ПОВОРОТНЫЙ КРУГ ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к устройствам для разворота рельсовых транспортных средств на одной колее и для их поворота при переводе с одной колеи на другую, в частности, для разворота и поворота локомотивов, и может быть использована на тепловозо- и электровозостроительных предприятиях и на предприятиях железнодорожного транспорта.
Известен поворотный круг для рельсовых транспортных средств, изготавливаемый на ОАО «Кировский машзавод 1 мая» (сайт: http://crane-kirov.ru/en/node/50), состоящий из двух параллельных продольных балок, средние части которых соединены с поперечной балкой, опирающейся на центральную опору, а концевые части выполнены с опиранием на ведомые тележки и ведущие тележки с приводами, платформы со смонтированными на ней рельсовым путем и фиксаторами положения поворотного круга с приводами, и системы управления, выполненной с возможностью управления приводами ведущих тележек и фиксаторов. Ведомые и ведущие тележки шарнирно соединены с концевыми частями продольных балок и выполнены с возможностью движения по круговому рельсу. Центральная опора выполнена в виде самоустанавливающегося балансира, состоящего из шарнирно соединенных между собой верхнего и нижнего балансиров. При этом верхний балансир соединен с опорной поверхностью поперечной балки, а нижний балансир закреплен на опорном подшипнике скольжения. На продольных балках также смонтированы настилы и ограждение для обслуживающего персонала, кабина оператора, светофор, светильники. Поворотный круг содержит резервный ручной привод.
Недостатком известного технического решения являются высокие эксплуатационные затраты, обусловленные достаточно большим расходом смазочных материалов для узлов трения в опорном подшипнике скольжения и его сравнительно небольшим ресурсом и, соответственно, повышенной периодичностью и трудоемкостью обслуживания поворотного круга, особенно в летний и зимний периоды года.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования поворотного круга для рельсовых транспортных средств за счет закрепления центральной опоры на опорном подшипнике иной конструкции. Технический результат от реализации этой задачи заключается в снижении затрат на эксплуатацию поворотного круга.
Поставленная задача решается тем, что поворотный круг для рельсовых транспортных средств, состоящий из двух параллельных продольных балок, средние части которых соединены посредством поперечной балки, опирающейся на центральную опору, а концевые части выполнены с опиранием на ведомые тележки и ведущие тележки с приводами, платформы со смонтированными на ней рельсовым путем и фиксаторами положения поворотного круга с приводами, и системы управления, выполненной с возможностью управления приводами ведущих тележек и фиксаторов, при этом ведомые и ведущие тележки шарнирно соединены с концевыми частями продольных балок, центральная опора выполнена в виде самоустанавливающегося балансира, платформа закреплена на продольных балках, а упомянутые тележки выполнены с возможностью движения по круговому рельсу, согласно полезной модели центральная опора закреплена на опорном подшипнике качения.
Целесообразно, чтобы продольные балки были выполнены составными из двух балок, соединенных между собой болтовыми соединениями, а их концевые части выполнены с вырезами для размещения ведущих и ведомых тележек.
Целесообразно, чтобы самоустанавливающийся балансир был выполнен в виде шарнирно соединенных между собой верхнего и нижнего балансиров, при этом верхний балансир соединен с опорной поверхностью поперечной балки, а нижний балансир закреплен на упомянутом опорном подшипнике качения.
Заявляемое техническое решение поясняется на примере конструктивного исполнения поворотного круга для рельсовых транспортных средств, разработанного Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Техвагонмаш", г.Кременчуг, Украина.
Сущность полезной модели поясняется представленными фигурами чертежей, где на фиг.1 показан общий вид поворотного круга, вид спереди; на фиг.2 - общий вид поворотного круга, вид сверху; на фиг.3 - общий вид поворотного круга, вид сбоку; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.6 - центральная опора, вид спереди; на фиг.7 - сечение А-А на фиг.6; на фиг.8 - общий вид ведомой тележки, вид сбоку; на фиг.9 - общий вид ведомой тележки, вид сверху; на фиг.10 - общий вид ведущей тележки; на фиг.11 - общий вид фиксатора; на фиг.12 - принципиальная схема системы управления.
Поворотный круг состоит (фиг.1-5) из двух параллельных продольных балок 1 и 2, поперечной балки 3, центральной опоры 4, двух ведущих 5 и двух ведомых 6 тележек, платформы 7, рельсового пути 8, фиксаторов 9, настилов 10 для обслуживающего персонала, ограждения 11, светильников 12, кабины оператора 13, светофоров 14 и системы управления.
