УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ГРАТА ПОДВЕСНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ Российский патент 2022 года по МПК B23K37/08 B23K11/04 B23K101/26 

Настоящее изобретение относится к области сварки, а точнее к подвесному оборудованию для стыковой сварки рельсов и предназначено для удаления грата со сварных стыков.

Известно устройство для удаления грата со сварных стыков рельсов, которые располагаются отдельно от сварочной машины (патент США №3081673 на изобретение «METHOD AND APPARATUS FOR SHEARING WELDED RAIL JOINTS», кл. B23D 79/02; B23K 37/08, опубл. 19.03.1963). Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, отдельный гидропривод и невозможность комплексно решить вопрос сварки и снятия грата. Кроме того, при расположении устройств для снятия грата отдельно от сварочной машины снижается производительность, так как затрачивается время на перемещение сварного стыка из сварочной машины в устройство для снятия грата.

Известно устройство для снятия грата, содержащее верхний регулируемый по высоте нож и два подпружиненных боковых ножа, установленных на осях с возможностью перемещения вместе с электродами, которое обеспечено за счет упоров, установленных на двуплечих рычагах механизма центровки, зацепов, закрепленных на боковых ножах, и пружин, установленных в теле боковых ножей и взаимодействующих через толкатели с упорами на двуплечих рычагах (патент РФ №2321478 на изобретение «МАШИНА ПОДВЕСНАЯ ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ» МПК B23K 11/04, опубл. 10.04.2008). Недостатком известного устройства является низкое качество снятия грата из-за крепления ножей на подвижных корпусах этих машин, что не позволяет ножам самоустанавливаться на рельсе. Кроме того, отсутствие отдельного привода для перемещения ножей вдоль рельса не позволяет снимать грат без перемещения подвижного корпуса машины, что необходимо при сварке рельсов с растяжением. Снятие грата перемещением подвижного корпуса ведет к увеличению времени от конца сварки до начала движения подвижного корпуса (до 9 с), так как необходимо разжать все рычаги и освободить рельс от зажатия. Грат при этом остывает.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является устройство для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов, содержащее плиту гратоснимателя с ножом съема грата. Плита гратоснимателя установлена на подвижном корпусе с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль рельса посредством рычажной системы и приводных толкателей. Рычажная система включает рычаги горизонтального и рычаги вертикальных синхронизирующих валов. Приводными толкателями служат штоки, соединённые с гидроцилиндрами гратоснимателя (патент РФ №2748185 на изобретение «МАШИНА ПОДВЕСНАЯ ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ», МПК B23K 11/04, B23K 37/04, B23K 101/26, опубл. 20.05.2021). Расположение синхронизирующих валов в зоне сварки затрудняет ее очистку от застывших брызг расплавленного металла, увеличивая время обслуживания и снижение производительности. Расположение устройства для снятия грата в площади вторичного контура сварочной машины требует выполнения устройства из немагнитных материалов, которые имеют низкие прочностные характеристики по сравнению с ферромагнитными сталями, что в конечном счете ведет к увеличению габаритов конструкции при небольшом объеме зоны сварки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов, характеризующегося улучшенными техническими характеристиками.

Технические результаты, достигаемые в результате решения поставленной задачи, заключаются: в повышении качества снятия грата, улучшении эксплуатационного обслуживания, увеличении производительности; повышении надежности и долговечности работы устройства.

Указанные технические результаты достигаются тем, что устройство для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов содержит плиту гратоснимателя с ножом съема грата. Плита гратоснимателя установлена на подвижном корпусе машины для стыковой сварки рельсов с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль рельса посредством рычажной системы и приводных толкателей. Устройство содержит стойку с опорами, закрепленную на подвижном корпусе. Рычажная система включает две пары двуплечих рычагов, расположенных с обеих сторон плиты гратоснимателя, и взаимодействующих через оси с плитой и опорами стойки.

Предпочтительно, чтобы одни концы двуплечих рычагов были связаны через оси с плитой, а другие концы двуплечих рычагов были связаны через ось между собой.

