УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к средствам маневрирования подвижным составом и может быть использовано для перемещения железнодорожных вагонов на короткие расстояния и для позиционирования их, например, при осуществлении мойки железнодорожных вагонов или проведения ремонта подвижного состава.
Известные методы маневрирования подвижного состава можно разделить на два класса. Первый - перемещение вагонов методом толкания их с помощью тележек или других средств, движущихся по основным рельсам. Второй - с помощью тянущих тележек, перемещаемых по дополнительным путям и снабженных механизмом контактирования с колесными парами вагонов или других экипажных единиц.
Известно устройство для перемещения железнодорожных вагонов, включающее тяговый барабан с приводом, тяговый канат и обводной блок, причем привод барабана оснащен тормозом, а тяговый канат выполнен в виде бесконечной ветви и снабжен устройством предварительного натяжения каната и захватом, расположенным на нижней ветви тягового каната (Патент РФ №29023, опубл. 27.04 2003 г).
Недостатком известного устройства является низкая надежность натяжного каната, т.к. нет непосредственного контакта с колесной парой вагона и возможность передвижения вагона только в одну сторону.
Известно устройство для передвижения железнодорожных вагонов на короткие расстояния, содержащее расположенное вдоль колеи приводной тяговый орган с закрепленной к нему кареткой, на корпусе которой установлены опорные ролики, расположенные с возможностью опирания на направляющие, проложенные внутри колеи, и толкающий ролик для взаимодействия с элементами колесной пары. Корпус каретки выполнен в виде двуплечего балансира с центральным выступом, несущего по концам и на выступе соответственно опорные ролики и толкающий ролик. Ось балансира расположена от поверхности направляющих на расстоянии большем радиуса опорных роликов и меньшем расстояния от поверхности направляющих до осей опорных роликов.
Профили корпуса каретки в продольной вертикальной плоскости между опорными и толкающим роликами описаны кривыми с радиусом окружности, равным радиусу оси колесной пары (Патент РФ №2046046).
К недостаткам известного устройства относится невозможность перемещения единиц подвижного состава возвратно - поступательно с любой точки пути, а также отсутствие средств контроля и управления перемещением тележки.
Известно устройство для перемещения железнодорожных вагонов, содержащее тянущую тележку с колесными парами, которая свободно передвигается между рельсами нормальной колеи по отдельно проложенным вспомогательным рельсам, подсоединенную с двух сторон к тяговому канатному приводу, внутри рамы тянущей тележки размещен механизм, управляющий подпружиненными парами толкателей, жестко соединенных с отводными рычагами и сдвоенными парами тяговых роликов, установленными с обеих сторон рамы тележки с возможностью сцепления с ребордой колесной пары железнодорожного вагона, систему контроля за положением и движением тянущей тележки, причем механизм, управляющий тяговыми роликами, выполнен в виде копира, состоящего из четырех профильных поверхностей, соединенных с возможностью перемещения по дополнительным направляющим посредством дополнительного роликового узла, содержащего несколько подпружиненных пар роликов, в том числе и снабженные зацепами, контактирующими при движении копира с упорами, на которых размещены концевые выключатели, являющиеся датчиками системы контроля и управления движением тележки.
Перемещение тележки вперед и назад осуществляется посредством раздельных канатов, размещенных на тяговой лебедке и лебедке возврата, снабженных автономным электромеханическим приводом (Патент РФ №58080, опубл. 10.11. 2006 г).
Это устройство обладает достаточной надежностью, но затрудняет эксплуатацию, т.к. требуют прокладки вспомогательных рельсов внутри нормальной колеи железнодорожного пути, использования двух лебедок для перемещения вагонов, а механизм управления тяговыми (опорными) роликами конструктивно сложен.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является устройство для перемещения вагонов и тележек, защищенное патентом РФ №2130398. Устройство содержит приводную каретку с закрепленными осями двуплечими рычагами и орган управления этими рычагами. Рычаги состоят, из соединенных между собой осью и пружиной толкателя и упора. Орган управления выполнен в виде установленного в пазу корпуса каретки ползуна, соединенного гибким тяговым элементом (цепью) с приводом. Корпус каретки снабжен поддерживающими роликами и щетками. Гибкий тяговый элемент наматывается на барабан, приводимый во вращение реверсивным приводом с редуктором.
Работает устройство следующим образом. Дл перемещения транспортного средства вправо фиксируют от поворота упор соответствующего рычага.
