АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС МОЕЧНОЙ МАШИНЫ КОЛЕСНЫХ ПАР
AUTOMATED COMPLEX OF WHEEL PAIR WASHING MACHINE

Настоящее изобретение может быть использовано на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта и вагоноремонтных заводах, осуществляющих ремонт колесных пар грузовых вагонов.
Аналогом и прототипом изобретения является обобщенный (см. а.с. №2001133574; №2001133574; №2005638) автоматизированный комплекс моечной машины колесных пар, встроенный в рельсовый путь технологического потока ремонта колесных пар, который включает моечную машину колесных пар, предназначенную для механической очистки и обмывки колесных пар, систему подготовки моечного раствора с емкостью для его очистки и подачи высоконапорным насосом в коллектор моечной машины с профилем, адаптированным профилю колесной пары. Моечная машина колесных пар имеет коробчатую камеру с вертикальными боковыми стенками, горизонтальной верхней частью и вертикальными направляющими для перемещения по ним посредством привода дверями, щетки с инструментами очистки оси колесной пары, вращающимися вокруг собственных осей, предназначенными для этой цели приводами и оснащенными ко всему прочему системами возвратно-поступательного перемещения щеток вдоль оси колесной пары, щетки с инструментами очистки внутренней и внешней поверхности дисков колесной пары, также вращающимися вокруг собственных осей индивидуальными приводами. Моечная машина имеет также поддон с рельсовым путем для перемещения в ней колесной пары, а также для сбора и слива в емкость моющего раствора, опор качения с приводом для их вращения и соответственно вращения колесных пар, находящихся на них, выталкиватель, установленный на поддоне моечной машины, обеспечивает удаление колесной пары после реализации процесса очистки и обмывки посредством цилиндра, связанного в свою очередь с напорной магистралью.
Недостатками аналогичных технических решений является то, что эффективность воздействия с целью очистки поверхностей колесной пары с разной степенью и характером загрязнения посредством всякого рода вращающихся профильных щеток определяется только жесткостью самих щеток, причем параметры жесткости очищающих профильных щеток имеют минимальное и постоянное значение в силу вращения как колесной пары, так и самих щеток. Поэтому обеспечение необходимой степени очистки поверхностей колесной пары для ее качественного диагностирования не всегда представляется возможным. Помимо этого рассмотренные в качестве аналогов технические решения не позволяют исключить трудоемкую операцию по загрузке каждой колесной пары и тем более непрерывного потока колесных пар в моечную машину.
Таким образом целью предлагаемого в качестве изобретения технического решения является повышение качества очистки колесных пар независимо от степени и характера их загрязнения, а также автоматизация процесса прохождения колесных пар через моечную машину.
Поставленная в изобретении цель достигается тем, что автоматизированный комплекс моечной машины колесных пар снабжен дозатором колесных пар, который установлен на наклонной части рельсового пути перед моечной машиной и выполнен в виде механических отсекателей с приводом от цилиндров, каждый из которых установлен попарно и перпендикулярно рельсам с шагом вдоль рельсового пути не менее диаметра диска колесных пар, в свою очередь моечная машина колесных пар снабжена траверсой и кронштейнами траверсы, причем траверса имеет профиль, позволяющий обеспечить проход колесной пары, а кронштейны траверсы установлены относительно нее симметрично, причем каждый из них подвешен на верхней части коробчатой камеры моечной машины посредством цилиндров, все цилиндры с одной стороны установлены жестко и вертикально в верхней части коробчатого корпуса, а с другой стороны соединены шарнирно либо с траверсой, либо с кронштейном траверсы, причем один из них - центральный - шарнирно связан с траверсой, а проекция его оси на горизонтальную плоскость совпадает с осью рельсового пути, в свою очередь другие цилиндры установлены симметрично относительно центрального на расстоянии, большем расстояния между дисками колесных пар с возможностью связи посредством шарнира с кронштейнами траверсы, каждый из которых взаимодействует с траверсой через опорную ось, при этом траверса имеет ролики качения с возможностью опоры через них на ось колесной пары, установленные попарно и симметрично относительно продольной оси колесной пары, одновременно с этим щетки для очистки оси колесных пар имеют инструменты очистки чашечного типа, которые подпружинены и установлены рядами на профильных пластинах вдоль оси колесной пары, охватывающих ее форму, в