Мотовоз маневровый тракторный

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к транспортным средствам на комбинированном ходу, имеющим возможность передвигаться как по автомобильным дорогам, так и по железной дороге, и может быть использована в качестве мотовоза тракторного (ММТ) для выполнения сложных маневровых работ и скоростного движения на железнодорожных путях промышленных предприятий, агропромышленных комплексах, морских, речных портах, или тяговых работ на автомобильных дорогах.
Известно транспортное средство, преобразуемое для движения по рельсам и автомобильным дорогам, содержащее пневмоколеса, переднюю и заднюю подвески комбинированного хода в виде железнодорожной колесной пары, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным стержнем, установленным в корпусе амортизатора, жестко связанного с рамой транспортного средства с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока, при этом корпус гидроцилиндра шарнирно связан с корпусом элемента подвески, а шток шарнирно связан со средней частью рычага (Авт.св. SU №1248851 А1, МПК B60F1/00, 1/04, приоритет от 22.02.1985, опуб. 07.08.1986).
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату, и выбранного в качестве прототипа, является мотовоз маневровый тракторный, содержащий пневмоколеса, железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным штоком, установленным в корпусе демпфера, жестко связанного с рамой транспортного средства с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока, шарнирно связанного со средней частью рычага, подвески комбинированного хода закреплены на раме мотовоза, шарнирно-сочлененной из передней и задней полурам, при этом по бокам задней полурамы установлены гидроцилиндры для запирания полурам с возможностью движения мотовоза по рельсовому пути прямо посредством взаимодействия штоков гидроцилиндров при их выдвижении с упорами, закрепленными на передней полураме, подвеска снабжена гидрозамком, установленным на наружной стороне гидроцилиндра и соединенным трубопроводами с полостями гидроцилиндра с возможностью запирания штока гидроцилиндра в крайних его положениях (Патент RU №162012 U1, МПК B60F 1/04, приоритет от 28.08.2015, опуб. 20.05.2016).
Однако у известных транспортных средств отсутствуют приспособления, исключающие попадание катков комбинированного хода в межшпальное пространство в движении, в результате чего долговечность узлов и агрегатов средств снижается.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение долговечности конструкции узлов и агрегатов мотовоза путем исключения попадания передних или задних катков комбинированного хода в межшпальное пространство при проведении скоростных маневровых работ и движении мотовоза по рельсовому пути.
Техническая проблема решается тем, что мотовоз маневровый тракторный, содержащий пневмоколеса и железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным штоком, установленным в корпусе демпфера, жестко связанного с рамой транспортного средства с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока, шарнирно связанного со средней частью рычага, подвески комбинированного хода закреплены на раме мотовоза, шарнирно-сочлененной из передней и задней полурам, при этом по бокам задней полурамы установлены гидроцилиндры для запирания полурам с возможностью движения мотовоза по рельсовому пути прямо посредством взаимодействия штоков гидроцилиндров при их выдвижении с упорами, закрепленными на передней полураме, подвеска снабжена гидрозамком, установленным на наружной стороне гидроцилиндра и соединенным трубопроводами с полостями гидроцилиндра с возможностью запирания штока гидроцилиндра в крайних его положениях, согласно полезной модели, рычаги колесной пары выполнены цельносварными с отверстиями для осей колесной пары, в передней части каждого рычага установлено противосходное устройство в виде опоры с возможностью установки его на плоскость головки рельса и удержания оси колесной пары от попадания передних или задних катков комбинированного хода в межшпальное пространство в движении.
Выполнение рычагов колесной пары цельносварными с отверстиями для осей колесной пары, и установление в передней части каждого рычага противосходного устройства в виде опоры, позволяет значительно сократить случаи поломки и деформации узлов и агрегатов комбинированного хода в аварийных ситуациях при сходе мотовоза с рельсов, удерживает колесную пару, жестко закрепленную на рычагах, на плоскости головки рельса от попадания передних или задних катков комбинированного хода в межшпальное пространство в движении, что позволяет значительно повысить ресурс безаварийной эксплуатации комбинированного хода мотовоза, повысить долговечность конструкций узлов и агрегатов мотовоза.
