РОЛИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОДА СТРЕЛОЧНЫХ ОСТРЯКОВ
ROLLER DEVICE FOR TRANSFER OF SWITCHES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а, именно, к роликовому устройству для перевода стрелочных остряков и предназначено для установки роликового устройства на стрелочные переводы типа Р65 марки 1/11 проекта 2750.00.000 на станциях, в особенности, на стрелочные переводы, подверженные попаданию песка и сыпучих грузов с подвижного состава.
Уровень техники
Из уровня техники известно техническое решение по патенту на изобретение CS277946 (B), PALIVOVY KOM [CZ], B61L 5/02; E01B 7/02, опубл. 1993-06-16, в котором представлено описание спуска, в котором прижимной блок выполнен с прихватом для прикрепления к подошве рамного рельса, а качающийся рычаг, несущий передвигаемые накатные ролики, приподнимается пружиной, расположенной сбоку наискось на втулке и соединенной с качающимся рычагом тягой.
Недостатком вышеописанной конструкции является расположение пружины, которая попадает в пространство между рельсами. Расположение пружины может мешать не только при контроле, ручном или механическом техническом обслуживании рельсовых путей, но и может произойти повреждение самой пружины, что повлечет за собой аварию.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту РФ на изобретение № 2673124, Экослайд с.р.о. (CZ), E01B7/02, E61L5/02, опубл. 22.11.2018г., в котором представлено описание регулируемого роликового устройства для стрелочных остряков, включающее корпус, оснащенный направляющими, предназначенными для установки на основание рамного рельса, и состоящий из боковых стенок, торцевых поперечных стенок и нижней стенки, прижимной блок в виде пружинного прихвата и анкерного болта с гайкой, установленный в одной из торцевых стенок, упругую опору, размещенную в отверстии нижней стенки, качающийся рычаг, имеющий контакт с упругой опорой и один конец которого установлен на оси, расположенной в отверстиях на боковых стенках корпуса, причем на качающемся рычаге размещены две цапфы и ролики, а один из них имеет контакт с упругой опорой, отличающееся тем, что качающийся рычаг выполнен в виде двух вертикальных панелей, соединенных между собой поперечной панелью, установленных в корпусе, и устройство снабжено дополнительной цапфой, причем все цапфы закреплены в вертикальных панелях качающегося рычага, а упругая опора выполнена из эластомера, при этом пружинный прихват выполнен сложной формы из целого куска упругого материала в виде двух участков, параллельных друг другу, предназначенных для сопряжения с внешней стороной корпуса, и средней части, форма которой обеспечивает сопряжение с анкерным болтом, отверстия на боковых стенках корпуса для крепления оси качающегося рычага выполнены в виде вертикально направленных пазов. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: регулируемое роликовое устройство для стрелочных остряков, включающее корпус, состоящий из боковых стенок, торцевых поперечных стенок и нижней стенки; направляющие, предназначенные для установки на основание рамного рельса; прижимной блок в виде пружинного прихвата и анкерного болта с гайкой, установленный в одной из торцевых стенок; упругая  опора; две цапфы и ролики; пружинный прихват выполнен сложной формы из целого куска упругого материала в виде двух участков, параллельных друг другу, предназначенных для сопряжения с внешней стороной корпуса, и средней части, форма которой обеспечивает сопряжение с анкерным болтом; отверстия на боковых стенках корпуса, выполненные в виде вертикально направленных пазов.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании  наиболее близкого аналога, заключается в том, что
- после установки регулируемого роликового устройства для стрелочных остряков на рамный рельс прижимная плоскость ролика не имеет возможность выравнивания по остряку,
- при нагрузке на регулируемое роликовое устройство не происходит в полной мере ее компенсация, и все усилие действует на рельс, в результате чего происходит разворот роликового устройства,
- упругий элемент находится в зоне загрязнения, что приводит к его быстрому загрязнению и заклиниванию.
