ПОДБИВОЧНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ШПАЛОПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2021 года по МПК E01B27/16 

Изобретение касается подбивочного агрегата для шпалоподбивочной машины, имеющего расположенные на установленном с возможностью вертикальной перестановки в раме подбивочного агрегата держателе, выполненные в виде пар качающихся рычагов подбивочные инструменты, нижние концы подбоек которых, предназначенные для заглубления в балластную постель, могут приводиться в противоположное или синхронное движение с помощью вибрационного привода в виде гидравлического привода и могут гидравлически подаваться друг к другу, при этом каждый подбивочный инструмент имеет установленный на держателе с возможностью перестановки путем поворота вокруг оси поворота кронштейн бойка, на один конец которого воздействует согласованный гидравлический привод, а на другом конце которого установлен по меньшей мере один боек, и при этом кронштейн бойка выполнен одностенным и установлен на оси поворота между двумя согласованными с держателем осевыми держателями.

Подбивочные агрегаты проникают подбивочными инструментами в балласт постели рельсового пути в области между двумя шпалами (шпальный ящик), в области опоры шпалы в балласте под рельсом и уплотняют балласт посредством динамической вибрации подбоек между подаваемыми друг к другу противоположными подбойками. Подбивочные машины для стрелок оснащены подбивочными агрегатами для стрелок. Путевые подбивочные агрегаты располагают кронштейнами бойков, имеющими неподвижно соединенные с ними подбойки. Подбивочные агрегаты для стрелок, в отличие от этого, имеют шарнирно присоединенные к кронштейнам бойков поворотные опоры и держатели бойков, с помощью которых подбивочные инструменты могут поворачиваться вверх (см. EP2 286 030 B1, DE 2 615 334 A1 или EP 0 909 852 B1). Подбивочные агрегаты вышеназванного вида, имеющие выполненный одностенным кронштейн бойка, который установлен на ось поворота между двумя присоединенными к держателю осевыми держателями, известны, например, из US 4 062 292 A, GB 734 478 A и US 3 465 688 A. В стрелках имеются условия стесненной площади рядом с рельсами сплошного рельсового пути, а также отходящим рельсовым путем, приводами стрелок, устройствами управления колеей и пр. Чтобы могла осуществляться также подбивка мест с условиями стесненной площади, наружный боек, соответственно, оба бойка могут отворачиваться (поворачиваться прочь).

Движения подбивочного агрегата включают в себя вертикальное заглубление подбоек в балластную постель, движение подачи, при котором концы подбоек смыкаются друг относительно друга, и наложенное динамическое колебание, которое вызывает собственно уплотнение зерен балластной постели. Подбивочные агрегаты опускаются с высокой скоростью и затем затормаживаются в балластной постели. При этом возникают высокие ударные силы. Во время подбивки пластины подбоек статически с высокими силами прижимаются к фронту балластной постели при наложении высоких динамических синусоидальных уплотняющих сил.

Обычные варианты осуществления таких подбивочных агрегатов для стрелок имеют кронштейн бойка, имеющий две стенки, на которых, будучи асимметрично сдвинута наружу, установлена поворотная опора. При заглублении в балластную постель возникают большие силы. Во время самой подбивки кронштейны бойков, опорный узел кронштейнов бойков, подшипники поворотной опоры и держателя бойка, а также поворотная опора и сам держатель бойка подвергаются высокой нагрузке.

Эти высокие нагрузки приводят к износу применяемых втулок и болтов, а также проточек. Вследствие обычной конструкции кронштейна бойка, имеющего две стенки, и его шарнирного соединения со подбивочным блоком в качестве держателя должны монтироваться два осевых уплотнения. Сами подшипники выполняются, как правило, с масляной смазкой. При проблемах с осевыми уплотнениями сложно демонтировать болт и монтировать новые осевые уплотнения.

Износ подбивочного агрегата и его техническое обслуживание связано с высокими затратами. В течение одного года эксплуатации должны постоянно выполняться работы по периодическому осмотру и ремонту. В среднем традиционные подбивочные агрегаты должны каждые четыре года отправляться на дорогостоящий капитальный ремонт.