При этом расположение опоры в передней части рычага комбинированного хода, позволяет обеспечить скольжение катка по головке рельса и его разгрузку, не давая провалившемуся катку колесной пары попасть в межшпальное пространство, и разгруженный каток перескакивает через шпалы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - показан мотовоз маневровый тракторный для передвижения по автомобильным и железным дорогам, общий вид;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, показан мотовоз с установленной на нем задней подвеской комбинированного хода, вид сзади;
на фиг. 3 - показана рама мотовоза, сочлененная из двух полурам - передней и задней, размещение по бокам задней полурамы в районе шарнирного сочленения гидроцилиндров напротив упоров на передней полураме, вид сбоку;
на фиг. 4 - показана рама мотовоза, сочлененная из передней и задней полурам, размещение по бокам задней полурамы в районе шарнирного сочленения двух гидроцилиндров с выдвинутыми штоками, упирающимися в упоры, закрепленными на передней полураме, вид сверху;
на фиг. 5 - показана подвеска задняя комбинированного хода в сборе;
на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5, показана задняя подвеска комбинированного хода с креплениями к задней полураме, расположение гидроцилиндра и демпфера задней подвески и соединение их с колесной парой и рычагом с противосходным устройством в виде опоры, рычаг с отверстиями для установки оси колесной пары и пальцев фиксации гидроцилиндра и штока демпфера, вид сбоку;
на фиг. 7 - показана задняя подвеска комбинированного хода в рабочем положении при опущенной колесной паре на рельсы;
на фиг. 8 - показана передняя подвеска комбинированного хода в сборе;
на фиг. 9 - вид В-В на фиг. 8, показана передняя подвеска комбинированного хода, расположение гидроцилиндра и демпфера, и соединение их с колесной парой и рычагом с противосходным устройством, вид сбоку;
на фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг. 6, показан демпфер с креплениями к полураме и с установленной на шток пружиной, продольный разрез;
на фиг. 11 - вид Д на фиг. 6, показан гидроцилиндр с закрепленным на его внешней стороне гидрозамком, вид сбоку;
на фиг. 12 - разрез С-С на фиг. 11, показано соединение гидрозамка с полостями гидроцилиндра посредством трубопроводов;
на фиг. 13 - показан цельносварной рычаг передней подвески с отверстиями для оси колесной пары и пальцев, противосходное устройство в виде опоры в передней его части;
на фиг. 14 - показан цельносварной рычаг задней подвески с отверстиями для установки оси колесной пары и пальцев, противосходное устройство в виде опоры в передней его части.
В составе мотовоза маневрового тракторного для передвижения по автомобильным и железным дорогам входят следующие обозначения:
1 - мотовоз маневровый тракторный
2 - пневмоколеса
3 - передняя полурама
4 - задняя полурама
5 - автосцепное устройство
6 - упоры на боковых балках передней полурамы
7 - передняя подвеска комбинированного хода
8 - задняя подвеска комбинированного хода
9 - гидроцилиндры на задней полураме
10 - колесная пара подвески
11 - демпферы колесной пары
12 - гидроцилиндры колесной пары
13 - рычаг колесной пары
14 - противосходное устройство
15 - шток демпфера
16 - шток гидроцилиндра
17 - пружина демпфера, установленная на штоке
18 - корпус демпфера
19 - стакан демпфера
20 - крышка демпфера нижняя
21 - бронзовая втулка в демпфере, ограничивающая движение пружины
22 - крышка демпфера верхняя
23 - гайка
24 - контргайка
25 - кронштейн крепления демпфера с гидроцилиндром
26 - корпус гидроцилиндра
27 - поршень гидроцилиндра
28 - букса гидроцилиндра
29 - направляющая гидроцилиндра
30 - грязесъемник
31 - гидрозамок, закрепленный на гидроцилиндре
32 - трубопровод, соединяющий гидрозамок с полостью гидроцилиндра (штоковая полость)
33 - трубопровод, соединяющий гидрозамок с полостью гидроцилиндра (поршневая полость)
34 - кронштейн крепления гидроцилиндра на демпфере
35 - кронштейн крепления подвески к раме мотовоза