Раскрытие сущности изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является
- снижение нагрузок от подвижного состава на роликовое устройство, обеспечение возврата роликового устройства в исходное состояние, возможность выравнивания прижимной плоскости ролика по остряку, уменьшение влияния перепадов нагрузок на изменение геометрии стрелочного перевода,
- повышение плавности перевода стрелок при минимальном усилии и сокращение потребления электроэнергии, затрачиваемой на работу стрелочного перевода,
- исключение перекосов при прилегании роликов к остряку,
- снижение воздействия неблагоприятной среды на работоспособность упругого элемента, что достигается выполнением роликового устройства для перевода стрелочных остряков (далее роликовое устройство), включающего корпус, состоящий из боковых стенок, торцевых поперечных стенок, нижней стенки; направляющий элемент, предназначенный для установки на основание рамного рельса; упругий элемент; прижимной блок в виде имеющего сложную форму пружинного прихвата и анкерного болта с гайкой, установленного в отверстиях одной из торцевых стенок корпуса; ролики, установленные на осях; вертикально направленные пазы, расположенные на боковых стенках корпуса; упругий элемент выполнен в виде установленной в закрытой части корпуса пружины, взаимодействующей с направляющим прижимным подвижным элементом, состоящим из опоры пружины, соединенной посредством болта с направляющим элементом, при этом, направляющий прижимной подвижный элемент выполнен с возможностью прижима корпуса к рамному рельсу и роликов к остряку под действием пружины, воздействующей на корпус через опору пружины; ролики выполнены в виде составных деталей, вращение которых осуществляется посредством подшипников качения; ролики выполнены с возможностью раздельного регулирования положения осей роликов по высоте посредством установленных в расположенных в боковых стенках корпуса отверстиях, регулировочных болтов, обеспечивающих вылет роликов над корпусом и прилегание к остряку, при этом, оси роликов закреплены в вертикально направленных пазах, расположенных в боковых стенках корпуса.
Снижение нагрузок от подвижного состава на роликовое устройство, обеспечение возврата роликового устройства в исходное состояние после его разворота, возможность выравнивания прижимной плоскости ролика по остряку, уменьшение влияния перепадов нагрузок на изменение геометрии стрелочного переводаобеспечивается:
- наличием в роликовом устройстве упругого элемента, выполненного в виде установленной в закрытой части корпуса пружины, взаимодействующей с направляющим прижимным подвижным элементом, состоящим из опоры пружины, соединенной посредством болта с направляющим элементом, выполнением направляющего прижимного подвижного элемента с возможностью прижима корпуса к рамному рельсу и роликов к остряку под действием пружины, воздействующей на корпус через опору пружины. Прижим корпуса к рамному рельсу и роликов к остряку выполняется за счёт совокупного воздействия пружинного прихвата и направляющего прижимного подвижного элемента, на который воздействует пружина через опору пружины. Происходит в полной мере компенсация нагрузки с помощью роликового устройства. Под воздействием нагрузки выполняется отжим корпуса роликового устройства. При снятии нагрузки пружина через опору пружины воздействует на корпус, выполняет его возврат в исходное положение и вывешивание остряка.
Повышение плавности перевода стрелок при минимальном усилии и сокращение потребления электроэнергии, затрачиваемой на работу стрелочного перевода, обеспечивается:
- за счет установленной в закрытой части корпуса, пружины, дополнительно, в совокупности с пружинным прихватом, снижающей влияние вибраций при переводе остряков, и выполнения роликов в виде составных деталей, вращение которых осуществляется посредством подшипников качения, вследствие чего, происходит повышение плавности перевода стрелок при минимальном усилии, снижается износ стрелок, уменьшается вероятность выхода из строя мотора стрелочных переводов, сокращается потребление электроэнергии, затрачиваемой на работу стрелочного перевода.
Исключение перекосов при прилегании роликов к остряку обеспечивается:
- выполнением роликов с возможностью раздельного регулирования положения осей роликов (положение оси каждого ролика может регулироваться отдельно) по высоте посредством установленных в расположенных в боковых стенках корпуса отверстиях, регулировочных болтов, обеспечивающих вылет роликов над корпусом и прилегание к остряку, и закреплением осей роликов в вертикально направленных пазах, расположенных в боковых стенках корпуса.
Снижение воздействия неблагоприятной среды на работоспособность упругого элемента обеспечивается:
- установкой упругого элемента, выполненного в виде пружины, в закрытой части корпуса, что позволяет избежать его загрязнения и заклинивания и работать в любых условиях.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид роликового устройства (аксонометрическая проекция), на фиг.2 представлен вид роликового устройства сбоку, в разрезе, на фиг.3 представлена схема установки роликовых устройств.