Капитальный ремонт подбивочных агрегатов продолжается несколько недель, в течение которых подбивочная машина не может работать. Это отрицательно сказывается на технической готовности и надежности подбивочной машины.

Таким образом, в основе изобретения лежит задача, простыми средствами усовершенствовать подбивочные агрегаты вышеназванного вида таким образом, чтобы повышалась стойкость всего подбивочного агрегата, в частности вместе с держателем, вертикальными направляющими, кронштейнами бойков, опорными узлами кронштейнов бойков, поворотными опорами и опорными узлами поворотных опор, держателями бойков и опорными узлами держателей бойков.

Изобретение решает поставленную задачу таким образом, что между кронштейном бойка и бойком предусмотрен держатель бойка, который установлен на кронштейне бойка с возможностью перестановки путем поворота вокруг оси перестановки с помощью поворотного привода, причем ось перестановки расположена перпендикулярно оси поворота, и точка воздействия гидравлического привода на кронштейн бойка, продольная ось кронштейна бойка и ось перестановки лежат в одной общей плоскости, которая лежит между двумя согласованными с держателем осевыми держателями. Предпочтительные усовершенствования изобретения следуют из зависимых пунктов формулы.

В соответствии с изобретением кронштейн бойка выполнен не с двумя стенками, а только с одной стенкой, что существенно упрощает вращательную опору кронштейна бойка, и благодаря чему вместе с тем могут отпадать затратные осевые уплотнения. При предлагаемом изобретением осуществлении значительно сокращаются моменты от ударных сил и уплотняющих сил, передаваемые в систему, что снижает нагрузку и связанный с ней износ и повышает срок службы компонентов.

Между кронштейном бойка и бойком предусмотрен держатель бойка, который установлен на кронштейн бойка с возможностью перестановки путем поворота вокруг оси перестановки с помощью поворотного привода. За счет этого предлагаемого изобретением осуществления силы давления на опору держателя кронштейна существенно снижаются, что значительно повышает ресурс втулок, болтов и проушин и тем самым снижает затраты на текущее содержание и повышает техническую готовность и надежность подбивочной машины.

Кроме того, опора держателей бойков в соответствии с изобретением выполняется одностенно действующей в направлении силы и не асимметрично, благодаря чему действующие силы и моменты дополнительно уменьшаются. Для этого предусмотрено, что ось перестановки расположена перпендикулярно оси поворота, а точка воздействия гидравлического привода на кронштейн бойка, продольная ось кронштейна бойка и ось перестановки лежат в одной общей плоскости, которая лежит между двумя согласованными с держателем осевыми держателями.

Предпочтительно с каждым кронштейном бойка согласовано по меньшей мере два держателя бойка, которые установлен на кронштейне бойка с возможностью перестановки путем поворота вокруг общей оси перестановки и которые выполнены в виде одинаковых частей и предпочтительно посредством втулок скольжения установлены с возможностью перестановки путем поворота на оси перестановки, расположенной в кронштейне бойка без возможности вращения.

Чтобы выполнить подбивочный агрегат для стрелки более простым в техническом обслуживании, во всех опорных точках применяются снабженные специальным покрытием втулки скольжения, которые имеют свойства, в частности, очень высокой динамической и статической прочности. С осями поворота и/или перестановки могут быть согласованы не требующие смазки втулки скольжения из пластика, композитного материала или углеродных волокон. Такие втулки не нуждаются ни в жировой, ни в масляной смазке и по своим свойствам износа намного превосходят применяемые в других случаях традиционные смазываемые бронзовые втулки.

Чтобы этим изобретением могли оснащаться и другие приводы, предпочтительно, когда воздействующий на одном конце на кронштейн бойка гидравлический привод на другом конце через опорную стойку воздействует на держатель. Для этого опорная стойка для шарнирного присоединения приводов подбивки выполнена в виде самостоятельного конструктивного элемента, который при необходимости может адаптироваться и соединяться с держателем.