Мотовоз маневровый тракторный 1 содержит пневмоколеса 2 для езды и выполнения тяговых работ по автомобильным дорогам (комбинированный ход) и навесное оборудование для проведения маневровых работ на железнодорожном пути, гидравлический привод дополнительных рабочих органов (фиг. 1, 2). Агрегаты и узлы мотовоза 1 собраны на шарнирно-сочлененной раме, состоящей из двух полурам: передней 3 и задней 4 (фиг. 3, 4). На передней полураме 3 закреплено навесное оборудование: автосцепное устройство 5 для состыковки с другим транспортным средством и проведения маневровых работ, упоры 6 на боковых балках полурамы 3 в зоне пневмоколес 2, и передняя подвеска 7 комбинированного хода. На задней полураме 4 смонтировано навесное оборудование: автосцепное устройство 5, задняя подвеска 8 комбинированного хода, гидроцилиндры 9, закрепленные на боковых балках полурамы 4 напротив установленных упоров 6 передней полурамы 3. Гидроцилиндры 9 служат запиранием полурам 3 и 4 в положение «прямо» при движении мотовоза 1 по рельсовому пути посредством упирания штоков гидроцилиндров 9 в упоры 6 на боковых балках полурамы 3 передней подвески 7 комбинированного хода. Подъем, опускание, а также работа навесного оборудования контролируется видеонаблюдением из кабины мотовоза 1 (не показано).
Комбинированный железнодорожный ход (передняя 7 и задняя 8 подвески) служит для движения мотовоза 1 по рельсовой колее с транспортными и рабочими скоростями. Передняя 7 и задняя 8 подвески комбинированного хода аналогичны по конструкции и отличаются только размерами отдельных элементов и массой. В состав каждой из подвесок 7 и 8 входит колесная пара 10, два демпфера 11, два гидроцилиндра 12 (фиг. 5-9). Катки колесной пары 10 имеют возможность изменения ширины колеи катков на колею 1520 мм и 1435 мм путем их сдвижки. Демпферы 11, входящие в состав подвесок 7 и 8, служат для гашения динамических колебаний в процессе движения мотовоза 1 по рельсам и создания необходимого усилия нажатия колесной парой 10 на рельсы. Колесная пара 10 с помощью рычагов 13 (фиг. 6-8, 13-14), снабженных противосходным устройством 14, подвижно соединена со штоком 15 демпфера 11 и штоком 16 гидроцилиндра 12. Рычаг 13 колесной пары 10 выполнен цельносварным Г-образной формы с отверстиями для оси колесной пары 10 и пальцев. В передней части рычага 13 закреплено противосходное устройство 14 в виде опоры. Рычаг 13 с противосходным устройством 14 служит для удержания оси колесной пары на плоскости головки рельса от попадания передних или задних катков комбинированного хода в межшпальное пространство в движении.
Шток 15 демпфера 11 с размещенной на нем пружиной 17 (фиг. 10), образуют пружинный амортизатор, размещенный в корпусе 18. Один конец пружины 17 упирается в стакан 19 демпфера, а второй конец - в нижнюю крышку 20. Стакан 19 передвигается в бронзовой втулке 21, запрессованной в верхней крышке 22. В верхней части штока 15 демпфера 11 выполнена резьба, на которую навинчены гайка 23 и контргайка 24 для регулировки усилий, создаваемых пружинным амортизатором. Передача динамических усилий через шток 15, гайку 23 и стакан 19 на пружину 17 осуществляется только в рабочем положении катков комбинированного хода. Шток 16 гидроцилиндра 12 и диаметр пружины 17, установленной на штоке 15 демпфера 11, усилены за счет их толщины (фиг. 9, 10, 12). Демпфер 11 скреплен с гидроцилиндром 12 кронштейном 25. Гидроцилиндр 12 содержит корпус 26, шток 16, поршень 27, буксу 28 (фиг. 11, 12). Гидроцилиндры 12 предназначены для перевода колесной пары 10 в рабочее и транспортное положение. В буксе 28 выполнены канавки для установки направляющей 29 штока 16 гидроцилиндра, грязесъемник 30. Шток 16 гидроцилиндра 12 сплошной, толщиной от 80 мм до 100 мм, движется по направляющей 29, установленной в буксе 28, Поршень 27 гидроцилиндра 12 надет на хвостовик штока 16. Гидрозамок 31 закреплен на корпусе гидроцилиндра 12, позволяет запирать поршень 27 со штоком 16 гидроцилиндра 12 в крайних положениях. С помощью трубопроводов 32 и 33 гидрозамок 31 соединен с гидроцилиндром 12. При соединении трубопроводом 32 гидрозамка 31 с полостью гидроцилиндра 12, образуется штоковая полость. При соединении трубопроводом 33 гидрозамак 31 с полостью гидроцилиндра 12, образуется поршневая полость. Каждый гидроцилиндр 12 закреплен на кронштейне 34 демпфера 11 (фиг. 6). Кронштейн 35 служит для крепления подвесок 7 и 8 к раме мотовоза 1.
