Машина фронтальная портального типа для обработки грунта
FRONTAL PORTAL TYPE MACHINE FOR SOIL TREATMENT

Машина фронтальная портального типа для вырезки поверхностного слоя грунта (далее - фронтальная машина) относится к железнодорожной области техники, а конкретно к специальным путевым машинам, работающим с грунтом при обустройстве железнодорожного пути.
По уровню техники фронтальная машина относится к комплексу устройств, предназначенных для вырезки загрязненного слоя балласта при ремонте железнодорожного пути, включающем замену рельсошпальной решетки или стрелочных переводов.
Данное предложение является промышленно применимым, так как при конструировании фронтальной машины использовались известные в мировой технике конструктивные элементы, способы и приемы.
Из сведений об уровне техники существующих аналогичных машин фронтального типа известно устройство «Машина фронтального типа для вырезки поверхностного слоя грунта» RU №2634059 от 2016 г., для обработки грунта железнодорожного полотна, которая может применяться для вырезки балласта при замене стрелочных переводов.
Данное техническое решение послужило аналогом к предложенному устройству машины фронтального типа.
Недостатком конструкции выбранного аналога является то, что при работе машины появляется опрокидывающий момент из-за консольного расположения рабочего органа, что негативно влияет на устойчивость машины в целом и способствует формированию «волнообразной» поверхности грунта после обработки. Кроме этого, данная компоновка не позволяет оптимально и безопасно расположить кабину с оператором и органами управления машиной.
Предлагаемая фронтальная машина на комбинированном ходу (основной ход - рельсовый и дополнительный - по грунту) имеет раму портального типа опирающуюся одним концом через поворотное устройство на переднюю платформу (на рельсовом ходу) и вторым концом также через поворотное устройство на заднюю платформу (на рельсовом ходу). Данное техническое решение дает возможность разместить рабочий орган машины между двумя опорами, что повышает устойчивость машины и качество обработки поверхности.
При этом, установленный на раме дополнительный опорно-поворотный механизм позволяет закрепить стрелу в виде подвески с размещенным на ней устройством для вырезки грунта, который перемещается по транспортному конвейеру на промежуточный конвейер, а рама машины выполнена в виде хребтовой балки портального типа, создающей свободное пространство для размещения рабочего органа машины - устройства для вырезки грунта.
Кроме этого, создается возможность размещения кабины с оператором и пультом управления рабочим органом на передней платформе. Также имеется место и для второй кабины управления движением всей машины.
Расположение опорно-поворотных устройств между рамой и ходовыми платформами уменьшает базу машины, а это позволяет перемещаться по железнодорожным кривым малого радиуса за счет этих поворотных устройств на передней и задней платформах, имеющих по две железнодорожных тележки, фиксируемых на платформе во время движения по грунту.
Железнодорожные тележки на ходовых платформах установлены с возможностью расположения между ними движителей грунтового хода.
Наличие двух железнодорожных тележек на каждой платформе обеспечивает равномерное распределение нагрузки на рельсы и позволяет проходить машине места разного уровня между поверхностью вырезанного грунта и уровнем головки рельса (УГР) в обоих направлениях. Это происходит в следующем порядке:
- при движении по рельсам, передняя платформа машины выдвигается за край рельсового пути и нависает над грунтом первой тележкой (зафиксированной на раме платформы) и движителем по грунту (далее движитель), а второй тележкой опирается на рельс и останавливается;
- вторая тележка фиксируется на раме;
- после этого движитель выдвигается, создавая опору на грунт;
- далее машина перемещается передней платформой по грунту, а задней по рельсам, при этом начинается обработка грунта рабочим органом в момент нависания его над грунтом;
- в момент нависания над грунтом задней платформы своей первой железнодорожной тележкой (зафиксированной на раме платформы) и движителем машина останавливается, опираясь второй тележкой на рельсы;
- вторая тележка фиксируется на раме;
- движитель задней платформы выдвигается, создавая опору на грунт, и машина продолжает движение уже полностью по грунту;
- прицепной модуль с транспортерами-накопителями с аналогичным принципом движения перемещается вместе с машиной. В зависимости от объема вырезаемого грунта прицепных модулей может быть несколько;
- установка машины на рельсы производится последовательно в обратном порядке, либо по ходу движения, либо возвращаясь назад на исходный путь.
Техническим результатом при использовании предлагаемой конструкции машины фронтальной портального типа для обработки грунта является:
- повышение устойчивости машины как в рабочем положении так и в транспортном вследствие предложенных компоновочных решений по размещению агрегатов для более равномерного распределения нагрузки на грунт;
- рационально организованная зона для размещения рабочего органа и кабины с пультом управления;
- более простой способ перевода рабочего органа из транспортного положения в рабочее и обратно;
- шаговый алгоритм перехода машины с рельсового хода на грунт и с грунта на рельсы;
- улучшение маневренности и управляемости машины;
- возможность прохождения кривых малого радиуса на железнодорожном ходу.