Предпочтительно, чтобы стойка с опорами была закреплена на передней стенке подвижного корпуса подвесной машины для стыковой сварки рельсов.

Предпочтительно, чтобы приводные толкатели были связаны со штоками гидроцилиндров гратоснимателя и проходили через подвижный корпус машины для сварки рельсов.

Предпочтительно, чтобы рычаги и стойка были вынесены из зоны сварки и вторичного контура сварочной машины.

Предпочтительно, чтобы плечи двуплечих рычагов были равны между собой.

Предпочтительно, чтобы плечи двуплечих рычагов были равны между собой попарно.

Предпочтительно, чтобы рычаги и стойка с опорами были выполнены из высокопрочной ферромагнитной стали.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения, оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- наличием стойки с опорами, закрепленной на подвижном корпусе машины для стыковой сварки рельсов,

- выполнением рычажной системы, включающей две пары двуплечих рычагов;

- расположением пар двуплечих рычагов с обеих сторон плиты гратоснимателя;

- выполнением каждой пары двуплечих рычагов, взаимодействующими через оси с плитой и опорами стойки.

В предпочтительных случаях заявляемое техническое решение отличается от известного, наиболее близкого технического решения:

- выполнением одних концов двуплечих рычагов связанными через оси с плитой , а других концов двуплечих рычагов связанными через ось между собой;

- выполнением стойки с опорой, закреплённой на передней стенке подвижного корпуса подвесной машины для стыковой сварки рельсов;

- выполнением приводных толкателей, связанными со штоками гидроцилиндров гратоснимателя и проходящими через подвижный корпус машины для стыковой сварки;

- выполнением рычагов и стойки с опорами, вынесенными из зоны сварки и вторичного контура сварочной машины;

- выполнением плечей двуплечих рычагов равными между собой;

- выполнением плечей двуплечих рычагов равными между собой попарно;

- выполнением рычагов и стойки с опорами из высокопрочной ферромагнитной стали.

Наличие стойки с опорами, закрепленной на подвижном корпусе, выполнение рычажной системы, включающей две пары двуплечих рычагов, расположенных с обеих сторон плиты гратоснимателя и взаимодействующих через оси с плитой и опорами стойки, выполнение одних концов двуплечих рычагов связанными через оси с плитой, а других концов двуплечих рычагов, связанными через ось между собой; выполнение стойки с опорам, закреплённой на передней стенке подвижного корпуса подвесной машины обеспечивает плоскопараллельное перемещение плиты с ножом из зоны сварки и вторичного контура машины¹ (¹ Вторичным контуром называется вся вторичная электрическая цепь за исключением свариваемых деталей и контактов электрод - деталь, по которой протекает вторичный ток сварочного трансформатора машины. Вторичный контур подводит индуктирующийся в нём вторичный (сварочный) ток к свариваемым деталям. Машиностроение. Энциклопедический справочник Раздел 4 Том 8 -> Элементы вторичного контура https://mash-xxl.info/page/062178193007143082146007043136042244208029158010), что повышает удобство очистки зоны сварки, уменьшает время обслуживания устройства и повышает производительность работы машины, а также повышает качество снятия грата (с небольшим усилием и без врезания ножей в встык) и возможность сварки рельсов с растяжением.

Выполнение плечей двуплечих рычагов равными между собой или равными между собой попарно, обеспечивает плоскопараллельное движение устройства для снятия грата.

Выполнение рычагов и стойки с опорами из ферромагнитных сталей, имеющих лучшие прочностные характеристики, увеличивает долговечность работы устройства.

Изобретение иллюстрируется схемными чертежами, представленными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 представлен схемный чертеж устройства для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов, вид сбоку.

На фиг. 2 представлен схемный чертеж устройства для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов, вид с торца.

