Шпалоподбивочный агрегат Советский патент 1991 года по МПК E01B27/16 

Фм.1

Изобретение относится к машинам для строительства и ремонта верхнего строения пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта.

Известен шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере одну пару подбоек, смонтированных на раме, вибропривод, закрепленный на одной из подбоек, и механизм подачи подбоек в виде гидроцилиндра, шарнирно закрепленного на верхних концах подбоек. Подбойки смонтированы на раме посредством вращательных шарниров, доставляющих подбойкам одну степень свободы. От заваливания подбоек шпалоподбивочный агрегат снабжен центрирующим устройством в виде пружин, соединенных с подбойками и рамой.

Недостатком данного шпалоподбивоч- ного агрегата является невозможность работать на стрелочных переводах, когда необходимо уплотнить балласт наклоненными подбойками.

Наиболее близким к предлагаемому является шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии агрегата, вибропривод, соединенный с подбойками, механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу переменной длины.

Недостатком известного агрегата является невозможность работы наклоненными подбойками для уплотнения балласта под стрелочными переводами и под рельсами, что снижает его эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности агрегата путем расширения его технологических возможностей и повышения качества уплотнения балласта.

Для достижения поставленной цели шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через оси симметрии агрегата, вибропривод, соединенный с подбойками, механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу, снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, установленным с возможностью поворота дополнительно по меньшей мере в одной вертикальной плоскости, не

совпадающей с указанной вертикальной плоскостью а число подбоек, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой и/или каждый шарнирном

крепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением

0

6xY Кп -п,+Х Кв В к. 0)

ТJк

где PI -- число подбоек;

Кп - число степеней свободы подбоек,

5 отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;

nj - число соответствующих тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;

0Кв число степеней свободы подбоек,

отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или к виброприводу;

Вк - число соответствующих шарниров

5 крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек.

При этом верхние концы каждой пары подбоек соединены посредством эксцентрикового вибротора, а механизм подачи

0 подбоек и центрирующее устройство образован семью тягами переменной длины, со- единенных по три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой и каждой подбойкой, а пара подбоек соединена до5 полнительно с рамой седьмой тягой переменной длины. Кроме этого, две подбойки своими верхними концами соединены между собой посредством механизма подачи подбоек в виде тяги переменной

Q длины, причем на верхней части одной из подбоек закреплен вибропривод с трехколенным эксцентриковым валом, который соединен своими двумя коленами с тягой переменной длины механизма подачи и

5 подбойкой, а подбойки соединены с рамой посредством крестовых или сферических шарниров и дополнительного гидроцилиндра подачи, центрирующее устройство выполнено в виде тяги переменной длины,

0 шарнирно соединенной с рамой и третьим коленом эксцентрикового вала вибропривода, поичем шарнир крепления тяги переменной длины центрирующего устройства к раме расположен на прямой, соединяющей

5 шарниры крепления подбоек к раме.

На фиг, 1 изображен шпалоподбивочный агрегат с семью тягами переменной длины; на фиг. 2 - шпалоподбивочный агрегат, подбойки которого соединены с рамой крестовыми шарнирами; на фиг. 3 - то же,

но подбойки соединены с рамой сферическими шарнирами; на фиг. 4 - узел крепления тяг переменной длины к подбойкам по фиг. 1.

Шпалоподбивочный агрегат содержит раму 1, шарнирно установленные на ней подбойки 2, поворачивающиеся вокруг горизонтальных осей при сближении под шпалой. Вибропривод 3 соединен с подбойками 2. Механизм подачи подбоек 2 образован тягами 4 переменной длины. Центрирующее устройство включает в себя одну или несколько тяг 5, например, переменной длины. Тяги 4 и 5 могут быть выполнены в виде гидроцилиндров. Шпалоподбивочный агрегат снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, например переводом поршня гидроцилиндров тяги 5 центрирующего устройства в плавающее положение. Подбойки 2 имеют дополнительную одну или несколько степеней свободы. Число подбоек 2, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой, число степеней свободы, отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме или другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением

0)

6хЈ Pl Kn T.j+2 Кв -Вк

ijк

где PI - число подбоек;

Кп - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;

nj - число тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;

Кв - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждым шарниром крепления подбоек к раме, другой подбойке или виброприводу;

Вк - число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек.

Указанная формула справедлива для случая синхронного движения подбоек 2 или их погружении в балласт. При этом все имеющиеся степени свободы подбоек 2 (шесть степеней свободы в пространстве у каждой подбойки) отнимаются их шарнирами крепления друг к другу, виброприводу, к раме, тягами центрирующего устройства и механизма подачи. Причем число связей, накладываемых на подбойки, равно числу степеней свободы подбоек 2. При этом.от вибропривода 3 подбойки 2 совершают син- хронные движения, разрыхляя верхний слой балласта при погружении в него.