Продольные балки 1 и 2 соединены (фиг.4, 5) между собой в средней части поперечной балкой 3, а по длине - раскосами 15. Концевые части продольных балок 1 и 2 выполнены с опиранием на две ведущие 5 и две ведомые 6 тележки и содержат вырезы для их размещения (не обозначены). При этом с каждой стороны поворотного круга под концевыми частями продольных балок 1 и 2 установлены одна ведущая 5 и одна ведомая 6 тележки. Торцевые части продольных балок 1 и 2 закрыты щитами 16. Для уменьшения габаритных размеров при транспортировке к месту эксплуатации продольные балки 1 и 2 выполнены составными из двух балок, соответственно, 17, 18 и 19, 20, соединенных в средней части болтовыми соединениями (не обозначены). Поперечная балка 3 опирается на центральную опору 4.
На продольных балках 1 и 2 закреплена платформа 7 со смонтированными на ней рельсовым путем 8 и двумя фиксаторами 9 положения поворотного круга. На продольных балках 1 и 2 и закрепленных на них кронштейнах 21 смонтированы также настилы 10 для обслуживающего персонала. На настилах 10 смонтированы ограждения 11, светильники 12 и кабина оператора 13 с закрепленным на ней светофорами 14. Настил 10 в зоне установки кабины оператора 13 дополнительно подкреплен кронштейнами 22.
Центральная опора 4 выполнена (фиг.4, 6, 7) в виде самоустанавливающегося балансира, состоящего из верхнего 23 и нижнего 24 балансиров, шарнирно соединенных между собой посредством оси 25. Верхний балансир 23 посредством пальцев 26 соединен с опорной поверхностью поперечной балки 3, а нижний балансир 25 посредством болтовых соединений 27 и 28 закреплен на опорном подшипнике качения 29. Поперечная балка 3, верхний 23 и нижний 24 балансиры и опорный подшипник качения 29 соединены посредством направляющей 30, расположенной вдоль вертикальной оси центральной опоры 3.
Ведомая тележка 6 состоит (фиг.8, 9) из двух колес 31 и 32, смонтированных посредством осей и подшипников качения (не показаны) в буксовых опорах 33, закрепленных на раме 34. Буксовые опоры 33 закреплены на раме 34 таким образом, что угол α между осями колес 31 и 32 является центральным для кругового рельса 35, на котором установлены ведущие 5 и ведомые 6 тележки. На внешней стороне буксовых опор 33 закреплены крышки 36. В точке пересечения продольных осей колес 31 и 32 на раме 34 закреплен шкворень 37, предназначенный для шарнирного соединения с концевыми частями продольных балок 1 и 2. Конструкция ведущей тележки 5 (фиг.10) аналогична ведомой тележке 6. Привод на ведущей тележке 5 выполнен в виде мотор-редуктора 38 с электротормозом, закрепленного посредством кронштейна 39 на раме 34, а колесо 31 закреплено на выходном валу мотор-редуктора 38.
Фиксаторы 9 размещены на противоположных концах железнодорожного пути 8 и предназначены для точного совмещения рельсового пути 8 на поворотном круге с путями для передачи и приема транспортного средства, на которых вдоль их осей закреплены ловители 40 (фиг.1, 2). Каждый фиксатор 9 состоит из закрепленного на плите 41 электропривода 42 с редуктором 43, опорного 44 направляющего 45 узлов. Выходной вал 46 редуктора 43 закреплен внутри опорного узла 44 и связан внутри направляющего узла 45 с выдвижным штоком посредством резьбового соединения с обратной нарезкой (не показаны). На выдвижном штоке закреплена рукоятка 47, наружная часть которой размещена в прорези 48, выполненной в корпусе направляющего узла 45. Зона перемещения рукоятки 47 огорожена щитком 49. При вращении выходного вала 46 линейное перемещение выдвижного штока обеспечивается посредством обратной резьбы в их соединении и взаимодействия рукоятки 47 с прорезью 48.
Управление поворотным кругом осуществляется в автоматическом и ручном режимах посредством системы управления, которая построена на базе управляющего контролера и преобразователей частот. Система управления через шкаф управления 50 и кольцевой токосъемник (не показан) подключена к трехфазной электросети напряжением 380 В и частотой 50 Гц (фиг.12).