Позициями на фигурах обозначены:
1 – корпус,
2 – боковые стенка корпуса,
3 –  торцевые стенки корпуса,
4 –  нижняя стенка корпуса,
5 –  закрытая часть корпуса,
6 –  открытая часть корпуса,
7 –  прижимной блок,
8 –  пружинный прихват,
9 –  анкерный болт,
10  –  гайка,
11 – упругий элемент (пружина),
12  –  направляющий прижимной подвижный элемент,
13 – направляющий элемент,
14 – опора пружины,
15 – болт (соединяющий направляющий элемент с опорой пружины),
16 – ролики,
17 – прижимная плоскость ролика,
18 – оси роликов,
19 – подшипники качения,
20 – обойма,
21 – регулировочные болты,
22 – вертикально направленные пазы,
23 – окно,
24 – отверстия под регулировочные болты.
Осуществление изобретения.
Конструкция роликового устройства для перевода стрелочных остряков содержит корпус 1, представляющий собой единый блок, состоящий из боковых стенок корпуса 2, торцевых стенок корпуса 3, нижней стенки корпуса 4, в котором установлены: прижимной блок 7 в виде пружинного прихвата 8 и анкерного болта 9 с гайкой 10, установленный в одной из торцевых стенок корпуса 3; упругий элемент 11, выполненный в виде пружины, расположенный на опоре пружины 14; направляющий прижимной подвижный элемент 12, состоящий из опоры пружины 14, соединенной посредством болта 15 с направляющим элементом 13, предназначенным для установки на основание рамного рельса (на чертеже не показан); ролики 16.
Пружинный прихват 8 выполнен сложной формы из целого куска упругого материала в виде двух участков, параллельных друг другу, предназначенных для сопряжения с внешней стороной корпуса, и средней части, форма которой обеспечивает сопряжение с анкерным болтом 9.
Корпус 1 включает закрытую часть корпуса 5 и открытую часть корпуса 6.
Упругий элемент 11, выполненный в виде пружины, установлен в закрытой части корпуса 5.Направляющий элемент 13 и опора пружины 14, соединенные болтом 15, образуют подвижное соединение в виде направляющего прижимного подвижного элемента 12, взаимодействующего с упругим элементом 11. Направляющий прижимной подвижный элемент 12 выполнен с возможностью перемещаться в вертикальном направлении и производить прижим корпуса 1 к рамному рельсу и роликов 16 к остряку (на чертеже не показан) под действием пружины 11, воздействующей на корпус 1 через опору пружины 14.
Ролики 16 установлены в открытой части корпуса 6. Оси роликов 18 закреплены в вертикально направленных пазах 22, расположенных в боковых стенках корпуса 2. Ролики 16 являются составными сборными деталями, состоящими из подшипников качения 19, посредством которых осуществляется вращение роликов, и обоймы 20. Ролики 16 выполнены с возможностью раздельного регулирования положения осей роликов 18 (положение оси каждого ролика может регулироваться отдельно) по высоте посредством установленных в расположенных в боковых стенках корпуса 2 отверстиях 24 регулировочных болтов 21, обеспечивающих вылет роликов 16 над корпусом 1 и прилегание к остряку посредством выравнивания прижимной плоскости ролика 17 по остряку.
В нижней части корпуса снизу роликов 16 в корпусе 1 предусмотрено окно 23 для установки арматуры автоматической подачи сжатого воздуха с целью продувки корпуса 1 роликового устройства и очистки роликов 16.
Установку, настройку и обеспечение работы предлагаемого роликового устройства для стрелочных остряков осуществляют следующим образом:
Роликовое устройство устанавливают на стрелочные переводы типа Р65 марки 1/11 проекта 2750.00.000 на станциях, в особенности, на стрелочные переводы подверженные попаданию песка и сыпучих грузов с подвижного состава, для исключения смазки подушек стрелочных башмаков, снижения усилия и времени перевода остряка стрелочного перевода, снижения трудозатрат на содержание стрелок. Роликовое устройство применяют для работы на открытом воздухе при температуре окружающей среды от - 60°С до + 60°С.
Перед приведением роликового устройства в рабочее состояние освобождают шпальный ящик (на чертеже не показан) под роликовое устройство, которое содержит корпус 1, состоящий из боковых стенок корпуса 2, торцевых стенок корпуса 3, нижней стенки корпуса 4, в котором в одной из торцевых стенок корпуса 3 установлен прижимной блок 7 в виде пружинного прихвата 8 и анкерного болта 9 с гайкой 10, в закрытой части корпуса 5 установлены упругий элемент 11, выполненный в виде пружины, взаимодействующей с направляющим прижимным подвижным элементом 12, состоящим из опоры пружины 14, соединенной посредством болта 15 с направляющим элементом 13, в открытой части корпуса 6 установлены ролики 16, являющиеся составными деталями, состоящими из подшипников качения 19, посредством которых осуществляется вращение роликов, и обоймы 20.
