ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТА РЕЛЬСОВОГО ПУТИ Российский патент 2011 года по МПК E01B27/12 

Изобретение относится к области путевых работ и может быть использовано при строительстве, содержании и ремонте рельсовых путей.

Значительную часть работ, связанную с поддержанием в нормальном техническом состоянии рельсового пути, составляют работы по уплотнению балласта. Наиболее распространенным способом уплотнения балласта рельсового пути является горизонтальное виброобжатие балласта с помощью таких виброинструментов как подбойки. При этом способе вибрирующие подбойки внедряют в межшпальное пространство рельсового пути и за счет горизонтального перемещения лопатки подбойки поперек межшпального пространства подают необходимый объем балласта под шпалы.

В качестве приспособления для уплотнения балласта рельсового пути, осуществляющего горизонтальное виброобжатие балласта, можно указать приспособление, содержащее входящую в состав подбивочного агрегата шпалоподбивочной машины несущую балку, на которой закреплены эксцентриковый вал, рычаги, несущие подбойки, силовые цилиндры сжима-разжима подбоек, соединяющие рычаги с эксцентриковым валом (см. п. РФ №2194108 по кл. Е01В 27/16 заявл. 31.05.2000, опубл. 10.12.2002 «Шпалоподбивочная машина»). Заглубление подбоек в балласт осуществляется посредством перемещения подбивочного агрегата приводом по вертикальным направляющим. После опускания подбивочного агрегата в балласт на подбойки передается колебательное движение, а за счет поворота рычагов осуществляют движение подбоек навстречу друг другу. Это приводит к уплотнению балласта под расположенной между подбойками шпалой.

Недостатком указанного приспособления является разрыхление балласта в межшпальном пространстве, возникающее при горизонтальном виброобжатии балласта.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является приспособление для уплотнения балласта рельсового пути, содержащее подвешенную на гидроцилиндре заглубления на раме машины несущую балку и закрепленный на ней виброинструмент, представляющий собой стержень с размещаемой поперек рельсового пути уплотнительной лопаткой, над которой закреплена трамбующая плита. Виброинструмент имеет возможность, совершать виброколебания от вибровозбудителя, например от дебалансного вибратора, закрепленного на стержне. Стержень виброинструмента установлен на оси, которая закреплена на несущей балке так, что стержень имеет возможность поворота относительно оси и/или несущей балки (см. п. РФ №2378442 по кл. Е01В 27/12 заявл. 04.06.2008, опубл. 10.01.2009 «Приспособление для уплотнения сыпучих сред, в частности балласта рельсового пути (варианты)»).

Данное приспособление не приводит к разуплотнению балласта в межшпальном пространстве, т.к. виброинструмент не совершает перемещения поперек межшпального пространства. Закрепление стержня виброинструмента на несущей балке с возможностью поворота относительно нее позволяет добиться интенсификации вибровоздействия на балласт за счет снижения эффекта гашения горизонтальной составляющей амплитуды колебаний, что положительно отражается на качестве уплотнения балласта.

Однако при внедрении стержня виброинструмента в уплотняемый балласт может произойти отклонение положения стержня от его нейтрального, обычно вертикального, положения за счет его поворота относительно несущей балки, например, при случайном соприкосновении нижней части стержня со шпалой или другим крупным включением в балласте. Такой поворот стержня весьма нежелателен, т.к. наклонное внедрение виброинструмента отклоняет точку его внедрения в среду от заданной и вместо погружения виброинструмента в межшпальное пространство может произойти удар по шпале. Это может привести к поломке виброинструмента и разрушению шпалы.

При создании изобретения ставилась задача - исключение вероятности ударов виброинструмента по шпалам.

Техническим результатом, получаемым при реализации изобретения, является обеспечение сохранения нейтрального положения стержня виброинструмента при проведении работ по уплотнению балласта рельсового пути.

В соответствии с изобретением указанная задача решается за счет того, что в известном приспособлении для уплотнения балласта рельсового пути, содержащем подвешенную посредством гидроцилиндра заглубления на раме машины несущую балку, и имеющий возможность совершать виброколебания от вибровозбудителя виброинструмент, представляющий собой стержень с уплотнительной лопаткой, над которой закреплена трамбующая плита, при этом стержень виброинструмента установлен на оси, закрепленной на несущей балке так, что он имеет возможность поворота относительно оси и/или несущей балки, согласно изобретению приспособление дополнительно снабжено средством возврата стержня в нейтральное положение.