В предпочтительном варианте исполнения устройство для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов содержит плиту 1 гратоснимателя с ножом 2 съема грата. Плита 1 гратоснимателя установлена на подвижном корпусе 3 машины для стыковой сварки рельсов с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль свариваемого рельса 4 посредством рычажной системы 5 и приводных толкателей 6. На передней стенке подвижного корпуса 3 сварочной машины закреплена стойка 7 с опорами 8, 9. Рычажная система 5 включает две пары двуплечих рычагов 10, 11, расположенных с обеих сторон плиты 1 гратоснимателя. Верхний двуплечий рычаг 10 взаимодействует через ось 12 с плитой 1, а через ось 14 - с опорой 8 стойки 7. Нижний двуплечий рычаг 11 взаимодействует через ось 13 с плитой 1, а через ось 15 - с опорой 9 стойки 7. Свободные концы двуплечих рычагов 9, 10 связаны между собой через ось 16. Плечи двуплечих рычагов 9, 10 выполнены равными между собой или попарно равными. Приводные толкатели 6 связаны со штоками гидроцилиндров 17 гратоснимателя и проходят через подвижный корпус 3 машины для сварки рельсов. Рычаги 10, 11 и стойка 7 вынесены из зоны сварки и вторичного контура сварочной машины. Рычаги 10, 11 и стойка 7 с опорами 8, 9 могут быть выполнены из высокопрочной ферромагнитной стали.

Устройство для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов работает следующим образом.

Сразу после сварки подаётся давление в поршневую полость гидроцилиндра 17, толкатель 6 начинает перемещать плиту 1 с ножом 2 вдоль свариваемого рельса 4 на грат. За счёт взаимодействия между собой рычаги 10, 11 перемещают оси 12, 13 на такое же расстояние, как и перемещение плиты 1, обеспечивая её плоскопараллельное перемещение вместе с ножом 2.

Это позволяет достичь технического результата, заключающегося в удобстве очистки зоны сварки, уменьшении времени обслуживания сварочной машины, повышении её производительности; повышении прочностных характеристик и увеличении долговечности работы устройства для снятия грата.

По предложенному изобретению разработана конструкторская и технологическая документация. Изготовлен и испытан опытный образец. Испытания дали положительный результат.

Изобретение относится к подвесному оборудованию для стыковой сварки рельсов и предназначено для удаления грата со сварных стыков. Плита гратоснимателя с ножом съема грата установлена на подвижном корпусе машины для стыковой сварки рельсов с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль рельса посредством рычажной системы и приводных толкателей. Стойка с опорами закреплена на передней стенке подвижного корпуса. Рычажная система включает две пары двуплечих рычагов, расположенных с обеих сторон плиты гратоснимателя и взаимодействующих через оси с плитой и опорами стойки. Одни концы двуплечих рычагов связаны через оси с плитой, а другие концы двуплечих рычагов связаны через ось между собой. Рычаги и стойка вынесены из зоны сварки и вторичного контура сварочной машины. Устройство обеспечивает высокое качество снятия грата при облегчении эксплуатационного обслуживания, повышении надежности и долговечности работы устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для снятия грата подвесной машины для стыковой сварки рельсов, содержащее плиту гратоснимателя с ножом съема грата, установленную на подвижном корпусе с возможностью плоскопараллельного перемещения вдоль рельса посредством рычажной системы и приводных толкателей, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной на передней стенке подвижного корпуса стойкой с опорами, при этом рычажная система включает две пары двуплечих рычагов, расположенных с обеих сторон плиты гратоснимателя, причем одни концы двуплечих рычагов связаны через оси с плитой и опорами стойки, а другие концы связаны через ось между собой, при этом рычаги и стойка с опорами вынесены из зоны сварки и вторичного контура сварочной машины.

2. Устройство для снятия грата по п. 1, отличающееся тем, что приводные толкатели плиты гратоснимателя связаны со штоками гидроцилиндров и проходят через подвижный корпус.

3. Устройство для снятия грата по п. 1, отличающееся тем, что плечи двуплечих рычагов равны между собой.

4. Устройство для снятия грата по п. 1, отличающееся тем, что плечи двуплечих рычагов равны между собой попарно.

5. Устройство для снятия грата по п. 1, отличающееся тем, что рычаги и стойка выполнены из высокопрочной ферромагнитной стали.