При обжатии балласта одна связь на подбойки 2 накладывается самим балластом, при этом для создания равенства усилий на подбойки 2 одна связь в

5 шпалоподбивочном агрегате оказывается лишней и ее необходимо исключить приспособлением отключения центрирующего устройства. Для случая обжатия балласта будет справедлива формула

10

бхУ Kn Кв -Вк+1 (2) Тjк

Дополнительная степень свободы у подбоек 2 позволяет наклонять их, напри15 мер, поворачивая в поперечной плоскости, обрабатывать стрелочные переводы, уплотнять балласт в зоне пересечения шпал и рельсов.

В качестве примера реализации указан20 ного подхода при формировании схем шпа- лоподбивочного агрегата можно представить два шпалоподбивочных агрегата.

В шпалоподбивочном агрегате по фиг. 1

25 и 4 верхние концы каждой пары подбоек 2 соединены эксцентриковым вибратором 3. Механизм подачи подбоек 2 и центрирующее устройство образованы семью тягами 4 и 5 переменной длины, соединенными по

30 три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой 1 и с каждой подбойкой 2, а пара подбоек 2 соединена дополрительно с рамой седьмой тягой 6 переменной длины механизма подачи. 00 - ось симметрии агре35 гатаШпалоподбивочный агрегат по фиг. 2 и

3 содержит две подбойки 2 своими верхними концами соединенные между собой посредством механизма подзчи подбоек в

40 виде тяги 4 переменной длины. На верхней части одной из подбоек 2 закреплен вибропривод 3 с трехколенным эксцентриковым валом, соединенным своими двумя коленами с тягой 4 переменной длины механизма

45 подачи и подбойкой 2, а подбойки 2 соединены с рамой 1 посредством крестовых 7 (фиг. 2) или сферических 8 (фиг. 3) шарниров и дополнительного гидроцилиндра 9 подачи. Центрирующее устройство выполнено

50 в виде тяги 5 переменной длины, шарнирно соединенной с рамой 1 и третьим коленом эксцентрикового вала вибропривода 3. Шарнир 10 крепления тяги 5 переменной длины центрирующего устройства к раме расположен на прямой, соединяющей шар55 ниры 7 или 8 крепления подбоек 2 к раме 1. Это необходимо для того, чтобы при повороте подбоек 2 дополнительным гидроцилиндром 9 подбойки 2 не изменяли своего

положения вдоль шпалоподбивочного агрегата.

Шпалоподбивочный агрегат работает следующим образом.

При погружении подбоек 2 в балласт виброприводом 3 осуществляется синхронная вибрация подбоек 2, при этом в шпало- подбивочном агрегате по фиг. 1 и 4 тяги 4 и 5 переменной длины могут относиться и к механизму подачи подбоек 2 и 3 к центрирующему устройству. Изменяя длину тяг 4 и 5 можно осуществлять все возможные движения подбоек, осуществляя повороты и перемещения в различных направлениях А, работать одной подбойкой, осуществлять ротацию подбоек 2 и т.д. Седьмой тягой 6 переменной длины можно наклонить подбойки 2 в поперечной плоскости, подавая подбойки 2 под рельсы для уплотнения балласта под ними. При этом согласно формуле (1) , где 2 - число подбоек; 6 - число степеней свободы подбоек 2 в пространстве; 5 - число степеней свободы, отнимаемых вращательным шарниром, соединяющим подбойки 2.

При осуществлении обжатия балласта одна из тяг 5 должна быть исключена из схем путем перевода ее поршня в плавающее положение, так как при обжатии балласт накладывает одну связь. При этом формула (2) будет справедлива, так как 2x6 5+6+1. Число 6 вместо 7 получилось из- за исключения одной связи (отключения одной тяги 5 центрирующего устройства). При этом осуществляется асинхронная работа подбоек 2 с обеспечением равенства усилий на подбойках 2 для равномерного уплотнения балласта под шпалами.

В шпалоподбивочном агрегате по фиг. 2 и 3 виброприводом 3 осуществляется синхронная работа подбоек 2 для равномерного разрыхления верхнего слоя балласта. При этом по формуле (1) 2x6 1+1+2+4x2, где 2 - число подбоек; 6 - число степеней свободы каждой подбойки 2 в пространстве; 1 - число степеней свободы, отнимаемых тягой 5 центрирующего устройства; 1 -число степеней свободы, отнимаемых дополнительным гидроцилиндром 9 механизма подачи; 2 - число степеней свободы, отнимаемых тягой 4 механизма подачи подбоек, так как тяга 4 (гидроцилиндр) соединена с другими элементами вращательными шарнирами. 2 - число крестовых шарниров 7,4 - число степеней свободы, отнимаемых каждым крестовым шарниром 7. При обжатии балласта подбойками 2 тяга 5 центрирующего механизма будет исключаться из работы путем перевода поршня (гидроцилиндра) в плавающее положение. В этом случае по формуле

(2) 2x6 1+2+4x2+1, При этом будет осуществляться асинхронная работа подбоек 2, позволяющая осуществить равномерное уплотнение балласта под шпалой с каждой

ее стороны. Дополнительным гидроцилиндром 9 можно осуществлять наклон подбоек 2 и обжимать балласт под рельсами, формируя несущий столб из балласта.