Предпочтительным в этом предлагаемом изобретением осуществлении является значительно более низкий износ, более долгий ресурс применяемых опор, отсутствие потребности в смазке и простота сборки, соответственно, удобство технического обслуживания. Это экономит затраты на материалы, ремонт и рабочую силу при сборке, при периодических осмотрах или ремонтах. Отсутствие потребности в смазочных материалах и смазочном оборудовании является к тому же преимуществом с точки зрения постоянства пользования и уменьшения загрязнения окружающей среды. Конструктивное решение, соорудить рядом друг с другом два поворотных держателя бойка, дает дополнительное преимущество более высокой поворачиваемости. В рельсовом пути вне рельса лежат препятствия, такие как коробки стрелочного привода, в которые могут упираться бойки, которые не могут достаточно высоко поворачиваться. Применение поворотной опоры, внутри которой вращается держатель внутреннего бойка, затрудняет достаточный поворот бойков вверх. Два держателя бойка одной стороны подбивочного агрегата выполнены идентично в виде отливки. При сборке только один из них вращается вокруг вертикальной оси на 180°. Это уменьшает затраты на складирование для заказчика. Благодаря одинаковому типу конструкции оба испытывают одинаковую нагрузку, а не различную, как при традиционном типе конструкции с поворотной опорой и держателем бойков.

На чертежах примерным образов схематично изображен предмет изобретения. Показано:

фиг.1: традиционный (уровень техники) полный гидравлический подбивочный агрегат для стрелок, имеющий полный гидравлический привод подбивки, на виде спереди;

фиг.2: предлагаемый изобретением полный гидравлический подбивочный агрегат для стрелок, имеющий полный гидравлический привод подбивки, на виде спереди;

фиг.3: слева традиционный подбивочный агрегат для стрелок, и справа, на частично рассеченном виде сбоку, выполненный в соответствии с изобретением;

фиг.4: слева традиционный подбивочный агрегат для стрелок, и справа, на виде спереди, выполненный в соответствии с изобретением;

фиг.5: слева кронштейн бойка в традиционном осуществлении, и справа, на виде наискосок, предлагаемый изобретением вариант осуществления;

фиг.6: слева держатель бойка в традиционном осуществлении, и справа, на виде наискосок, предлагаемый изобретением вариант осуществления, и

фиг.7: слева показано осуществление традиционной опоры кронштейна бойка, и справа, в поперечном сечении, предлагаемый изобретением вариант осуществления опоры.

На фиг.1 показан традиционный подбивочный агрегат 1 для стрелок, имеющий направляющие колонны 2, по которым вверх и вниз скользит подбивочный блок в виде держателя 3 для подбивочных инструментов. Кронштейн 5 бойка шарнирно соединен с поворотной опорой 7 и держателем 8 бойка, чтобы бойки 9 могли поворачиваться вверх. Ссылочной позицией 6 указаны поворотные приводы. С помощью полного гидравлического привода 4 подбивки кронштейн бойка при подбивке смыкается при одновременно наложенной вибрации.

На фиг.2 схематично показан предлагаемый изобретением подбивочный агрегат 1 для стрелок, имеющий направляющие колонны 2, по которым вверх и вниз скользит подбивочный блок в виде держателя 3 для подбивочных инструментов. Кронштейн 5 бойка шарнирно соединен с держателем 17 бойка и держателем 16 бойка, чтобы бойки 9 могли поворачиваться вверх посредством поворотного привода 6. С помощью полного гидравлического привода 4 подбивки кронштейн бойка при подбивке смыкается при одновременно наложенной вибрации. Ссылочная позиция 25 обозначает консоль, к которой присоединен привод 4 подбивки. Гидравлический привод 4 воздействует одним концом на кронштейн 5, 19 бойка, а другим концом через опорную стойку 25 на держатель 3. Эта опорная стойка 25 изготавливается отдельно и затем соединяется с держателем 3. Это позволяет применять предлагаемый изобретением подбивочный агрегат 1 также с иначе выполненными приводами подбивки (например, эксцентриковыми приводами).