Мотовоз маневровый тракторный работает следующим образом.
Принцип действия работы основан на исключении попадания передних или задних катков колесной пары 10 комбинированного хода в межшпальное пространство в движении за счет частичной разгрузки комбинированного хода и удержании оси колесной пары 10 с рычагами 13 на плоскости головки рельса. Во время схода катков колесной пары 10 комбинированного хода с пути происходит с одной стороны скольжение оси катков по головке рельса, с другой стороны - каток, проваливаясь в межшпальное пространство, опирается на шпалу. В то же время в передней части рычагов 13 комбинированного хода установлено противосходное устройство 14 в виде опоры. Опора рычага 13 скользит по головке рельса, тем самым, не давая провалившемуся катку попасть в межшпальное пространство, и разгруженный каток перескакивает через шпалы. Причинами попадания комбинированного хода в межшпальное пространство могут быть неисправности верхнего строения железнодорожного пути, неправильная регулировка демпферов комбинированного хода (развесовкой), чрезмерным пробуксовыванием приводных колес, запредельный граничный вес, взятый на сцеп, нарушение скоростного режима, нарушение правил прохода переезда мотовозом.
Мотовоз, оборудованный противосходным устройством 14 в виде опоры, закрепленный на рычаге 13, позволяет значительно сократить случаи с поломкой и деформацией узлов и агрегатов комбинированного хода в аварийных ситуациях при сходе мотовоза с рельсов.
При перемещении мотовоза 1 по автомобильным дорогам навесное оборудование находится в транспортном положении. Шток 16 гидроцилиндра 12 колесной пары 10 убран в корпус 26 гидроцилиндра и удерживает в крайнем верхнем положении через рычаг 13 шток 15 демпфера 11 и колесную пару 10. Управлением мотовозом 1, позиционирование рельсовых катков на железнодорожную колею, и его оборудованием, выполняют из кабины. Контроль за исполнительными органами осуществляют по щитку приборов в кабине путем визуального контроля по средствам телеметрии. Для работы на железнодорожном пути мотовоз 1 пневмоколесами 2 заезжает на рельсы. Для движения по рельсовой колее с помощью гидроцилиндров 12 осуществляют перевод катков колесных пар 10 в рабочее положение. Заезд (съезд) мотовоза 1 на рельсы производят на «нулевом» месте, железнодорожном переезде или специально оборудованном участке, где проезжая часть дороги находится примерно на уровне рельсов. Мотовоз 1 движется вперед с небольшой скоростью, заезжает передними пневмоколесами 2 на рельсы. Машинист с пульта управления из кабины приводит в действие шток 16 гидроцилиндра 12 и опускает его вниз до установки катков колесных пар 10 на рельсы. Вместе со штоком 16 опускаются вниз рычаги 13 с противосходным устройством 14 в виде опоры, колесная пара 10 передней подвески 7 и шток 15 демпфера 11. Управление переводом катков колесной пары 10 комбинированного хода передней подвески 7 на рельсы осуществляет машинист из кабины и при этом через камеру видеонаблюдения по монитору следит, чтобы реборды катков попадали внутрь рельсовой колеи.