Аналогично может быть рассмотрен

0 Шпалоподбивочный агрегат по фиг. 3. При этом по формуле (1) + 1+3x2. В этом случае поршень относительно гильзы гидро-1 цилиндра - тяги 5 центрирующего устройства должен быть зафиксирован оЛ

5 перемещения, а сама тяга 5 должна крепиться шарнирно, В этом случае она отнимет три ступени свободы. При выключении тяги 5 из работы одна степень свободы будет освобождаться, так как поршень может

0 входить в гильзу, т.е. тяга 5 в этом случае отнимает две степени свободы и осуществляется асинхронная работа подбоек 2 при обжатии балласта. Формула (2) имеет вид 2x6 2+1+2+3x2+1.

5 Аналогично может быть построено бесконечное множество шпалоподбивочных агрегатов, подчиняющихся формуле (1) при заглублении подбоек 2 в балласт, и формуле (2) при обжатии подбойками 2 балласта,

0 подбойки 2 которых имеют дополнительные степени свободы, позволяющие осуществлять уплотнение балласта под стрелочными переводами, под шпалами железнодорожного пути с другого железнодорожного пути

5 и т.д. Таким образом, установка подбоек 2 с возможностью дополнительных поворотов и подчинение конструкции шпалоподбивочных агрегатов формулам (1) и (2) позволяет повысить качество уплотнения балласта,

0 расширить функциональные возможности шпалоподбивочных агрегатов и тем самым повысить их эффективность.

Формула изобретения

1. Шпалоподбивочный агрегат, содер5 жащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии агрегата,

0 вибропривод, соединенный с подбойками, механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу переменной длины, о т л и ч а5 ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения технологических возможностей и повышения качества уплотнения балласта, он снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, подбойки установлены с

возможностью поворота дополнительно по меньшей мере в одной вертикальной плоскости, не совпадающей с указанной вертикальной плоскостью, а число подбоек, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой и/или каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением

6x2 Pi 2 Kn -nj+2 Кв -В к,

ijк

где PI - число подбоек;

Kn - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;

nj - число соответстующих тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;

Кв - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу;

Вк число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек.

2.Агрегат по п. 1,отличающейся тем, что верхние концы пары гюдбоек соединены посредством эксцентрикового вибратора, а механизм подачи подбоек и

центрирующее устройство образованы семью тягами переменной длины, соединенных по три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой и с каждой подбойкой, а пара подбоек соединена дополнительно с рамой седьмой тягой переменной длины механизма подачи.

3.Агрегат по п. 1,отличающийся тем, что две подбойки своими верхними концами соединены между .собой посредством

механизма подачи подбоек в виде тяги переменной длины, причем на верхней части одной из подбоек закреплен вибропривод с трехколенным эксцентриковым валом, который соединен двумя коленами с тягой переменной длины механизма подачи и подбойкой, а подбойки соединены с рамой посредством крестовых или сферических шарниров и дополнительного гидроцилиндра подачи, центрирующее устройство выполнено в виде тяги переменной длины, шарнирно соединенной с рамой и третьим коленом эксцентрикового вала вибропривода, причем шарнир крепления тяги переменной длины центрирующего устройства к

раме выполнен сферическим и расположен на прямой, соединяющей шарниры крепления подбоек к раме.

Изобретение относится к машинам для строительства и ремонта верхнего строения пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта. Цель изобретения - повышение эффективности агрегата путем расширения технологических возможностей и повышения качества уплотнения балласта. Шгталоподбивочный агрегат содержит раму 1, подбойки 2, установленные на раме 1 с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, вибропривод 3, соединенный с подбойника- ми 2, механизм подачи подбоек и центрирующее устройство, образованные тягами 4 и 5 переменной длины. Агрегат снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, при этом число подбоек Pi, число тяг пд, число степеней свободы подбоек Кп, Кв, отнимаемых каждой тягой и/или каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке 2 или виброприводу 3, число соответствующих шарниров крепления Вк, отнимающих одинаковое число степеней свободы, связаны соотношением 6x2 Kn-nj+2 KB: В к. 2з. п. IJ ф-лы, 4 ил. Ё О о со л ел ел

Фиг.З

4,5

Фиг