Устройство для уплотнения балласта железнодорожного пути Советский патент 1992 года по МПК E01B27/16 

чина 11. Давление текучей среды создается насосом 19, при этом происходит зарядка гидропневмоаккумулятора 32 и перемещение поршня 4 со штоком 6 в крайнее левое положение. В расточке корпуса 18 установлен золотник 23, в теле которого размещены плунжеры-толкатели 24 и 25 разного диаметра. Внутренние полости 26, 34 связаны каналами 27,35 соответственно с напорной кольцевой расточкой 28 и кольцевой проточкой 36. Тело золотника 23 подпружинено внутри корпуса 18 пружиной 22. При достижении в напорной гидромагистйали 21 заданного давления, на которое настроен гидропневмоаккумулятор 32, золотник 23 открывается, пропуская текучую среду в бесштоковую полость 14. Поршень 4 перемещается вправо (рабочий ход), производя при этом полезную работу по уплотнению балласта под шпалой. По окончании рабочего хода давление текучей среды во всех полостях падает, пружина 22 возвращает золотник 23 в исходное положение, и далее рабочий цикл.повторяется в автоматическом режиме. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для уплотнения балласта под шпалами железнодорожного пути. Целью изобретения является повышение эффективности путем снижения энергоемкости и повышение надежности. Устройство содержит гидрЬци- линдр 1 сжатия - разжатия и гидроцилиндр 2 вибрации, шарнирно связанные с верхней частью рычагов 7 и 8 шпалоподбоек. В нижней части рычаги 7 и 8 имеют рабочие под- бивочные инструментьг 9 и 10, а в средней части к ним шарнирно прикреплена попере-" ^'ч—az5'?2• *,«**•'' ^ ^^18 гз^1 \ I i \\L^^rrr^f47^^ •^иОс>& сэVI>&

Изобретение относится к устройствам для уплотнения балласта под шпалами и предназначено для использования в шпалоподбивочных агрегатах путевых машин при ремонте и строительстве полотна железнодорожного-пути.

Известно устройство для уплотнения балласта железнодорожного пути, содержащее установленный на раме блок с рабочими подбивочными инструментами, связанными с гидроцилиндрами сжатия, подключенными к гидравлическому возбудителю колебаний, включающему в себя гидронасос, гидромотор, импульсный датчик в виде ротационного насоса, четыре управляемых обратных клапана, регулятор числа оборотов гидромотора и пр дохранительные клапаны.

Недостатком устройства является относительно низкая эффективность и надежность при высокой энергоемкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и -достигаемому результату является устройство для уплотнеиия балласта железнодорожного пути, содержащее две шпалоподбойки, жестко соединенные между собой гидроцилиндр сжатия-разжатия шпалоподбоек и гидроцилиндр вибрации, соединенный с источником импульсной подачи текучей среды, включающим в себя насосную установку, причем шпалоподбойки шарнирно соединены с соответствующим из указанных гидроцилиндровУ Импульсный источник энергии представляет собой соединенный с гидромотором пульсаторный шестеренчатый насос.

Недостатком этого устройства является относительно низкая надежность и эффективность работы, поскольку устройство обЛ1эдает невысоким КПД .и низкой

долговечностью уплотнений в пульсаторном шестеренном насосе. К недостаткам устройства относится так;же высокая энергоемкость за счет большого числа потребителей базовой гидросистемы .

Цель изобретения - повышение эффективности устройства путем снижения энергоемкости и повышения надежности.

