ПУТЕВАЯ МАШИНА И СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЩЕБЁНОЧНОЙ ПОСТЕЛИ Российский патент 2022 года по МПК E01B27/10 E01B27/17 E01B27/20 

Область техники

[01] Настоящее изобретение касается путевой машины для стабилизации щебеночной постели рельсового пути после процесса его подбивки, которая включает в себя машинную раму, перемещающуюся на рельсовых ходовых механизмах, и стабилизирующий агрегат, который имеет ролики для захвата железнодорожной решетки и генератор вибраций для нагрузки железнодорожной решетки вибрациями. Изобретение касается также способа эксплуатации путевой машины.

Уровень техники

[02] Такая путевая машина известна из публикации WO 2006/056215 А1. Обычно такую машину называют как динамический стабилизатор рельсового пути (DGS). Описанная в этом документе путевая машина включает в себя стабилизирующий агрегат, с помощью которого стабилизируется рельсовый путь после процесса подбивки. При этом предусматривается, что железнодорожную решетку сначала поднимают выше окончательного заданного положения и подбивают. С помощью последующего процесса стабилизации железнодорожная решетка должна опуститься в желаемое заданное положение. В результате непредвиденных обстоятельств может произойти так, что после предпринятого процесса подбивки превышение заданного положения будет сильно выделяться. Тогда последующее опускание железнодорожной решетки с помощью обычного процесса стабилизации оказывается недостаточным, чтобы добиться заданного положения. В таких случаях необходимо выполнять вручную последующую обработку щебеночной постели, чтобы опустить железнодорожную решетку до желаемого уровня.

Краткое описание изобретения

[03] В основе заявленного изобретения лежит задача - улучшить путевую машину указанного типа, чтобы простым образом противодействовать нежелательным превышениям положения рельсового пути. Дополнительно задача заявленного изобретения состоит в том, чтобы предложить соответствующий способ эксплуатации путевой машины.

[04] Согласно заявленному изобретению эти задачи решаются благодаря признакам пунктов 1 и 9 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы описываются предпочтительные варианты выполнения изобретения.

[05] При этом предусматривается, что в рабочем направлении движения перед стабилизирующим агрегатом располагается по обеим продольным сторонам путевой машины соответствующее уборочное устройство и что соответствующее уборочное устройство включает в себя опускаемый в щебеночную постель уборочный инструмент, чтобы удалять щебень из соответствующей зоны, расположенной на концах шпал. В результате работы уборочных устройств по обеим сторонам железнодорожной решетки возникают в щебеночной постели борозды, которые проходят параллельно оси рельсового пути и торцевые поверхности шпал оказываются оголенными. На таком обработанном участке рельсового пути уменьшается сопротивление поперечному перемещению решетки рельсового пути, в результате чего передается с помощью стабилизирующего агрегата повышенная кинетическая энергия на железнодорожную решетку. Дополнительно возникает в зонах, расположенных на концах шпал, свободное пространство для того щебня, который перемещается во время процесса стабилизации из-под шпал к концам шпал. Тем самым, создаются предпосылки для того, чтобы с помощью стабилизирующего агрегата добиться большего опускания железнодорожной решетки.

[06] В простом варианте выполнения соответствующего уборочного устройства предусматривается, что соответствующий уборочный инструмент выполнен с возможностью поворота относительно держателя с помощью сервопривода. Таким образом, соответствующий уборочный инструмент может автоматически опускаться в предназначенную для него зону, расположенную на концах шпал.

[07] В другом улучшенном варианте выполнения изобретения предусматривается, что соответствующий уборочный инструмент включает в себя вращающуюся уборочную цепь. Такой уборочный инструмент выполнен особенно надежно, при этом отдельные звенья цепи при усиливающемся износе могут заменяться простым образом.

[08] При этом оказывается целесообразным, если соответствующая уборочная цепь включает в себя транспортировочные средства, чтобы транспортировать щебень наверх в место его сбрасывания, и если под соответствующим местом его сбрасывания располагается накопительное устройство или другое транспортировочное средство. Вместо того, чтобы убирать щебень в сторону выполняется выемка щебня. Выбранный щебень более целесообразно размещать после выполненного опускания железнодорожной решетки опять в зону, расположенную на концах шпал.