свою очередь каждая профильная пластина подвешена симметрично относительно центрального цилиндра на траверсе посредством парных трехшарнирных звеньев, причем средние шарниры трехшарнирного звена каждой профильной пластины соединены между собой цилиндром связи, а их ближайшие опорные шарниры соседних профильных пластин связаны между собой другим цилиндром возвратно-поступательного перемещения с ходом поршня не менее расстояния между соседними инструментами чашечного типа одного ряда, в свою очередь щетки для очистки внешней и внутренней частей дисков колесной пары выполнены блочного типа и установлены на траверсе или кронштейнах траверсы симметрично плоскости диска колесной пары на индивидуальных цилиндрах со смещением относительно друг друга в плоскости диска колесной пары, при этом инструменты очистки имеют либо чашечный, либо дисковый тип, но инструменты очистки дискового типа взаимодействуют только с участками дисков колесной пары, имеющих кривизну, а инструменты очистки чашечного типа взаимодействуют только с плоскими или цилиндрическими участками диска колесной пары, одновременно с этим цилиндры связи, цилиндры блоков щеток связаны с напорной магистралью через распределители и индивидуальные регуляторы давления, а цилиндр траверсы, цилиндры кронштейнов траверсы, цилиндр возвратно-поступательного перемещения профильных пластин, цилиндр выталкивателя колесных пар и цилиндры механических отсекателей связаны непосредственно с напорной магистралью только через распределители.
Именно такое исполнение автоматизированного комплекса моечной машины колесных пар позволит производить качественную очистку колесных пар независимо от степени и характера ее загрязнения, а также автоматизировать процесс прохождения колесных пар через моечную машину.
Предлагаемое техническое решение поясняется следующими чертежами.
На фиг 1 представлен автоматизированный комплекс моечной машины колесных, из которого видны основные функциональные машины комплекса.
На фиг. 2 представлен разрез автоматизированного комплекса вдоль оси рельсового пути (сечение А-А).
На фиг. 3 показана установка парных механических отсекателей - дозатора колесных пар (сечение Б-Б) и состав дозатора (вид Д).
На фиг. 4 дан разрез предлагаемой моечной машины колесных пар с системами механической очистки оси и дисков колесных пар, а также коллектор, адаптированный профилю колесной пары (сечение В-В).
На фиг. 5 показаны опоры качения с приводом вращения колесных пар, а также выталкиватель колесных пар с цилиндром.
На фиг. 6 показан профиль взаимного расположения траверсы, кронштейнов траверсы, исполнительных цилиндров и колесной пары.
На фиг. 7 показан вид в плане колесной пары с расположением на траверсе и кронштейнах траверсы блоков очистки дисков колесной пары.
На фиг.8 показано расположение блоков очистки внешней и внутренней частей дисков колесной пары.
На фиг.9 показаны:
- взаимодействие инструментов очистки дискового типа с поверхностями дисков колесной пары, имеющими кривизну;
- взаимодействие инструментов очистки чашечного типа с осью колесной пары (сечение З-З);
- взаимодействие роликов качения с осью колесной пары (сечение И-И).
На фиг.10 показаны:
- профиль траверсы и кронштейнов траверсы, а также узел их взаимодействия.
На фиг.11 представлена принципиальная схема исполнительных элементов автоматизированного комплекса моечной машины колесных пар.
В соответствии с представленными чертежами автоматизированный комплекс 1 моечной машины колесных пар встроен в рельсовый путь 2 технологического потока ремонта колесных пар 3 и имеет моечную машину 4 колесных пар, систему 5 подготовки моечного раствора с емкостью 6, высоконапорным насосом 7 и коллектором 8, профиль которого адаптирован профилю колесной пары 3.
Моечная машина 4 колесных пар имеет коробчатую камеру 9 с вертикальными боковыми стенками 10, горизонтальной верхней частью 11 и вертикальными направляющими 12 для перемещения по ним дверей (не показаны) с помощью привода 13, установленного на горизонтальной верхней части 11, на которой также установлены узел 14 для связи с производственной вентиляционной системой и блок управления 15. Коробчатая камера 9 моечной машины 4 установлена на поддоне 16, который имеет рельсовый путь 17 для перемещения по ним колесных пар 3 внутри моечной машины 4, а также для сбора и слива моечного раствора через отверстие (не показано) в емкость 6. Поддон 16 имеет опоры качения 18 с реверсивным во времени приводом вращения 19 и выталкиватель 20, кинематически связанный с цилиндром 21. Между парными опорами качения 18 установлены амортизаторы 22 для исключения удара колесных пар 3 в момент их попадания на опоры качения 18.