Поставленная цель достигается тем, что

источник импульсной подачи текучей среды снабжен гидропневмоаккумулятором и двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем, с одной стороны золотника которого установлена пружина, а с обеих

его сторон по оси выполнены проточки для плунжеров-толкателей разного диаметра, причем плунжер-толкатель большего диаметра установлен на второй стороне золотника с возможностью взаимодействия

одним концом с корпусом гидрораспределителя, а между другим ецо концом и основанием соответствующей проточки золотника образована полость, сообщенная каналом с одной из кольцевых расточек, которые выполнены в корпусе гидрораспределителя, и с напорной магистралью и гидропневмоаккумулятором, при этом плунжер-толкатель меньшего диаметра расположен на первой стороне золотника,

установлен с возможностью взаимодействия одним концом и упором, который установлен на свободный конец указанной пружины, а между другим его концом и основанием проточки золотника образована

полость, сообщенная каналом с одной кольцевой проточкой, которая выполнена на золотнике, и магистралью - со штоковой полостью гидроцилиндра вибрации, а на золотнике выполнена вторая кольцевая проточка, соединенная магистралью с бесштоковой полостью гидроцилиндра вибрации и периодически сообщающая эту магистраль с кольцевыми расточками корпуса, соединенными со сливной или напорной магистралями и гидропневмоаккумулятором.

На чертеже изображена полуконструктивная схема устройства.

На раме базовой машины (не показана) закреплены жестко связанные между собой гидроцилиндр 1 сжатия-разжатия и гидроцилиндр 2 вибрации шпалоподбоек, имеющие поршни 3 и 4 со штоками 5 и 6, шарнирно связанными с верхней частью рычагов 7 и 8 шпалоподбоек. В нижней части рычагов 7 и 8 установлены рабочие подбивочные инструменты 9 и 10, а в средней части к ним шарнирно прикреплена поперечина 11. Поршень 3 делит гидроцилинр ,1 сжатия-разжатия на бесштоковую 12 и щтоковую 13 полости, каждая из которых попеременно периодически может быть связана с напорной и сливной магистралью гидррсйстемы, смонтированной на базовой машине. Поршень 4 делит гидроцилиндр 2 вибрации на бесштоковую 14 и штоковую 15 полости, соединенные соответственно гидромагистралями 16 и 17 с корпусом гидрораспределителя 18. Насос 19, приводимый в движение мотором 20, напорной магистралью 21 также связан с корпусом гидрораспределителя 18. В расточке корпуса гидрораспределителя 18 размещен подпружиненный пружиной 22 двухпозиционный золотник 23. В теле двухпозиционногозолотника 23 размещены плунжеры-толкатели, один из которых 24 - большего диаметра и 25- меньшего диаметра.

Плунжер-толкатель 24 большего диаметра контактирует с левым торцом с корпусом гидрораспределителя 18, а первым торцом входит в осевое отверстие тела золотника 23, при этом между плунжером толкателем24 и телом золотника 23 образуется внутренняя полость 26, постоянно связанная каналом 27 с напорной кольцевой расточкой 26 в корпусе гидрораспределитёля 18. Напорная кольцевая расточка 28 связана каналом 29 с напорной магистралью 21, а каналом 30 и гидромагистралью 31 - с гид0опневмоаккумулятором 32. Плунже|Этолкатель 25 меньшего диаметра контактирует первым торцом с упором 33 пружины 22. а левым торцом входит в осевое отверстие тела золотника 23, при этом между плунжером-толкателем 25 и телом золотника 23 образуется внутренняя полость 34, связанная каналом 35 с кольцевой проточ кой 36 на теле золотника 23. С кольцевой проточкой 36 посредством канала 37 соединена гидромдгистраль 17, кроме того, кольцевая проточка 36 выполнена с возможностью периодического сообщения с напорной кольцевой расточкой 28 и сливной расточкой 38 в корпусе гидрораспределите5 ля 18. Кроме того, на теле золотника 23 выполнена кольцевая проточка 39 с возможностью периодического сообщения канала 40 и гидромагистрали 16 с кольцевой расточкой 41, связанной каналами 42, 43 и гид0 ромагистралью 44 со сливной ракеточкой 38 или напорной кольцевой расточкой 28, связанной с напорной магистралью 21 и гидропневмоаккумулятором 32. Канал 45 соединяет сливную расточку 38 со сливной

5 магистралью 46. Винт 47 предназначен для регулировки пружины 22.

