ЩЕБНЕОЧИСТИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к машинам для ремонта железнодорожного пути и, преимущественно, предназначена для вырезки и очистки балласта из - под рельсошпальной решетки.
Известна путевая машина с лазерной базовой системой и способ восстановления положения рельсового пути (см. патент РФ №2151231, МПК E01B 35/08). Данная путевая машина имеет раму, опирающуюся на ходовые механизмы и состоит из первой и второй рамных частей, причем с передней -исходя из рабочего направления - первой рамной частью связан измеритель продольного уклона для регистрации продольного уклона рельсового пути. Устройство включает также лазерную базовую систему, состоящую из лазерного передатчика с регулировочным устройством для относительной перестановки базовой плоскости и лазерных приемников. Лазерная система предназначена для регулировки высоты рабочих агрегатов, размещенных на второй рамной части. Кроме того, известная машина включает устройство для измерения перемещений и устройство управления, которые служат для передачи со смещением по времени и в зависимости от условий движения значения продольного угла наклона, зарегистрированного соответствующим измерителем, в регулировочное устройство лазерного передатчика для установки базовой плоскости в зависимости от зарегистрированного продольного уклона. Сущность данного технического решения заключается в том, что с помощью передней первой рамной части машинной рамы регистрируют продольный уклон рельсового пути, а для регулировки уровня рабочих агрегатов, расположенных на второй рамной части машины, используют образованную лазерным лучом базовую плоскость. Текущее значение продольного уклона регистрируется, запоминается и со смещением во времени используется для соответствующего уклона базовой плоскости, как только вторая рамная часть достигнет области зарегистрированного уклона рельсового пути, в результате чего лазерные приемники, предусмотренные для регистрации базовой плоскости, удерживаются постоянно в горизонтальном положении независимо от положения машинной рамы. Отклонение принятой за нулевую точки расположения лазерного приемника от базовой плоскости корректируется с помощью соответствующего привода, выполняющего регулировку по высоте. Рабочие органы машины автоматически следуют за перемещениями по высоте лазерных приемников до тех пор, пока эти перемещения не будут сведены к нулю.
Существенным недостатком данного технического решения является то, что положение рабочих органов (баровой цепи) определяется относительным методом с использованием значений продольных уклонов лазерной плоскости и базовой лазерной плоскости, позволяющей определять взаимное положение элементов конструкции машины и соответственно относительную глубину вырезки балласта. Кроме того, для создания базовой лазерной плоскости необходимо создавать сеть опорных точек и при работе на каждой из этих точек создавать опорную плоскость.
Известна также щебнеочистительная машина, включающая раму, опирающуюся на ходовые механизмы, установленный на раме с возможностью регулировки по высоте рабочий блок в виде баровой цепи, установленной между первой и второй направляющими, блок управления, связанный с измерителями продольного угла, поперечного угла наклона машины и устройством управления приводом рабочего блока, спутниковую систему позиционирования, информационный выход которой связан с указанным блоком управления, и связанным с указанным блоком управления вторым измерителем продольного угла наклона. Указанные первый и второй измерители продольного угла наклона установлены на соответствующих направляющих баровой цепи. Оси чувствительности указанных измерителей продольного угла наклона расположены вдоль продольных осей указанных направляющих. Спутниковая антенна указанной спутниковой системы позиционирования установлена в верхней части одной из указанных направляющих баровой цепи (см. патент РФ №126011, МПК E01B 27/10).
Недостатком данного технического решения является влияние динамических деформаций ЩОМ при движении под нагрузкой на результаты измерений продольных и поперечных углов, а именно с деформациями левой и правой направляющих, а так же деформацией рамы машины. Указанные процессы существенно влияют на точность измерений углов, вычисления превышений и, в конечном итоге, снижают точность получаемых значений глубины и поперечного уклона вырезки балласта. Степень деформации зависит от нагрузки на баровую цепь (глубина вырезки, плотность балласта и т.д.)
Задачей полезной модели является повышение точности и производительности вырезки балласта (щебня) рельсового пути (рельсовой решетки).
Решение технической задачи достигается за счет того, что щебнеочистительная машина, включающая раму, опирающуюся на ходовые механизмы, установленный на раме с возможностью регулировки по высоте рабочий блок в виде баровой цепи, установленной между первой (правой) и второй (левой) направляющими (конвейерами), блок управления, связанный с измерителями положения направляющих (конвейеров) и со спутниковой системой позиционирования, включающей антенну и спутниковый приемник, согласно полезной модели, в качестве измерителей положения направляющих она включает две гидростатические системы нивелирования, каждая из которых содержит соединенные между собой шлангом, заполненные жидкостью первый и второй гидростатические сосуды, при этом первые из указанных сосудов размещены на соответствующей направляющей щебнеочистительной машины, а другие - установлены на ее раме и снабжены датчиками уровня жидкости, связанными с блоком управления.
Указанные датчики уровня жидкости в указанных гидростатических системах нивелирования установлены на одном уровне и на фиксированном по высоте расстоянии от спутниковой антенны и от баровой цепи.