[09] Для того, чтобы выполнить дальнейшую автоматизацию процессов обработки предоставляется преимущество в том, что путевая машина включает в себя измерительную систему, с помощью которой может измеряться опускание железнодорожной решетки во время процесса стабилизации. Включение стабилизирующего агрегата выполняется затем в зависимости от зарегистрированного действительного положения рельсового пути. Например, повышается частота вибрации, чтобы усилить текучесть щебня и, тем самым, ускорить процесс опускания железнодорожной решетки.

[10] При дальнейшем расширении функций путевой машины предусмотрено, что в рабочем направлении движения сцепляют перед машинной рамой другой машинный блок и что на другом машинном блоке устанавливают подъемный агрегат и шпалоподбивочный агрегат. Предлагается, тем самым, комбинированная путевая машина, с помощью которой в процессе одного рабочего прохода подбиваются шпалы и они стабилизируются. В данном случае заявленное изобретение оказывается особенно эффективным, потому что при подбивке шпал можно сразу реагировать на нежелательное превышение рельсового пути, не прерывая рабочий процесс.

[11] При этом оказывается предпочтительным, если с другим машинным блоком соединяется другая измерительная система для регистрации высоты рельсового пути. Например, располагается в зоне за шпалоподбивочным агрегатом измерительная тележка, чтобы зарегистрировать после процесса подбивки полученное положение рельсового пути. Таким образом, автоматически определяется нежелательное превышение положения рельсового пути.

[12] В другом варианте выполнения изобретения предусматривается, что в вычислительное устройство направляются результаты измерения другой измерительной системы и что вычислительное устройство соединяется с устройством управления для включения уборочных устройства. Такой вариант изобретения повышает степень автоматизации, так что путевая машина может функционировать в дальнейшем без подключения обслуживающего персонала.

[13] В заявленном способе эксплуатации путевой машины при активировании процесса переключают оба уборочных устройства из положения покоя в рабочее положение, при этом при передвижении машины вперед вынимают с помощью уборочных устройств щебень из зоны, расположенной на концах шпал, и при этом с помощью стабилизирующего агрегата железнодорожная решетка подвергается вибрации и нагружается нагрузкой. Такой способ позволяет выполнить опускание железнодорожной решетки с помощью стабилизирующего агрегата на желаемый размер, чтобы компенсировать нежелательные превышения положения рельсового пути во время подбивки шпал.

[14] Для автоматизации процесса оказывается целесообразным, если регистрировать положение рельсового пути по высоте после процесса его подъема и подбивки и если в случае превышения заданного положения по высоте активируются уборочные устройства с помощью устройства управления. Глубина погружения уборочных устройств в соответствующую зону, расположенную на концах шпал, может при этом выполняться в зависимости от зарегистрированного положения по высоте. Необходимое опускание железнодорожной решетки определяет при этом количество вынимаемого щебня. При этом может оказаться целесообразным, чтобы регистрировать собственное положение по высоте для каждого рельса и включать уборочные устройства с различным режимом. Например, на одной стороне устанавливается меньшая глубина погружения соответствующего уборочного устройства с небольшим заданным опусканием.

Краткое описание чертежей.

[15] Заявленное изобретение поясняется ниже на примерах его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах схематически изображено.

На Фиг. 1 изображена путевая машина с уборочными устройствами и стабилизирующими агрегатами.

На Фиг. 2 изображена путевая машина с подъемным агрегатом и шпалоподбивочным агрегатом.

На Фиг. 3 изображен поперечный разрез по рельсовому пути с уборочными устройствами и стабилизирующим агрегатом.

На Фиг. 4 изображены в проекции сверху стабилизирующие агрегаты и рельсовый путь. Описание вариантов выполнения изобретения

[16] Заявленная путевая машина выполнена конструктивно как или самостоятельная стабилизирующая машина 1 (Фиг. 1) или как комбинированная машина со шпалоподбивочной машиной 2 (Фиг. 2) и с прицепленной к ней стабилизирующей машиной 1. В случае самостоятельной стабилизирующей машины 1 имеет эта машина собственный привод 3 и собственную кабину управления 4. Путевая машина включает в себя машинную раму 5, которая перемещается на рельсовых ходовых механизмах 6 по рельсовому пути 7.