Средство возврата стержня в нейтральное положение может быть выполнено в виде упругого звена, подвижный конец или концы которого имеют возможность взаимодействия со стержнем, а неподвижное основание жестко закреплено на, по меньшей мере, одной из конструкций, выбранной из группы включающей: несущую балку, раму машины; ось поворота стержня, зафиксированную от поворота относительно несущей балки; детали крепления оси поворота стержня на несущей балке.

Упругое звено может быть выполнено в виде, по меньшей мере, одной плоской пружины, расположенной вдоль длины стержня и имеющей возможность изгиба в плоскости качания стержня.

Упругое звено может быть выполнено в виде, по меньшей мере, двух плоских пружин, расположенных вдоль длины стержня, имеющих возможность изгиба в плоскости качания стержня и установленных так, что подвижные концы пружин отогнуты в сторону от стержня и при нейтральном положении стержня имеют возможность взаимно уравновешивающего давления на него.

Подвижные концы плоских пружин могут быть снабжены роликами, а участки стержня, на которые оказывают давление плоские пружины, могут представлять собой направляющие для роликов, при этом профиль направляющих обеспечивает регулирование усилие прижима, оказываемого плоской пружиной на стержень, в зависимости от угла отклонения стержня от нейтрального положения.

Средство возврата стержня в нейтральное положение может быть выполнено в виде жестко закрепленных на раме машины направляющих, установленных с возможностью взаимодействия со стержнем или жестко зафиксированными на стержне вспомогательными элементами при отклонении стержня от нейтрального положения. Закрепленные на раме машины направляющие могут быть снабжены упругими элементами.

Центр тяжести стержня может быть расположен ниже оси поворота стержня.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемое приспособление не известно и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.

Приспособление может быть изготовлено на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использовано при уплотнении сыпучих сред, в частности балласта рельсового пути, т.е. является промышленно применимым.

Цикл работы приспособления для уплотнения балласта включает погружение стержня в балласт, вибропроработку балласта колебаниями, передаваемыми на него от лопатки и трамбующей плиты, и извлечение стержня из балласта. Выполнение приспособления в заявляемом виде позволяет при извлечении стержня из балласта выровнять его положение до нейтрального, которое необходимо ему для нормальной работы. Такое выравнивание обеспечивается либо за счет воздействия на стержень упругого звена, жестко закрепленного на тех частях машины, несущей данный виброинструмент, которые не изменяют свое положение при повороте стержня виброинструмента, либо за счет соприкосновения стержня или жестко закрепленных на нем каких-либо вспомогательных элементов с направляющими, зафиксированными на раме машины.

При этом возможно выполнение упругого звена либо в виде плоской пружины, упругая деформация которой возникает только при повороте стержня, либо в виде двух плоских пружин, которым сообщено некоторое предварительное напряжение за счет того, что их подвижные концы отогнуты. Очевидно, что при прочих равных условиях в первом варианте выполнения на стержень при его повороте будет оказываться более мягкое воздействие, поворачивающее его в нейтральное положение, а втором - более жесткое.

Выполнение плоских пружин с роликами, а стержня с направляющими для перекатывания по ним этих роликов так, что траектория перекатывания роликов обеспечивает регулирование усилие прижима, оказываемого плоской пружиной на стержень, позволяет при чрезмерном отклонении стержня от нейтрального положения избежать поломки плоских пружин. При чрезмерном отклонении стержня направление траектории перекатывания роликов меняется на противоположное. Траектория может иметь, например, форму дуги окружности, которая сначала отклоняет ролик от стержня, а затем, после достижения наиболее удаленной от стержня точки траектории, приближает его к стержню. Плоские пружины при этом более не испытывают чрезмерного отклоняющего давления от стержня.

Выровнять до нейтрального положения стержень позволяет и снабжение рамы машины, несущей виброинструмент, специальными направляющими. Эти направляющие при извлечении стержня из балласта в наклонном положении, взаимодействуя, например с верхней частью стержня, поворачивают его в нейтральное положение. Для смягчения ударов при соприкосновении стержня и направляющих последние могут быть снабжены какими-то упругими элементами, например могут быть подрезинины.