Перед моечной машиной 4 установлен дозатор 23 колесных пар 3, который установлен на наклонной части 24 рельсового пути 2, и выполнен в виде механических отсекателей 25 с приводом от цилиндров 26, каждый из которых установлен попарно и перпендикулярно наклонной части 24 с шагом вдоль рельсового пути 2 не менее диаметра диска колесных пар 3.
Снабжение автоматизированного комплекса моечной машины колесных пар дозатором 23 с реализованными техническими особенностями позволит осуществлять процесс управления подачей технологического потока колесных пар 3 в моечную машину через управление цилиндрами 26.
Моечная машина колесных пар 4 снабжена траверсой 27 и кронштейнами 28 траверсы 27, причем траверса 27 имеет профиль колесной пары 3, а кронштейны 28 траверсы 27 установлены относительно нее симметрично, причем каждый из них (т.е. траверса 27 и кронштейны 28) подвешены на горизонтальной верхней части 11 моечной машины 4 посредством цилиндров 29, 30. Цилиндры 29, 30 с одной стороны установлены жестко в верхней части 11 коробчатой камеры 9, а с другой стороны соединены шарнирами 31, 32 либо с траверсой 27 (шарнир 31), либо с кронштейнами 28 (шарнир 32) траверсы 27. Проекция оси 33 цилиндра 29 (центрального) на горизонтальную плоскость совпадает с осью 34 рельсового пути 2. Цилиндры 30 кронштейнов 28 траверсы 27 установлены симметрично относительно центрального цилиндра 29 на расстоянии, большем расстоянию между дисками 35 колесной пары 3, с возможностью связи посредством шарнира 32 кронштейнами 28 траверсы 27. Каждый кронштейн 28 взаимодействует с траверсой 27 через опорную ось 36. Траверса 27 имеет ролики 37, установленные на ней с возможностью опоры на ось колесной пары 3. Ролики 37 установлены попарно и симметрично относительно продольной оси 38 колесной пары 3. Щетки 39 для очистки оси колесной пары 3 имеют инструменты очистки 40 чашечного типа, которые подпружинены пружинами 41 и установлены рядами на профильных пластинах 42 вдоль оси 38 колесной пары 3. Профильные пластины 42 имеют криволинейную форму, позволяющую охватывать ось колесной пары 3, и подвешены симметрично относительно центрального цилиндра 29 посредством парных трехшарнирных звеньев 43. Средние шарниры 44 звеньев 43 каждой профильной пластины 42 соединены между собой цилиндром связи 45, а ближайшие опорные шарниры 46 соседних профильных пластин 42 связаны между собой цилиндром 47 для обеспечения возвратно-поступательного перемещения профильных пластин 42. Цилиндр 47 имеет ход поршня не менее расстояния между соседними инструментами 40 чашечного типа одного ряда. Щетки 48, 49, 50 для очистки внешней и внутренней частей дисков 35 колесной пары 3 выполнены блочного типа и установлены на траверсе 27 или на кронштейнах 28 траверсы 27 симметрично плоскости диска 35 колесной пары 3 на индивидуальных цилиндрах 51 (для щеток 48), 52 (для щеток 49), 53 (для щеток 50). Щетки 48, 49 и 50 установлены в плоскости дисков 35 колесной пары 3 со смещением относительно друг друга и имеют инструменты очистки либо чашечного 54, либо дискового 55 типа. Инструменты очистки чашечного 54 типа взаимодействуют только с плоскими или цилиндрическими участками диска 35 колесной пары 3, инструменты очистки дискового типа 55 взаимодействуют только с участками диска 35 колесной пары 3, имеющей кривизну. Цилиндры связи 45, цилиндры 51, 52, 53 блоков щеток 48, 49, 50 связаны с напорной магистралью 56 через индивидуальные регуляторы давления 57 и распределители 58, а цилиндр 29 траверсы 27, цилиндры 30 кронштейнов 28 траверсы 27, цилиндр 47 возвратно-поступательного перемещения профильных пластин 42, цилиндр 21 выталкивания колесных пар 3 и цилиндры 26 связаны непосредственно с напорной магистралью 56 только через распределители 58.