[17] Рельсовый путь 7 представляет собой рельсовый путь, расположенный на щебне, с железнодорожной решеткой 9, расположенной на щебеночной постели 8. Железнодорожная решетка 9 состоит при этом из шпал 10 и закрепленных на них рельсах 11. Между шпалами 10 выполнены так называемые междушпальные пространства 12 и рядом с торцевыми кромками шпал 10 находятся так называемые зоны 13, расположенные на концах шпал. Уплотненный щебень в междушпальном пространстве 12 и в зоне 13, расположенной на концах шпал, приводит к тому, что железнодорожная решетка 9 при нагрузках сохраняет свое положение. Наряду с наличием трения щебня о продольную поверхность шпал определяет, в частности, степень уплотнения щебня в зонах 13, расположенных на концах шпал, так называемое сопротивление поперечному смещению рельсового пути 7.

[18] Показанная на Фиг. 1 путевая машина включает в себя два стабилизирующих агрегата 14 с роликами 15 для захвата железнодорожной решетки 9. В простом варианте выполнения изобретения устанавливают собственно один стабилизирующий агрегат 14. Во время работы соответствующий стабилизирующий агрегат 14 подвергается с помощью генератора 16 вибраций вибрациям 17. С помощью роликов 15 передаются обычно горизонтальные вибрации в поперечном направлении рельсового пути на железнодорожную решетку 9. Дополнительно с помощью гидравлического цилиндра 18 железнодорожная решетка 9 может нагружаться нагрузкой, чтобы усилить воздействие процесса стабилизации.

[19] В рабочем направлении движения 19 располагается перед стабилизирующим агрегатом 14 на каждой продольной стороне путевой машины уборочное устройство 20. Соответствующее уборочное устройство 20 включает в себя уборочный инструмент 21, который выполнен с возможностью опускания в щебеночную постели 8 в соответствующей зоне 13, расположенной на концах шпал. Например, выполнен конструктивно соответствующий уборочный инструмент 21 в форме меча с уборочной цепью 23, вращающейся в рабочей плоскости 22. Рабочая плоскость 22 направлена приблизительно вертикально и параллельно рабочему направлению движения 19. Направление вращения 24 соответствующей рабочей цепи 23 выбирается таким образом, что щебень вынимается в направлении вперед и наверх и сбрасывается сбоку. Таким образом, в каждой зоне 13, расположенной на концах шпал, возникает борозда 25, в которой торцевые кромки шпал 10 освобождаются от щебня. Благодаря наклоненной незначительно наружу рабочей плоскости 22 щебень сбрасывается усиленно к наружной стороне соответствующей зоны 13, расположенной на концах шпал.

[20] Путевая машина включает в себя измерительную систему 26, с помощью которой измеряется опускание железнодорожной решетки 9 во время процесса стабилизации. Например, включает в себя измерительная система 26 измерительные тросы 27 и измерительные тележки 28. Измерительные тележки 28 прижимаются вместе с телескопическими осями к рельсам 11 и перемещаются по траектории рельсового пути. В качестве базовой системы для положения измерительных тележек 28 относительно друг друга служат измерительные тросы 27. Могут применяться также виртуальные измерительные тросы 27 и оптические измерительные устройства.

[21] Результаты измерений, выполненных измерительной системой 26, направляются в устройство управления 29, с помощью которого включаются стабилизирующие агрегаты 14 и гидравлический цилиндр 18. Например, происходит изменение частоты вибрации и/или нагрузки, чтобы оказать влияние на опускание железнодорожной решетки 9. В частности, при частоте свыше 35 герц у щебня появляется текучесть, которая способствует усиленному перемещению зерен щебня. В идеальном случае выбирается частота вибрации, примерно, 50 герц, чтобы добиться повышенной подвижности зерен щебня. В заявленном изобретении повышенная частота вибрации способствует тому, что увеличенный поток зерен щебня перемещается из зон, расположенных под шпалами 10, в свободное пространство, образованное бороздами 25.