Техническим результатом полезной модели является определение абсолютных значений высотных отметок рабочего органа ЩОМ путем непосредственного измерения превышений с использованием гидростатической системы нивелирования, их сравнение с проектными высотными отметками в каждый текущий момент времени при движении машины. По разности измеренных и проектных отметок регулируется положение баровой цепи ЩОМ и обеспечивается выемка щебня рельсового пути с заглублением рабочего органа (баровой цепи) в соответствии проектными высотными отметками с высокой степенью точности.
На приведенных чертежах, на фиг. 1 представлен общий вид щебнеочистительной машины, на фиг. 2 приведена схема, иллюстрирующая принцип работы машины, на фиг. 3 - структурная схема, включающая основные блоки машины.
0
12
13
Щебнеочистительная машина (ЩОМ) 1 содержит раму 2, опирающуюся на ходовые механизмы 3, закрепленные на раме направляющие 4 и 5, связанные с баровой цепью 6, гидростатические системы нивелирования 7, 8, каждая из которых включает соединенные между собой шлангом 9, заполненные жидкостью гидростатические сосуды 10 и 11, причем гидростатические сосуды 10 размещены на направляющих 4 и 5, соответственно, а сосуды 11 установлены на раме 2 и снабжены датчиками уровня жидкости 12, 13, спутниковую антенну 14, установленную в верхней части рамы 2 с возможностью радиовидимости на навигационные спутники. На раме 2 жестко закреплена рабочая кабина 15, в которой смонтированы устройство управления приводом 16 направляющих 4, 5 баровой цепи 6, блок управления 17 и связанный со спутниковой антенной 14 спутниковый приемник 18. Датчики 12 и 13 гидростатических систем 7, 8 и выход спутникового приемника 18 связаны с соответствующими входами блока управления 17, преимущественно персонального компьютера (ПК), выходы которого связаны с указанным устройством управления приводом 16. Направляющие 4, 5 закреплены на штанге 19, соединяющей их оси вращения. Датчики уровня жидкости 12, 13 гидростатических систем нивелирования 7, 8 при горизонтальном положении машины в находятся на одном уровне, на фиксированном по высоте ΔH расстоянии от спутниковой антенны 14 и на известных по высоте расстояниях h и h от баровой цепи 6, с ее известной длиной В. Преимущественно гидростатические сосуды 11, устанавливают на раме 2 вблизи (со стороны) направляющей, на которой закреплен соответствующий сосуд 10. В качестве датчиков уровня жидкости 12, 13 могут быть использованы, например магнитострикционные уровнемеры M500\600 (производитель NIVELCO).
Щебнеочистительная машина работает следующим образом.
пр
В блок 17 управления (портативный компьютер) до начала работ экспортируются проектные данные высотных отметок Нпр или глубина вырезки Δh с геодезической привязкой к пространственным координатам φ, γ, x, y или линейной координате в каждой i-той точке, а также указанные выше данные о расположении датчиков уровня жидкости 12, 13 по высоте относительно баровой цепи 6 и спутниковой антенны 14. В процессе работы спутниковая антенна 14 принимает сигнал с космических навигационных аппаратов ГНСС (спутников) и по каналу связи передает в спутниковый приемник 18 данные для определения собственных координат местоположения и высоты. Приемник 18 выполняет расчет пространственных координат положения антенны 14 в заданном интервале времени с заданной частотой 1-200 Гц в i-тых точках. В ходе движения ЩОМ 1 по очищаемому рельсовому пути синхронно с определением пространственных координат, датчики 12, 13 гидростатических систем нивелирования 7, 8 определяют изменение уровня жидкости в гидростатических сосудах 10 и 11 при перемещении баровой цепи 6 в вертикальной плоскости (по высоте), соответствующее изменению превышения направляющих 4 и 5 между спутниковой антенной 14 и баровой цепью 6. Данные превышений направляющих 4, 5 баровой цепи 6 с приемника 18 и датчиков 12, 13 синхронно поступают в блок управления 17, где в соответствии с заложенной в нем вычислительной программой производятся определения текущих угловых и высотных положений баровой цепи и сравнение их с проектными значениями. В результате сравнения формируются необходимые для корректировки углового и высотного положения балки баровой цепи 6 значения сигналов управления. Управляющий сигнал в виде цифровой информации о необходимых величинах сдвига поступает на устройство управления приводом 16. Таким образом, в каждый момент времени с заданным интервалом выполняется сравнение текущего значения высотной отметки направляющих 4, 5 баровой цепи 6 с проектной высотной отметкой в текущей i-ой точке пути. Вычисляемая таким образом разность значений является величиной, на которую необходимо поднять или заглубить балку баровой цепи 6 в ручном или автоматизированном режиме. Значения указанных отклонений по первой и второй направляющим 4, 5, равные нулю свидетельствует о проектном положении балки баровой цепи 6 в вертикальной плоскости (по высотным отметкам) и поперечному уклону.
В заявляемом устройстве в сравнении с прототипом, за счет использования гидростатических систем нивелирования, на результаты измерений которых практически не влияют динамические нагрузки, осуществляются измерения не относительных, а абсолютных значений текущих высотных отметок положения баровой цепи, достигается высокая точность управления приводом баровой цепи, а также высокая производительность проводимых работ при высокой степени точности выполнения проектного задания.