5, 6, отличающийся тем, что уплотнение балласта производят с плавным уменьшением амплитуды колебаний подбоек.