Как следствие достигаемого технического результата, общественно-полезным эффектом при использовании предлагаемой конструкции фронтальной машины является устранение опасных факторов, связанных с нахождением оператора машины в зоне, представляющей угрозу его жизни и здоровья, то есть, обеспечивается улучшение условий труда. Кроме этого, более комфортные условия труда при неблагоприятных климатических условиях (дождь, снег, ветер) снижают утомляемость и способствуют повышению производительности труда.
Технический результат от использования фронтальной машины достигается за счет специальной конструкции устройства, которое в своем составе содержит:
Рама - 1, Передняя ходовая платформа - 2, Задняя ходовая платформа - 3, Движители гусеничного или колесного типа - 4, Кабина оператора с пультом управления рабочим органом - 5, Кабина оператора с пультом управления машиной - 6, Опорно-поворотный механизм - 7, Ковшовый ротор - 8, Первая тележка передней платформы - 9, Вторая тележка передней платформы - 10, Первая тележка задней платформы - 11, Вторая тележка задней платформы - 12, Дополнительный опорно-поворотный механизм - 13.
Техническая сущность, предлагаемой конструкции, и ее устройство, поясняется рисунком Фиг. 1 (Рабочее положение), Фиг. 2 (Вид сверху), Фиг. 3 (Транспортное положение), Фиг. 4 (Прохождение железнодорожных кривых малого радиуса), Фиг. 5, Фиг. 6 (Перемещение машины на грунт).
В предлагаемой конструкции рама 1 (Фиг. 1, 2) портального типа установлена на передней и задней ходовых платформах 2 и 3 через шарнирное соединение опорно-поворотных устройств 7. На платформах 2 и 3 установлено по две железнодорожных тележки - 9, 10 и 11, 12, которые, в свою очередь, опираются на рельсы железнодорожного пути. Данная конструктивная схема обеспечивает оперативность доставки машины к месту производства работ по железнодорожному пути, при этом выполняются требования по габариту подвижного состава, так как машина находится в транспортном положении.
На платформах 2 и 3 между тележками расположены движители по грунту 4, которые могут находиться в разных положениях: транспортное, рабочее и промежуточные (в рабочем положении). Рабочий орган 8 для обработки поверхности грунта закреплен (подвешен) на раме 1 через опорно-поворотное устройство и может занимать транспортное положение или рабочее.
После прибытия фронтальной машины железнодорожным ходом к месту работы и снятия стрелочного перевода специальной техникой (Фиг. 3), начинается выдвижение машины по железнодорожному пути на открытый участок до частичного нависания над грунтом передней ходовой платформы 2 своей первой тележкой 9 и движителем 4, причем тележка 9 к этому моменту должна быть зафиксирована на платформе, а вторая тележка 10 остаться на рельсах, обеспечивая опору для машины. В этом положении производится остановка машины, фиксация второй тележки 10 и выдвижение движителя 4 передней платформы для опоры на грунт (Фиг. 5).
После этого начинается движение машины по грунту первой ходовой платформой (вторая платформа перемещается по рельсам) до нависания над грунтом рабочего органа 8, который в этот момент начинает свою работу. Далее после продвижения машины в процессе работы до нависания над грунтом первой тележки 11 задней платформы и движителя 4 делается короткая остановка (Фиг. 6) для выдвижения движителя 4 до опоры на грунт (тележка 11 при этом должна быть предварительно зафиксирована на ходовой платформе 3). Одновременно фиксируется и тележка 12 на платформе 3. Далее продолжается работа машины по вырезке загрязненного грунта полностью на грунтовых движителях (Фиг. 1).
Когда передняя ходовая платформа 2 подходит к началу рельсового пути, оператор, управляющий движением машины, обеспечивает нависание первой тележки 9 и совмещение ее оси над осью пути. Производится остановка машины и подъем движителя, при этом тележка 9 опускается на рельсы и снимается с фиксаторов, обеспечивая опору машины на рельсовый путь. Далее продолжается обработка грунта до необходимой отметки, установка второй тележки 10 на рельсы, снятие ее с фиксации и перевод рабочего органа 8 в транспортное положение.
Установка задней ходовой платформы 3 на рельсы производится аналогично установке передней платформы 2. Далее машина перемещается полностью по рельсовому пути и имеет возможность проходить кривые малого радиуса за счет предлагаемой конструктивной схемы рамы 1 и ходовых платформ 2 и 3 (Фиг. 4).
Таким образом, оперативно освобождается участок пути для работы других машин, обеспечивая цикличность использования путейской техники.