Объектами управления являются мотор-редукторы 38 на ведущих тележках 5, электроприводы 42 на фиксаторах 9, светильники 12 и светофоры 14. Включение цепей питания и управление светильниками 12 и освещением в кабине оператора 13 осуществляют из шкафа управления 50, остальными объектами - с пульта управления 51, расположенного в кабине оператора 13. Шкаф управления 50 связан электрическими цепями с пультом управления, который содержит кнопочные органы управления, манипуляторы и световую сигнализацию (не показаны).
В состав системы управления также входят:
- датчики (не показаны) контроля положений поворотного круга;
- преобразователи частоты с устройствами защиты (не показаны), связанные с мотор-редукторами 38.
Система управления обеспечивает:
- автоматический и ручной режимы управления мотор-редукторами 38 на ведущих тележках 5 для перемещения поворотного круга по часовой и против часовой стрелки как на маршевой, так и на рабочей скоростях;
- электроприводами 42 на фиксаторах 9;
- остановку мотор-редукторов 38, в том числе аварийную;
- освещение кабины оператора 13 и рельсовых путей;
- визуальный контроль положений фиксаторов 9 посредством системы видеонаблюдения;
- управление светофорами 14.
При перемещении поворотной платформы срабатывает предупредительная звуковая сигнализация.
Работа поворотного круга осуществляется следующим образом.
На заглубленном до заданной отметки фундаменте на опорном подшипнике качения монтируют центральную опору 4, относительно которой выставляют и закрепляют круговой рельс 35. Поворотный круг с ведущими 5 и ведомыми 6 тележками устанавливают на центральной опоре 4 и круговом рельсе 35.
Для запуска рабочего режима поворотного круга шкаф управления 50 через стабилизированный блок питания подключают к силовой электрической цепи и подают питание на пульт управления 51, после чего на нем загораются сигнальные лампы. По сигнальным лампам выполняют контроль положения фиксаторов 9 относительно ловителей 40 - зафиксированы или не зафиксированы и положение железнодорожного пути 8 на поворотном круге относительно подъездного пути - совпадают или не совпадают колея и оба рельса. При зафиксированном положении выдвижных штоков фиксаторов 9 в ловителях 40 и совпадении рельсового пути 8 с подъездным путем манипулятор управления ведущими тележками 5 переводят в автоматический режим. С подъездного пути локомотив подают на рельсовый путь 8 поворотного круга. С пульта управления 51 нажатием на соответствующие кнопки фиксаторы 9 выводят из зафиксированного положения, которое подтверждается загоранием сигнальных ламп, и включают автоматический режим управления мотор-редукторами 38 на ведущих тележках 5 для выполнения перемещения поворотного круга в нужном направлении относительно центральной опоры 4. После приближения поворотного круга к заданному подъездному пути включаются датчики конечных выключателей и по их команде на ведущих тележках 5 срабатывают преобразователи частоты, переключая мотор-редукторы 38 в режим торможения. Поворотный круг останавливается, с пульта управления 51 включают электроприводы 42 на фиксаторах 9, которые перемещают выдвижные штоки в ловители 40. По разрешающему сигналу светофоров 14 производят выкатывание локомотива с рельсового пути 8 поворотного круга на заданный подъездной путь. По завершении работ шкаф управления 50 отключают от силовой электрической цепи. При выполнении работ в темное время суток из шкафа управления 50 включают освещение кабины оператора 13 и светильников 12. При необходимости выполняют визуальный контроль положений фиксаторов 9 посредством системы видеонаблюдения, которая включается и отключается с пульта управления 51. На этом же пульте 51 находится кнопка аварийного отключения системы управления.
Предлагаемая конструкция поворотного круга изготовлена и апробирована ООО "НПФ "Техвагонмаш". Результаты апробации подтвердили промышленную применимость технического решения и получение заявленного технического результата. Закрепление центральной опоры на опорном подшипнике качения позволило снизить затраты на эксплуатацию поворотного круга за счет существенного уменьшения расхода смазочных материалов и соответствующего изменения периодичности и трудоемкости его обслуживания. Одновременно за счет уменьшения сил трения в опорном подшипнике заметно улучшены динамические характеристики поворотного круга в основных режимах его эксплуатации: в начале движения - при «трогании» тележек с места и при установившемся движении на малых скоростях, что способствует повышению ресурса как опорного подшипника центральной опоры, так и приводов ведущих тележек.