Устройство работает следующим обра. зом..

При подаче в бесштоковую 12 или што0 ковую 13 полости гидроцилиндра 1 сжатия разжатия текучей среды от внешней гидросистемы, смонтированной на базовой машине, поршень 3 со штоком 5 перемещает рычаги 7 и 8 шпалоподбоек, изменяя расстояние между ними в верхней их части. При этом изменяется (настраивается на требуемый размер) расстояние между рабочими подбивочными инструментами 9 и 10, поскольку осуществляется поворот рычагов 7

0 и 8 относительно шарниров их соединения с поперечиной 11.

- Таким образом, гидроцилиндр 1 сжатия-разжатия выполняет функцию предварительной настройки рабочих подбивочных

5 инструментов на требуемый размер в зависимости от размера поперечного сечения шпалы, а также осуществляют постоянный статический поджим шпалоподбивочных инструментов 9 и 10 в процессе уплотнения

0 балласта. Динамическая С(ставляющая сил уплотнения, развиваемая шпалоподбивочным устройством в режиме уплотнения балласта под шпа/юй, осуществляется гидроцилиндром 2 вибрации. При работе

5 мотора 20 насос 19 нагнетает текучую среду по напорной гидромагистрали 21, каналу 29 в напорную кольцевую расточку 28 и далее . по кольцевой проточке 36, каналу 37 и гидромагистрали 17 в штоковую полость 15 гид0 роцилиндра 2 вибрации, перемещая поршень 4 со штоком 6 справа налево в крайнее левое положение, что приводит к удалению рабочих подбивочных инструментов 9 и 10 друг от друга. Одновременно

5 текучаяхреда, поступая по каналу 30 и гидромагистрали 31, заряжает гидропневмраккумулятор 32. В этот же промежуток времени текучая среда из бесштоковой полости 14 по гидромагистрали J6, каналу 40. проточке 39, расточке 41, каналам 42 и 43,

гидромагистрали 44, сливной расточке 38 и каналу 45 поступает в сливную магистраль 46.

Кроме того, текучая среда под давлением поступает по каналам 27 и 35 во внутренние полости 26 и 34 и воздействует на плунжеры-толкатели 24 и 25 и тело золотника 23. В исходном положении {изображенном на чертеже) пружина 22, упираясь правым торцом в упор 33, регулируемый винтом 47, а левым торцом - в тело золотника 23, поджимает тело золотника 23 к левому торцу расточки в корпусе гидрораспределителя 18.

Под действием давления, создаваемого текучей средой при работе насоса 19, на тело золотника 23 в осевом направлении слева направо действует сила, величина которой равна произведению площади кольца, у которого наружный и внутренний диаметры соответственно равны диаметрам большего 24 и меньшего 25 плунжеров-толкателей на величину давления, создаваемого текучей средой. Под дейстбием указанной силы тело золотника 23 стремится переместиться в осевом направлении слева направо внутри расточки в корпусе 18. Этому перемещению препятствует усилие, создаваемое на тело золотника 23 сжатой пружиной 22, причем усилие сжатой пружины 22 регулирует величину давления, создаваемого насосом 19 в гидропневмоаккумуляторе 32., При достижении заданного давления текучей среды в напорной гидромагистрали 21, при котором осевая сила воздействия на тело золотника 23.превысит усилие сжатия пружины 22, что произойдет при полной зарядке гидропневмоаккумулятора 32, тело золотника 23 начинает смещаться в осевом направлении слева направо внутри расточки в корпусе 18.