[22] Показанная на Фиг. 2 путевая машина включает в себя подъемный агрегат 30, шпалоподбивочный агрегат 31 и другую измерительную систему 32. В случае комбинированной машины этот машинный блок сцепляется перед стабилизирующей машиной 1. В процессе подбивки шпал поднимается железнодорожная решетка 9 с помощью подъемного агрегата 30 и благодаря подбивке шпалоподбивочным агрегатом 31 фиксируется в своем положении. При этом включает в себя другая измерительная система 32 измерительные тросы 27, чтобы сравнить действительное значение подъема с предварительно заданным значением. Обычно железнодорожную решетку 9 поднимают выше заданного положения рельсового пути 7, чтобы в заключение выполнить ее опускание до заданного положения с помощью стабилизирующей машины 1.

[23] Предпочтительно включает в себя другая измерительная система 32 дополнительно измерительную тележку 33 для последующего измерения поднятого рельсового пути. Тем самым, сразу же определяется недопустимое превышение подъема. Например, результаты измерений сравниваются в вычислительном устройстве 34 с заданным положением по высоте. Вычислительное устройство 34 соединяется с устройством управления 29 для включения в работу уборочных устройств 20. Таким образом, уборочные устройства 20 активируются автоматически, так что в вычислительном устройстве 34 устанавливается недопустимое превышение высоты положения рельсового пути.

[24] На Фиг. 3 показано на левой стороне уборочное устройство 20 в нерабочем состоянии. Уборочное устройство 20, расположенное на правой стороне, находится в рабочем состоянии. Для изменения его состояния выполнен соответствующий уборочный инструмент 21 с возможностью поворота вокруг оси поворота 36 относительно держателя 37 с помощью сервопривода 35. В простом варианте выполнения изобретения соединяются оба уборочных устройства 20 с помощью общего держателя 37 и общего поворотного устройства. Дополнительно может оказаться целесообразным, если выполнить конструктивно уборочные инструменты 21 с возможностью перемещения в продольном направлении, чтобы согласовывать расстояние между шпальными пространствами в районе торцов шпал. Для этой цели соединяют, например, соответствующий уборочный инструмент 21 с помощью направляющей и толкательного привода с держателем 37.

[25] В показанном конструктивном выполнении с уборочной цепью 23 устанавливают цепной привод 38. Необязательно оборудуют звенья цепи транспортировочным средством, с помощью которого транспортируют щебень из соответствующей зоны 13, расположенной на концах шпал, в верхнюю точку сбрасывания 39. Под соответствующей точкой сбрасывания 39 устанавливается в данном случае накопительное или транспортировочное устройство 40. Благодаря такой конструкции создается возможность для того, чтобы щебень после опускания рельсового пути опять размещать в соответствующей зоне 13, расположенной на концах шпал. Дополнительно оказывается целесообразным, если после выполненного опускания рельсового пути и, в данном случае, повторного размещения щебня выполнить заключительную обработку щебеночной постели в поперечном направлении. Для этой цели включает в себя путевая машина, например, выполненные за стабилизирующим агрегатом 14 с возможностью перемещения по обеим продольным сторонам боковые плуги. Может также использоваться машина для профилирования флангов.

[26] На Фиг. 4 показана первая зона 41 с боковыми бороздами 25 и вторая зона 42 без борозд 25. В соответствии с заявленным изобретением получается при сохраняющейся активности стабилизирующих агрегатов 14 в первой зоне 41 более сильное опускание железнодорожной решетки 9, чем во второй зоне 42. Глубина погружения 43 уборочных инструментов 21 определяет при этом глубины возникающих борозд 25. Для обеспечения того, чтобы общие торцевые кромки шпал были свободными от щебня, отчетливо задается под нижними кромками шпал достаточная глубина погружения 43. При этом, однако, необходимо обращать внимание на то, чтобы ни в коем случае не повреждался расположенный под щебеночной постелью 8 слой земляного полотна 44.