После постановки катков передней подвески 7 комбинированного хода на рельсы мотовоз 1 проезжает вперед и задними пневмоколесами 2 заезжает на рельсы. Поворотом руля вправо или влево выравнивают заднюю полураму 4 в нейтральное положение так, чтобы катки задней подвески 8 комбинированного хода были над рельсами. После этого опускают заднюю подвеску 8 до установки ее на рельсы, производят выравнивание катков колесных пар 10 мотовоза 1 вдоль железнодорожного пути. После постановки катков подвесок 7 и 8 на путь (в рабочее положение) мотовоз 1 немного проезжает вперед или назад для полного выравнивания передней 3 и задней 4 полурам в нейтральное положение. Для выравнивания пневмоколес 2 в положение «прямо», фиксируют рулевой механизм и производят блокировку передней 3 и задней 4 полурам в среднем положении. Для фиксации шарнирно-сочлененной рамы шток гидроцилиндра 9 задней полурамы 4 выдвигают до упора 6 на боковых балках передней полурамы 3 и фиксируют раму в положение «прямо» для движения мотовоза 1 по рельсовому пути.
Перевод катков колесных пар 10 в рабочее положение, когда катки уже установлены на рельсах, осуществляют с помощью гидроцилиндров 12. При этом штоки 16 гидроцилиндров 12 выдвигают на величину их полного хода: 400 мм для передней 7 подвески и 305 мм для задней 8 подвески комбинированного хода до установки катков на рельсы.
Перевод катков колесной пары 10 в транспортное положение (катки колесных пар 10 подвесок подняты) осуществляют полным втягиванием штоков 16 обратно внутрь корпуса гидроцилиндров 12. При переводах катков колесной пары 10 в рабочее или транспортное положение штоки 15 демпферов 11 соответственно перемещают в нижнее или верхнее положение. При этом пружины 17 создают необходимые усилия демпфирования подвески или находятся в разгруженном состоянии.
Для перевода катков колесной пары 10 комбинированного хода в рабочее положение рабочую жидкость от насоса подают в поршневые полости гидроцилиндров 12. При подаче рабочей жидкости в одну полость (над поршнем 27) штоки 16 гидроцилиндров 12 под давлением рабочей жидкости, поступающей по трубопроводу 32 через гидрозамок 31, выдвигают и обеспечивают опускание катков подвесок 7 и 8 комбинированного хода в рабочее положение (на рельсы ж. - д. пути). При подаче рабочей жидкости в полость под поршнем 27 штоки 16 под давлением рабочей жидкости, поступающей по трубопроводу 33 через гидрозамок 31, входят в гидроцилиндры 12 и обеспечивают подъем катков подвесок 7 и 8 комбинированного хода в транспортное положение. Гидрозамок 31 запирает поршень 27 со штоком 16 гидроцилиндра 12 в крайних его положениях. Перевод катков подвесок 7 и 8 осуществляют из кабины транспортного средства. Проводят проверку надежной фиксации штоков 16 в замках гидроцилиндров 12 в рабочем положении подвески.
Перевод комбинированного хода транспортного средства с колеи 1520 мм на колею 1435 мм осуществляют путем изменения расстояния между ребордами катков колесной пары 10 путем их сдвижки и выставляют расстояние между внутренними гранями реборд катков равное 1351 мм для колеи 1435 мм. После установки на рельсы мотовоз 1 готов к работе на железнодорожном пути. Автосцепным устройством 5 мотовоз 1 стыкуют с вагоном состава, шланг сжатого воздуха соединяют с системой торможения вагонов. После транспортировки состава до места назначения производят отстыковку вагона от состава.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет приспособить трактор серии "ХТ3-150К" в качестве мотовоза с дополнительно смонтированным навесным оборудованием для движения по железнодорожному пути колеи 1520 мм и 1435 мм, проведения маневровых работ на железнодорожном пути и тяговых работ на автомобильных дорогах, а также обеспечить гидравлический привод дополнительных рабочих органов с минимальными затратами, что позволяет увеличить допустимую скорость движения мотовоза по рельсам на маневровом режиме до 5 км/час, на поездном режиме до 20 км/час, по автодорогам до 30 км/час, увеличить долговечность узлов и агрегатов мотовоза путем исключения попадания передних или задних катков комбинированного хода в межшпальное пространство в движении.
В настоящее время изготовлен опытный образец подвесок мотовоза и шарнирно-сочлененной рамы, рычагов с противосходным устройством в виде опоры, которые прошли ходовые испытания, подтверждающие получение проектных параметров и удовлетворяющие требованиям потенциальных заказчиков.