Реализация предлагаемой механической системы очистки поверхностей колесных пар в основном сводится к реализации возможности осуществлять регулируемое силовое воздействие жесткими инструментами очистки чашечного или дискового типа. Значение силового воздействия на загрязненную поверхность колесной пары устанавливается селективно по степени загрязнения индивидуальными регуляторами давления исполнительных цилиндров, поэтому качество очистки или то же самое в данном случае - класс чистоты поверхности - является результатом оптимального подбора частоты реверса привода колесных пар, величины давления на исполнительных цилиндрах механической системы очистки, а также частоты циклов перемещения инструментов очистки вдоль поверхностей очистки.
Предлагаемое изобретение работает следующим образом.
В исходном положении колесные пары 3 расположены на наклонной части 24 рельсового пути 2. Две ближние к моечной машине 4 колесные пары 3 упираются в механические отсекатели 25, и поэтому их перемещение вдоль рельсового пути 2 не происходит. Другие колесные пары 3 упираются в предыдущую колесную пару 3 и находятся поэтому на рельсовом пути 2 в неподвижном положении. Работа автоматизированного комплекса 1 начинается с сокращения первых парных механических отсекателей 25 посредством индивидуальных цилиндров 26. В связи с этим ближняя к моечной машине 4 колесная пара 3 начинает движение по наклонной части 24 рельсового пути 2 в сторону моечной машины 4 до момента попадания ее дисков 35 на парные опоры качения 18. После прохода колесной пары 3 механические отсекатели 25 цилиндрами 26 возвращаются в исходное положение. Одновременно с этим двери (не показаны) перемещаются в нижнее положение по вертикальным направляющим 12 посредством привода 13 и первая колесная пара 3 в связи с этим находится в начальном положении реализации обмывки и очистки. После этого цилиндр 29 опускает траверсу 27 до момента опоры роликов 37 с осью колесной пары 3. Одновременно с этим на цилиндры связи 45 подается давление, определенное по степени загрязнения колесной пары 3, величина которого задается индивидуальным регулятором давлением 57. Усилие прижатия от цилиндра связи 45 на инструмент очистки 40 передается через профильные пластины 42. Вращение колесных пар 3 осуществляется реверсивным приводом 19, причем частота реверса также задается на основе оценки степени загрязнения колесной пары 3. После начала вращения очищаемой колесной пары 3 попеременно подается давление в штоковую или поршневую полость цилиндра 47, в результате этого осуществляется перемещение вдоль оси колесной пары 3 профильной пластины 42, а значит и расположенных на ней инструментов очистки 40 чашечного типа. Учитывая что ход перемещения инструментов очистки 40 вдоль оси колесной пары 3 превышает расстояния между соседними инструментами очистки 40, исключается возникновение «мертвых зон», и поэтому осуществляется полная очистка оси колесной пары 3. Одновременно с этим щетки 48, 49, 50 прижимаются к очищаемым поверхностям дисков 35 колесной пары 3 цилиндрами 51, 52, 53, усилие прижатия на каждом из которых по степени загрязнения поверхностей дисков 35 колесной пары 3 устанавливается индивидуальными регуляторами давления 57, а реверсивный характер вращения колесной пары 3 повышает эффективность очистки поверхностей колесной пары 3 перед диагностированием. В период механической очистки колесной пары 3 работает система 5, позволяющая осуществить обмывку поверхностей колесной пары 3. Одновременно с реализацией процесса подготовки к диагностированию первой колесной пары происходит единовременное сокращение последующих парных механических отсекателей 25 для перемещения других колесных пар 3 на одну позицию в сторону моечной машины 4, первая из которых попадает на исходную позицию. После окончания цикла обмывки и очистки колесной пары 3, находящейся в моечной машине 4, все узлы и механизмы моечной машины 4 приводятся в начальное положение, колесная пара 3 в результате этого действия освобождается от контакта со всеми щетками 39, 48, 49, 50 индивидуальными цилиндрами 29, 51, 52, 53. Затем отключается высоконапорный насос 7, двери (не показаны) по вертикальным направляющим 12 поднимаются в верхнее положение, а колесная пара 3 удаляется из моечной машины 4 выталкивателем 20. После этого моечная машина 4 готова к принятию следующей колесной пары 3, ожидающей своей очереди на исходной позиции автоматизированного комплекса.
В дальнейшем описанный ранее процесс повторяется с другими колесными парами 3, осуществляя тем самым непрерывный поток качественной подготовки колесных пар к диагностированию в автоматизированном режиме, что и является целью предлагаемого в качестве изобретения технического решения.