[27] Необязательно устанавливают оптический сенсор 45, который регистрирует положение уборочных инструментов 21 относительно рельсового пути 7, который соединен с устройством управления 29. Тем самым, создается возможность для того, чтобы наряду с глубиной погружения 43 автоматически согласовывать боковое расстояние уборочных инструментов 21 относительно шпал 10. Дополнительно может использоваться сенсор для опознания препятствий, чтобы выполнить автоматически отклонение уборочных инструментов 21.

Группа изобретений относится к области обслуживания железнодорожного пути, в частности к путевым машинам для стабилизации щебеночной постели рельсового пути после подбивки шпал, а также к способам их эксплуатации. Машина включает раму и стабилизирующий агрегат. Агрегат содержит ролики для захвата решетки и генератор вибраций. Перед стабилизирующим агрегатом по обеим сторонам пути установлены уборочные устройства. Устройства содержат уборочный элемент. При движении машины вперед погружают уборочные элементы в щебеночную постель для удаления щебня на концах шпал и подвергают решетку вибрациям под нагрузкой. Достигается компенсация нежелательных превышений рельсового пути после проведения подбивки шпал. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Путевая машина для стабилизации щебеночной постели (8) рельсового пути (7) после процесса подбивки шпал, которая включает в себя машинную раму (5) и стабилизирующий агрегат (14), которые перемещаются на рельсовых ходовых механизмах (6), при этом стабилизирующий агрегат включает в себя ролики (15) для захвата железнодорожной решетки (9) и генератор (16) вибраций для нагрузки железнодорожной решетки (9) вибрациями (17),

отличающаяся тем, что

устанавливают в направлении рабочего движения (19) перед стабилизирующим агрегатом (14) по обеим продольным сторонам путевой машины уборочное устройство (20), и что соответствующее уборочное устройство (20) включает в себя уборочный инструмент (21), погружаемый в щебеночную постель (8), чтобы удалить щебень из соответствующей зоны (13), расположенной на концах шпал.

2. Путевая машина по п. 1,

отличающаяся тем, что

соответствующий уборочный инструмент (21) выполнен с возможностью поворота относительно держателя (37) с помощью сервопривода (35).

3. Путевая машина по п. 1 или 2,

отличающаяся тем, что

соответствующий уборочный инструмент (21) включает в себя вращающуюся уборочную цепь (23).

4. Путевая машина по п. 3,

отличающаяся тем, что

соответствующая уборочная цепь (23) включает в себя транспортировочное средство, чтобы подавать щебень наверх к точке сбрасывания (39), и что под соответствующим местом сбрасывания (39) устанавливают накопительное устройство или другое транспортировочное устройство (40).

5. Путевая машина по одному из пп. 1-4,

отличающаяся тем, что

путевая машина включает в себя измерительную систему (26), с помощью которой может измеряться опускание железнодорожной решетки (9) во время процесса стабилизации.

6. Путевая машина по одному из пп. 1-5,

отличающаяся тем, что

в рабочем направлении движения (19) прицепляют перед машинной рамой (5) другой машинный блок, и что на другом машинном блоке устанавливают подъемный агрегат (30) и шпалоподбивочный агрегат (32).

7. Путевая машина по п. 6,

отличающаяся тем, что

с другим машинным блоком сцепляется другая измерительная система (32) для регистрации положения по высоте рельсового пути.

8. Путевая машина по п. 7,

отличающаяся тем, что

в вычислительное устройство (34) направляют результаты измерений из другой измерительной системы (32), и что вычислительное устройство (34) соединено с устройством управления (29) для включения уборочных устройств (20).

9. Способ эксплуатации путевой машины по одному из пп. 1-8,

отличающийся тем, что

в процессе активирования переводят оба уборочных устройства (20) из нерабочего положения в рабочее положение, что при движении машины вперед удаляют с помощью уборочных устройств (20) щебень из зон (13), расположенных на концах шпал, и что железнодорожную решетку (9) подвергают вибрациям (17) с помощью стабилизирующего агрегата (14) и нагружают нагрузкой.

10. Способ по п. 9,

отличающийся тем, что

регистрируют положение по высоте рельсового пути (7) после процесса подъема и подбивки, и что при превышении заданного положения по высоте активируют уборочные устройства (20) с помощью устройства управления.