Выполнение приспособления так, что центр тяжести стержня расположен ниже оси поворота стержня, обеспечивает самовозврат стержня в нейтральное положение под действием силы тяжести стержня, кроме того, это служит и для демпфирования колебаний стержня при его возврате в нейтральное положение.

Следовательно, заявляемое приспособление позволяет обеспечить сохранение нейтрального положения стержня виброинструмента при проведении работ по уплотнению балласта рельсового пути и за счет этого исключить вероятность ударов виброинструмента по шпалам.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.1. Общий вид приспособления (вариант выполнения с упругим звеном в виде двух плоских пружин).

Фиг.2. Общий вид приспособления (вариант выполнения с упругим звеном в виде единичной плоской пружины).

Фиг.3. Общий вид приспособления (вариант выполнения с направляющими, жестко зафиксированными на раме машины).

Приспособление для уплотнения балласта рельсового пути содержит подвешенную посредством гидроцилиндра (не показан) заглубления на раме 1 машины несущую балку 2 и виброинструмент, который имеет возможность совершать виброколебания от вибровозбудителя 3, например дебалансного вибратора. Виброинструмент представляет собой стержень 4 с уплотнительной лопаткой 5, над которой закреплена трамбующая плита 6. Стержень 4 виброинструмента установлен на оси 7, закрепленной на несущей балке 2 так, что он имеет возможность поворота относительно оси 7 и/или несущей балки 2. Приспособление снабжено также средством возврата стержня 4 в нейтральное положение.

Средство возврата стержня 4 в нейтральное положение может быть выполнено в виде упругого звена, подвижный конец (концы) которой имеют возможность взаимодействия со стержнем 4, а неподвижное основание жестко закреплено на какой-то конструкции, сохраняющей свое фиксированное положение при повороте стержня 4. Такой конструкцией может служить либо несущая балка 2, либо рама 1 машины, либо ось 7, если она зафиксирована от поворота относительно несущей балки 2, либо детали крепления оси 7 поворота стержня 4 на несущей балке 2. Следует отметить, что ось 7 в приспособлении для уплотнения балласта может быть установлена по-разному. Ось 7 служит для обеспечения качания стержня 4 относительно несущей балки 2 и в соответствии с этим может быть запрессована в тело стержня 4 или установлена в стержне 4 в подшипниках. Относительно несущей балки 2 ось 7 также может быть запрессована или установлена в подшипниках. Это обеспечивает стержню 4 возможность качания (поворота) или относительно оси 7, запрессованной в балке 2, или относительно несущей балки 2 вместе с запрессованной в нем осью 7, или одновременно относительно балки 2 и оси 7. Следовательно, имеется вариант выполнения приспособления, в котором ось 7 зафиксирована от поворота относительно несущей балки 2 при повороте стержня 4 относительно этой оси 7 и такая ось 7 может быть использована для крепления основания упругого звена.

Упругое звено может быть выполнено в виде, по меньшей мере, одной плоской пружины 8, расположенной вдоль длины стержня 4 и имеющей возможность изгиба в плоскости качания стержня 4.

Упругое звено может быть выполнено и в виде, по меньшей мере, двух плоских пружин 8, расположенных вдоль длины стержня 4, имеющих возможность изгиба в плоскости качания стержня 4. При этом пружины 8 установлены так, что подвижные их концы отогнуты в сторону от стержня 4 и при нейтральном (вертикальном) положении стержня 4 имеют возможность взаимно уравновешивающего давления на стержень 4. Подвижные концы плоских пружин 8 могут быть снабжены роликами 9, а участки стержня, на которые оказывают давление плоские пружины 8, представляют собой направляющие 10 для роликов 9. При этом профиль этих направляющих 10 обеспечивает регулирование усилия прижима, оказываемого плоской пружиной 8 на стержень 4, в зависимости от угла отклонения стержня 4 от нейтрального положения.

Средство возврата стержня в нейтральное положение может быть выполнено и в виде жестко закрепленных на раме 1 машины направляющих 11, установленных с возможностью взаимодействия со стержнем 4, или жестко зафиксированными на стержне 4 вспомогательными элементами, например жестко зафиксированном на верхней части стержня дебалансного вибратора 3. Эти закрепленные на раме машины направляющие 11 могут быть снабжены упругими элементами (не показаны) для смягчения ударов при соприкосновении стержня 4 и направляющих 11.