При прохождении телом золотника 23 в осевом направлении расстояния, при котором проточка 36 на теле золотника 23 перекроет напорную кол ьцевую расточку 28 и канал 29 от внутренней полости 34, осевая сила воздействия текучей среды на тело золотника резко возрастает, поскольку теперь величина осевой силы воздействия lia тело золотника 23 равна произведению площади поперечного сечения плунжера-толкателя 24 большего диаметра на величину давле ния текучей среды. В этот момент тело золотника 23 под действием силы, значительно превосходящей усилие сжатия пружины 22, резко перемещается в крайнее правое положение. Кольцевая проточка 39 на теле золотника 23 при этом перекрывает канал 40 от расточки 41. соединенной каналами 42, 43 и гидромагистралью 44 со сливной расточкой 2В, соединяя канал 40 и гидромагистраль 16с напорной кольцевой расточкой 28 и гидропневмоаккумулятором 32. В этот момент происходит мгновенная разрядка гидропневмоаккумулятора 32, текучая среда, поступая по каналу 30, расточке 28, каналу 40, гидромагистрали 16 в бесштоковую-полость 14 гидроцилиндра 2 вибрации, перемещает поршень 4 и шток 6 слева

0 направо в крайнее правое положение, сближая инструменты 9 и 10 между собой (рабочий ход) и производя при этом полезную работу по уплотнению .балласта под шпалой. В это время штоковая полость 15 гид5 ромагистралью 17, каналом 37 и проточкой 36 связана со сливной расточкой 38 и каналом 45 со сливной магистралью 46.

При достижении поршнем 4 правого крайнего положения давление во всех рабочих полостях падает до мИй пмума. Тело золотника 23 ПОД-действием УСИЛИЯ сжатой пружины 22 возвращается в исходное положение и далее рабочий цикл повторяется в автоматическом режиме, т.е. следующий рабочий ход поршня 4 происходит при полной зарядке гидропневмоаккумулятора 32, что обеспечивает постоянство затрачиваемой энергии при уплотнении балласта.

Регулируя расход текучей среды и давление срабатывания золотника 23 посредством пружины 22 и винта 47, можно в широких пределах изменять амплитуду, частоту и энергию колебаний рабочих подбивочных инструментов.

5 По сравнению с известным предлагаемое устройство более эффективно за счет снижения энергоемкости и повышения надежности. Кроме того, предлагаемое устройство обладает более высоким КПД.

0 поскольку в нем отсутствует пульсаторный шестеренный насос, КПД которого низок изза значительных утечек текучей среды между полостями высокого и низкого давления. В конструкции устройства отсутствует гид5 ромотор, что упрощает ее,

Формулаизобретения

Устройство для уплотнения балласта железнодорожного пути, содержащее две шпалоподбойки, жестко соединённые между собой гидроЦилиндр сжатия-разжатия шпалоподбоек и гидроцилиндр вибрации, соединенный с источником импульсной подачи текучей среды, включающим в себя насосную установку, причем шпалоподбой5 ки соединены с соответствующими из указанных гидроцилиндров, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности путем снижения энергоемкости и повышения надежности, источник импульсной подачи текучей среды снабжен гидропневмоаккумулятором и двухпозиционным золотниковым гидрораспределителем, с одной стороны золотника которого установлена пружина, а с обеих его сторон по оси выполнены проточки для плунжеровтолкателей разного диаметра, причем плунжер-толкатель большего диаметра установлен на второй стороне золотника с возможностью взаимодействия одним концом с корпусом гидрораспределителя, а между другим его концом и основанием соответствующей проточки золотника образована полость, сообщенная каналом с одной из кольцевых расточек, которые выполнены в корпусе гидрораспрёделителя, и с напорной магистралью и гидропневмоаккумуляг тором, при этом плунжер-толкатель меньшего диаметра установлен на первой

стороне золотника с возможностью взаимодействия концом с упором, который установлен на свободный конец указанной пружины, а между другим его концом и основанием проточки золотника образована полость, сообщенная каналом с одной кольцевой проточкой, которая выполнена на золотнике, и магистралью - с Штоковой полостью гидроцилиндра вибрации, а на золотнике выполнена вторая кольцевая проточка, соединенная магистралью с бесштоковой полостью гидрацилиндра вибрации и периодически сообщающая эту магистраль с кольцевыми расточками корпуса, соединенными со сливной или напорной магистралями и гидропневмоаккумулятором.