После включения электропривода цепь начинает движение и ползун с пластинами, прикрепленный к цепи посредством осей, перемещается в пазу корпуса вправо до упора в торец паза. Упор, фиксируемый от поворота, взаимодействуя с осью транспортного средства, перемещает его в заданном направлении. Передвинув вагон на требуемое расстояние, привод отключают, при этом дальнейшее перемещение вагона фиксируется встречным упором, заклиненным от поворота через упор ползуна.
Для вывода устройства из зацепления с колесной пары, включают электропривод для перемещения цепью ползуна в пазу каретки в другую сторону, влево до упора.
Упоры отклоняются от вертикального положения и каретка свободно проходит под вагоном. Пройдя под осью колесной пары до следующего вагона, упоры возвращаются в исходное состояние. Теперь фиксируют другой упор рычага, который позволяет производить захват колесной оси и перемещать вагон вправо.
Это устройство является улучшением технического решения по патенту РФ №2046046, повышая надежность, но оно не может полностью устранить недостатки, присущие ранее известным устройствам.
Используется одна каретка, упоры которой упираются в колесную ось, причем фиксация двуплечих рычагов осуществляется дополнительными осями (пальцами). Учитывая большое усилие, которое требуется для перемещения вагонов, особенно при разгрузке вагонов, надежность конструкции вызывает сомнение.
Общим недостатком вышеприведенных устройств для перемещения железнодорожных вагонов является необходимость второго железнодорожного пути или направляющей для каретки, которые прокладывают внутри основного пути, что сужает область применения устройств, а также низкая надежность цепной передачи при знакопеременных нагрузках при возвратно поступательном движении состава.
Технической задачей предполагаемой изобретения является создание универсального маневрового устройства для перемещения железнодорожных вагонов, обладающего эксплуатационной надежностью, без усложнения конструкции ее привода и тянущей каретки.
Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство для перемещения железнодорожных вагонов, содержащее гибкий тяговый элемент с закрепленной к нему тянущей кареткой, на корпусе которой установлены опорные ролики, расположенные с возможностью опирания на направляющие, по которым она движется, узел сцепления соединяющий тянущую каретку с железнодорожным вагоном, причем гибкий тяговый элемент соединен с реверсивным тяговым приводом, снабженным редуктором, соединенным с валом, на котором размещены барабаны намотки гибкого тягового элемента, а также механизм его натяжения, внесены изменения, а именно:
- направляющие для тянущей каретки, размещены снаружи основного пути параллельно рельсам на расстоянии, обеспечивающим взаимодействие узла сцепления с буксировочными скобами железнодорожного вагона;
- реверсивный тяговый привод и механизм натяжения гибкого тягового элемента, также расположены вне зоны железнодорожного пути;
- тянущая каретка снабжена дополнительно двумя парами направляющих роликов, контактирующих с боковой поверхностью направляющих, по которым двигается каретка;
- дополнительно введен блок натяжения гибкого элемента (троса), для осуществления запасовки его в узле крепления каретки.
Кроме того, каждая пара опорных роликов тяговой каретки контактирует с дисковым балансиром, а узел сцепления, соединяющий каретку с буксировочными скобами вагона конструктивно выполнен с возможностью изменения длины, в момент изменения направления движения вагона.
Расположение направляющих движения тяговой каретки и реверсивного тягового привода с механизмом натяжения вне зоны нахождения основного железнодорожного пути позволяет расширить функциональные возможности и область применения устройства, а также повысить безопасность обслуживания оборудования.
Использование в конструкции тяговой каретки дополнительных направляющих роликов позволяет исключить возможность перекоса ее при движении вагона, поэтому можно отказаться от специальной системы контроля.
Наличие в тяговой каретке дисковых балансиров, контактирующих с опорными роликами позволяет исключить увеличение нагрузки на узел сцепления при перемещении железнодорожного вагона.
Сам узел сцепления, соединяющий каретку с буксировочными скобами вагона выполнен в виде тяги, состоящей: из двух полых элементов и центрирующего сплошного тела, причем полые элементы соединены между собой упругой муфтой и снабжены узлами крепления к тянущей каретке и к буксировочным скобам вагона.
Дополнительный блок натяжения гибкого тягового элемента необходим в момент монтажа устройства, чтобы соединить его с креплением на тянущей каретке.