На фиг.3 схематично показано с левой стороны осуществление традиционного кронштейна 14 бойка, имеющего шарнирно присоединенную поворотную опору и держатель бойка, на виде с левой стороны, а с правой стороны предлагаемое изобретением осуществление 15, имеющий два держателя 16, 17 бойков. FB указывает точку передачи силы привода 4 подбивки. FP указывает силы реакции, которые возникают на пластинах бойков при подбивке. Сила FB подачи в традиционном осуществлении 14 нежелательным образом передается в опору кронштейна бойка асимметрично на расстоянии «a». В предлагаемом изобретением осуществлении передача силы подачи осуществляется точно в одной и той же плоскости, чтобы не возникали никакие паразитарные силы и моменты. Бойки 9 подбивочных агрегатов 14, 15 с высокой скоростью проникают в балластную постель и затем сильно затормаживаются. Возникающие ударные силы FS при заглублении создают высокую нагрузку на конструктивные элементы – кронштейн 10a, 10b бойка, поворотная опора 7 и держатели 8, 16, 17 бойков поворотных приводов 6a, 6b и опор 11a, 11b, 13a, 13b. В традиционном осуществлении 14 эти ударные силы FS, в первую очередь, передаются в вертикальные направляющие на существенно большем плече «b» момента, чем в предлагаемом изобретением осуществлении «с». Действующие моменты и нагрузка на подбивочный блок 3 и вертикальные направляющие 2 в традиционном осуществлении 14 существенно больше, чем в системе 15, выполненной в соответствии с изобретением. Поэтому выполненный в соответствии с изобретением подбивочный агрегат 15 для стрелок нагружается значительно более низкими моментами и силами. Поэтому срок службы отдельных компонентов и опор повышается, а износ снижается.

На фиг.4 слева показан традиционный кронштейн 14 бойка вместе с комплектующими на виде спереди, а с правой стороны предлагаемое изобретением осуществление 15. FB указывает комбинированную силу подачи и вибрации, действующую со стороны привода подбивки на кронштейн бойка. Ссылочные позиции 6a и 6b указывают поворотные приводы. Ссылочная позиция 7 обозначает установочную опору, а 8 – держатель бойка. Обозначение «установочная опора 7» относится к тому, что вал впрессован в установочную опору, конструктивный элемент 7, и вращается вместе с ней при повороте. Поэтому в кронштейн 5a бойка, а также в держатель 8 бойка, который вращается на валу поворотной опоры 7, вмонтированы втулки скольжения. В предлагаемом изобретением осуществлении 15 держатель 16 наружного бойка и держатель 17 внутреннего бойка сидят рядом друг с другом на неподвижном валу, который запрессован в кронштейн 5b бойка. Кронштейны бойков установлены в блоке 3 бойков посредством 11a и 11b. FS обозначает ударные силы при заглублении, а FP – уплотняющие силы бойков. Для износа втулок существенны поверхностные давления. SL схематично указывает поверхности, в которых запрессована ось. PH схематично указывает поверхность втулок скольжения держателя 8 бойка. Размер поверхностей этих двух держателей PH1 и PH2 бойков предлагаемого изобретением осуществления, во-первых, одинаков, а во-вторых, существенно больше, чем в традиционном варианте PH осуществления. Поэтому в предлагаемом изобретением осуществлении 15 возникают существенно более низкие поверхностные давления (удельные давления) при одинаковых действующих силах, с чем связан соответственно уменьшенный износ.

На фиг.5 схематично показан слева кронштейн бойка в традиционном осуществлении 5а, имеющий две расходящиеся стенки, и на правом изображении предлагаемое изобретением осуществление кронштейна 5b бойка с только одной центральной стенкой.

На фиг.6 слева схематично показана установочная опора 7 и держатель 8 бойка в традиционном осуществлении, который вращается на оси, неподвижно сидящей в поворотной опоре 7, и предлагаемое изобретением осуществление держателей 16, 17 бойков для внутреннего и наружного бойка. Держатели 16 и 17 бойков выполнены в виде одинаковых конструктивных элементов. 17 соответствует 16, повернутому на 180° вокруг вертикальной оси. Держатели 16 и 17 сидят рядом друг с другом и вращаются на оси, неподвижно сидящей в кронштейне 5b бойка.