Приспособление для уплотнения балласта рельсового пути работает следующим образом.

Несущая балка 2 приспособления, подвешенная на гидроцилиндре заглубления на раме 1 машины для уплотнения балласта, принудительно опускается вниз. Одновременно включается вибровозбудитель 3, закрепленный на стержне 4. Стержень 4 погружается в балласт. Уплотнительная лопатка 5, соприкасаясь с балластом, передает на балласт горизонтальные виброколебания, а трамбующая плита 6 - вертикальные виброколебания. При этом в случае поворота стержня 4 из нейтрального положения в наклонное из-за взаимодействия с каким-нибудь крупным включением в балласте происходит либо активизация упругого звена средства возврата стержня в нейтральное положение, либо при подъеме стержня 4 из балласта он возвращается в нейтральное положение посредством взаимодействия с направляющими 11, закрепленными на раме 2 машины.

Таким образом приспособление позволяет обеспечить сохранение нейтрального вертикального положения стержня 4 виброинструмента при проведении работ по уплотнению балласта рельсового пути и за счет этого исключить вероятность ударов виброинструмента по шпалам.

Изобретение может быть использовано при строительстве, содержании и ремонте рельсовых путей. Приспособление для уплотнения балласта рельсового пути содержит подвешенную посредством гидроцилиндра заглубления на раме машины несущую балку и виброинструмент. Виброинструмент имеет возможность совершать виброколебания от вибровозбудителя и представляет собой стержень с уплотнительной лопаткой, над которой закреплена трамбующая плита. Стержень виброинструмента установлен на оси, закрепленной на несущей балке так, что он имеет возможность поворота относительно оси и/или несущей балки. Устройство дополнительно снабжено средством возврата стержня в нейтральное положение. Достигается сохранение нейтрального положения стержня виброинструмента при проведении работ по уплотнению балласта рельсового пути. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Приспособление для уплотнения балласта рельсового пути, содержащее подвешенную посредством гидроцилиндра заглубления на раме машины несущую балку и имеющий возможность совершать виброколебания от вибровозбудителя виброинструмент, представляющий собой стержень с уплотнительной лопаткой, над которой закреплена трамбующая плита, при этом стержень виброинструмента установлен на оси, закрепленной на несущей балке так, что он имеет возможность поворота относительно оси и/или несущей балки, отличающееся тем, что дополнительно снабжено средством возврата стержня в нейтральное положение.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что средство возврата стержня в нейтральное положение выполнено в виде упругого звена, подвижный конец или концы которого имеют возможность взаимодействия со стержнем, а неподвижное основание жестко закреплено, по меньшей мере, на одной из конструкций, выбранной из группы, включающей: несущую балку, раму машины; ось поворота стержня, зафиксированную от поворота относительно несущей балки; детали крепления оси поворота стержня на несущей балке.

3. Приспособление по п.2, отличающееся тем, что упругое звено выполнено в виде, по меньшей мере, одной плоской пружины, расположенной вдоль длины стержня и имеющей возможность изгиба в плоскости качания стержня.

4. Приспособление по п.2, отличающееся тем, что упругое звено выполнено в виде, по меньшей мере, двух плоских пружин, расположенных вдоль длины стержня, имеющих возможность изгиба в плоскости качания стержня и установленных так, что подвижные концы пружин отогнуты в сторону от стержня и при нейтральном положении стержня имеют возможность взаимно уравновешивающего давления на стержень.

5. Приспособление по п.4, отличающееся тем, что подвижные концы плоских пружин снабжены роликами, а участки стержня, на которые оказывают давление плоские пружины, представляют собой направляющие для роликов, при этом профиль этих направляющих обеспечивает регулирование усилие прижима, оказываемого плоской пружиной на стержень, в зависимости от угла отклонения стержня от нейтрального положения.

6. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что средство возврата стержня в нейтральное положение выполнено в виде жестко закрепленных на раме машины направляющих, установленных с возможностью взаимодействия со стержнем или жестко зафиксированных на стержне вспомогательными элементами при отклонении стержня от нейтрального положения.

7. Приспособление по п.6, отличающееся тем, что закрепленные на раме машины направляющие снабжены упругими элементами.

8. Приспособление по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что центр тяжести стержня расположен ниже оси поворота стержня.