Конструкция устройства для перемещения железнодорожных вагонов представлена на фигурах 1-5.
На фигуре 1 представлена схема размещения оборудования, входящего в состав устройства для перемещения железнодорожных вагонов, вдоль железнодорожного пути.
На фиг.2 приведена тянущая каретки 2 в рабочем положении (железнодорожный вагон не показан).
На фиг.3 приведена конструкция тянущей каретки, а на фиг.4 - конструкция узла сцепления, соединяющего тянущую каретку с буксировочными скобами вагона.
На фиг.5 показана конструкция дополнительного блока натяжения гибкого тягового элемента.
На фиг.1 показаны: основной железнодорожный путь 1 (для движения состава); тянущая каретка 2, направляющая 3 движения каретки, блоки 4 направляющие движения гибкого тягового элемента (троса) 5, реверсивный тяговый привод 6, механизм натяжения тросов 7, с грузами 8, блок натяжения 9.
На фиг.2 показан корпус 10 тянущей тележки 2, движущей между направляющими 3, силовые опорные ролики 11, балансир 12 и узел сцепления (тяга) 13, соединяющий тянущую каретку с буксировочными скобами железнодорожного вагона посредством узлов крепления 14, 15.
Полностью конструкция тянущей каретки приведена на фиг.3. Она состоит из корпуса 10, силовых опорных роликов 11, контактирующих с балансирами 12, выполненными в виде дисков, скобы 16, опорных роликов 17 и направляющих роликов 18, а также узла 19 крепления гибкого тягового элемента 5 к тянущей каретке и отверстия 20 в корпусе каретки для крепления узла сцепления с ней.
Узел сцепления 13, соединяющий тянущую каретку с буксировочными скобами железнодорожного вагона (Фиг.4), выполненный в виде тяги, состоит из двух полых элементов 21, внутрь которых вставлено центрирующее сплошное тело 22, и соединенных упругой муфтой 23, состоящей из фланцев 24 между которыми проложены упругие прокладки 25. На фиг.4 показан один из узлов 14 крепления тяги с корпусом тянущей каретки.
Для удобства перемещения при холостом ходе тянущей каретки, возможна установка на тяге колесика для скольжения между направляющими.
Блок 9 натяжения гибкого тягового элемента (троса) 5, изображенный на фиг.5 включает: неподвижное основание 26, на котором смонтирована подвижная плита 27, с размещенным на ней опор 28 и направляющего блока 29. На неподвижной плите 26 установлен регулировочный винт 31, соединенный с подвижной плитой 28 и обеспечивающий натяжения гибкого тягового элемента 5 посредством гайки 32.
Основными узлами устройства маневрового являются: реверсивный тяговый привод, тянущая каретка, блоки (ролики) направляющие для тросов, которые использованы в качестве гибких тяговых элементов, механизм натяжения тросов.
Конструкции основных узлов устройства для перемещения железнодорожных вагонов, за исключением тянущей тележки, являются известными, поэтому не приводятся, а их назначение будет понятна из описания работы устройства.
Передвижением устройства управляет система автоматики, содержащая соответствующие датчики, контролирующие положение железнодорожного вагона и тянущей каретки в процессе перемещения, которые установлены вдоль железнодорожного полотна и на фиг.1 не показаны.
Устройство для перемещения железнодорожных вагонов работает следующим образом (на примере мойки состава). Работа по перемещению состава во время мойки разбита на 6 (шесть) проходов, которые выполняются последовательно друг за другом. Каждый проход, представляет процесс перемещения тянущей каретки и управляется контролируемой программой. Номер текущего прохода показывается оператору в экране автоматического режима. Вся работа основного оборудования показывается на мнемосхеме.
При перемещении тянущая каретка может находиться в одном из двух состояний: рабочее или транспортное. Рабочее состояние, когда посредством узла сцепления 13 она соединена с буксировочной скобой железнодорожного вагона, который последовательно перемещается в зоне мойки.
Транспортное состояние, когда тянущая тележка не присоединена к железнодорожному вагону и перемещает в начало зоны мойки, чтобы начать перемещение следующего вагона. Весь возможный путь перемещения каретки, разбит на участки, на которых установлены датчики позиционирования вагона.
В начальном состоянии замкнут датчик начального положения каретки (ДНПК), в конечном - замкнут датчик конечного положения каретки (ДКПК). Если датчик замкнут, то на экране значок, соответствующей ему мигает.