На фиг.7 слева схематично показано осуществление традиционной поворотной опоры, а справа – предлагаемое изобретением, существенно более простое осуществление поворотной опоры кронштейна бойка. Кронштейн 5 бойка в традиционном осуществлении выполнен с двумя стенками и посредством втулки 20 и дистанционных элементов 22 соединен с проушиной блока 3 бойка с помощью болта 18 и привернут 23. Чтобы не могло выходить смазочное масло, слева и справа от опоры смонтированы радиальные уплотнения 21, которые фиксируются дистанционными крышками 19. Предлагаемое изобретением осуществление имеет кронштейн 5 бойка с одной стенкой в середине, который охватывают проушины блока 3 бойка. Посредством не требующих смазки втулок 20 скольжения и дистанционных шайб 24 кронштейн 5 бойка с помощью болта 18 привернут 23 к блоку 3 бойка.

Изобретение относится к области обслуживания железнодорожного пути, в частности к шпалоподбивочным агрегатам для шпалоподбивочных машин. Агрегат содержит держатели подбивочных инструментов. Держатели выполнены в виде пар качающихся рычагов. На держателях установлены кронштейны бойков. На один конец кронштейна воздействует гидравлический привод, а на другом конце содержатся бойки. Кронштейн выполнен одностенным и установлен на оси поворота между двумя осевыми держателями. Между кронштейном и бойком установлен держатель бойка, который может перестанавливаться поворотом вокруг оси перестановки при помощи поворотного привода. Ось перестановки расположена перпендикулярно оси поворота. Точка воздействия привода на кронштейн бойка, продольная ось кронштейна бойка и ось перестановки лежат в одной плоскости. Причем плоскость расположена между осевыми держателями. Повышается надежность шпалоподбивочного агрегата. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Подбивочный агрегат (1) для шпалоподбивочной машины, имеющий расположенные с возможностью перестановки путем поворота в переставляемом по высоте в раме подбивочного агрегата держателе (3), выполненные в виде пар качающихся рычагов подбивочные инструменты, нижние концы подбоек которых, предназначенные для заглубления в балластную постель, выполнены с возможностью приведения в противоположное или синхронное движение с помощью вибрационного привода в виде гидравлического привода (4) и гидравлической подачи друг к другу, причем каждый подбивочный инструмент имеет установленный на держателе (3) с возможностью перестановки путем поворота вокруг оси поворота кронштейн (5, 10) бойка, на один конец которого воздействует согласованный гидравлический привод (4), а на другом конце которого установлен по меньшей мере один боек (9), и причем кронштейн (5b, 10b) бойка выполнен одностенным и установлен на оси поворота между двумя согласованными с держателем осевыми держателями, отличающийся тем, что между кронштейном (5b, 10b) бойка и бойком (9) предусмотрен держатель (16, 17) бойка, который установлен на кронштейне (5b, 10b) бойка с возможностью перестановки путем поворота вокруг оси перестановки с помощью поворотного привода (6a, 6b), причем ось перестановки расположена перпендикулярно оси поворота, и точка воздействия гидравлического привода (4) на кронштейн (5, 10) бойка, продольная ось кронштейна (5, 10) бойка и ось перестановки лежат в одной общей плоскости, которая лежит между упомянутыми двумя согласованными с держателем осевыми держателями.

2. Подбивочный агрегат по п.1, отличающийся тем, что с каждым кронштейном (5b, 10b) бойка согласованы по меньшей мере два держателя (16, 17) бойка, которые установлены на кронштейне (5b, 10b) бойка с возможностью перестановки путем поворота вокруг общей оси перестановки и которые выполнены в виде одинаковых частей и предпочтительно установлены посредством втулок скольжения с возможностью перестановки путем поворота на оси перестановки, расположенной без возможности вращения в кронштейне (5b, 10b) бойка.

3. Подбивочный агрегат по п.1 или 2, отличающийся тем, что с осями поворота и/или перестановки согласованы не требующие смазки втулки (20, PH1, PH2) скольжения из пластика, композитного материала или углеродных волокон.

4. Подбивочный агрегат по п.1, отличающийся тем, что воздействующий на одном конце на кронштейн (5, 10) бойка гидравлический привод (4) на другом конце через опорную стойку (25) воздействует на держатель (3).