После прибытия очередного состава на мойку, оператор вводит режим работы: автоматический, тип состава, количество вагонов в составе.
После подтверждения машинистом о готовности состава к мойке, оператор нажимает соответствующую клавишу и начинается выполнение первого прохода и т.д.
Перед началом каждого прохода производится проверка на возможные аварийные ситуации. Выполнение любого прохода может быть приостановлено по инициативе оператора, либо сигналом от вагономоечного комплекса (ВМК). Возможен переход с автоматического режима на ручной.
Система управления перемещением тянущей каретки работает по командам, получаемым от соответствующих датчиков.
После того, как состав подан на мойку, тянущая тележка перемещается по направляющим 3, в качестве которых используются два швеллера, установленных вне железнодорожного пути параллельно друг другу, к первому вагону. При срабатывании датчика ДНПК начального положения ее она останавливается и рабочий соединяет каретку 2 тягой 13 посредством крюка 15 с буксировочной скобой вагона Затем включается реверсивный тяговый привод 6 и тянущие каретка посредством системы тросов 5 перемещают железнодорожный вагон на позицию мойки. Трос, посредством наклонных шкивов наматывается на барабаны, находящиеся на валу тягового привода. Оптимальное натяжение троса достигается за счет использования направляющих блоков 4 и механизма натяжения 8.
Тянущая каретка перемещается по направляющим 3 опираясь силовыми опорными роликами 11 на нижнюю поверхность направляющих, а направляющие ролики 18 двигаясь по боковым поверхностям направляющих, исключая перекос каретки. Положение силовых опорных роликов контролируется опорными роликами 17 и балансирами 12, в результате чего движение каретки равномерное, несмотря на некоторые неровности пути.
Нагрузки, возникающие в момент начала движения тянущей тележки и при перемещении вагона сглаживаются за счет конструкции узла сцепления 13, снабженного упругой муфтой 23.
После окончания мойки поверхности первого вагона выдается команда «ВПЕРЕД», тележка вместе с составом перемещается вперед до датчика ДКПК крайнего положения, который срабатывает и выдает в систему управления тягового привода команду «СТОП ВПЕРЕД». Привод тягового модуля отключают.
Отсоединяют крюк 15 узла сцепления 13 от буксировочной скобы железнодорожного вагона и складывают тягу на корпус 10 каретки 2. На реверсивный тяговый привод 6 поступает команда «НАЗАД» и вал двигателя начинает вращаться в обратном направлении, перемещая тянущую каретку 2 в начальное положение.
При достижении крайнего левого положения срабатывает датчик положения тянущей каретки и привод тяговый отключается. Каретка 2 посредством узла сцепления 13 подсоединяют к очередному вагону для осуществления мойки.
Передвижение его на позицию мойки осуществляется в той же последовательности, что была описана выше.
Место остановки каретки на каждом шаге перемещения состава зависит от количества вагонов в составе и длины вагонов и определяется заранее (исходя из типа железнодорожного состава). После каждой остановки каретки снова подается команда «вперед» и состав перемещается на один шаг.
За счет того, что барабаны, на которые наматываются (или разматываются) тросы для перемещения каретки находятся на одном валу, практически движение кареток должно происходить синхронно и перекоса движения вагона не должно происходить.
Блок натяжения 9 используется при первичном монтаже оборудования устройства при подсоединении троса к втулкам 19 и в случае обрыва троса или загрязнение одного из них, что приводит к увеличению усилия намотки троса, в результате чего возможно его провисание. В этом случае, натяжение троса осуществляется следующим образом: ослабляется гайка 32 и подвижную плиту 27 вместе с регулировочным винтом 31 передвигают на основании 26 таким образом, чтобы трос на направляющем блоке 29 был натянут. Затем посредством гайки 32 фиксируют установленное натяжение троса.
Предлагаемая полезная модель обладает рядом преимуществ по сравнению с известными техническими решениями:
- за счет размещение направляющих перемещения каретки и всего остального оборудования вне зоны основного пути, расширяется область применения устройства, а также значительно облегчается обслуживание оборудования;
- надежность работы устройства повышается за счет простоты конструктивного выполнения тянущей каретки и исключение перекоса при ее движении.
В настоящее время осуществлено изготовление первого образца устройства и проведены опытно - промышленные испытания его.
Внедрение устройства будет осуществлено в начале 2009 г.