Роликовое устройство устанавливают на рамный рельс, который предварительно в месте установки роликового устройства очищают от загрязнителей, снега и т.п. и освобождают от щебня место под рамным рельсом необходимое для установки роликового устройства (приблизительно на глубину 170-220 мм). Также очищают нижнюю поверхность остряка в месте контакта с роликами 16, которые в самом роликовом устройстве необходимо отпустить в одну плоскость с корпусом 1.
Места установки и количество штук предлагаемого роликового устройства выбирают индивидуально. В зависимости от индивидуальных особенностей укладки остряков допустимо изменить позицию установки регулируемого роликового устройства для стрелочных остряков максимально на одно – два пространства между шпалами (один-два шпальных ящика) от их основной позиции в соответствии со схемой, показанной на фиг.3. При необходимости, допускается устанавливать отдельные регулируемые роликовые устройства не напротив друг друга, а со смещением на один шпальный ящик, в «разбежку».
Роликовое устройство заводят под подошву рамного рельса после перевода остряка в положение – «остряк отведен от рамного рельса», затем посредством направляющего прижимного подвижного элемента 12 роликовое устройство надевают на рамный рельс и, установив пружинный прихват 8, начинают втягивать и прижимать роликовое устройство к рамному рельсу, одновременно контролируя установку пружинного прихвата 8, при необходимости, направляя его.
После установки роликового устройства на рамный рельс, остряк переводят в рабочее положение – «остряк прижат к рамному рельсу» и путём подъема одного из роликов 16 осуществляют регулировку положения остряка на 0,5…1 мм относительно опорных пластин остряка.
Высоту подъема каждого из роликов 16, оси которых закреплены в вертикально направленных пазах 22, расположенных в боковых стенках корпуса 2, можно регулировать посредством раздельного регулирования положения осей роликов 16 по высоте с помощью регулировочных болтов 21, установленных в расположенных в боковых стенках корпуса 2 отверстиях 24 с последующей фиксацией болтов. Регулировочные болты 21 обеспечивают вылет роликов 16 над корпусом 1 и прилегание к остряку.
.
После перевода остряка в положение – «остряк отведен от рамного рельса» выполняют вывешивание остряка вторым роликом 16 путем выкручивания регулировочных болтов 21 на 0,5…1 мм. По достижении требуемого положения остряка болты 21 контрят гайками
Затем проверяют правильность установки роликового устройства, для этого после его установки переводят остряк из положения «остряк отведен от рамного рельса» в положение «остряк прижат к рамному рельсу», один раз для контроля положения остряка относительно роликов, при этом остряк должен всегда находиться на роликах, другими словами, прижимная плоскость ролика 17 должна быть выровнена по остряку.
Основную работу в предлагаемом роликовом устройстве выполняет корпус, который определяет расположение всех конструктивных элементов, в него входящих, который воспринимает частично нагрузки от подвижного состава до момента соприкосновения остряка с подушками стрелочных башмаков и обеспечивает вывешивание остряка при отсутствии нагрузки. Корпус представляет собой единый блок с двумя боковыми стенками, где размещаются оси роликов и обеспечивается их регулировка относительно основания остряка за счет выкручивания болтов, что обеспечивает поднятие остряка относительно опор на высоту от 0,5 до 3 мм в зависимости от требований. В корпусе размещен направляющий прижимной подвижный элемент 12, включающий направляющий элемент 13, для установки на рамный рельс и восприятия нагрузок от подвижного состава. Упругий элемент в виде пружины 11 воздействует на корпус 1 через направляющий прижимной подвижный элемент 12, выполненный с возможностью прижима корпуса 1 к рамному рельсу и роликов 16 к остряку, под действием пружины 11 через опору пружины 14. Таким образом, осуществляется постоянный прижим корпуса 1 к рамному рельсу и роликов 16 к остряку. При прохождении состава по остряку через ролики 16 на корпус 1 передаётся усилие и за счет пружинного прижима 8 выполняется отжим и разворот корпуса 1, при снятии нагрузки пружина 11 через направляющий прижимной подвижный элемент 12,  воздействуя на корпус 1, выполняет возврат роликового устройства в исходное положение и вывешивание остряка.
Упругий элемент 11 (пружина) закрыт корпусом и не подвержен влиянию неблагоприятной среды, что позволяет ему работать в любых условиях.
Для продувки корпуса 1 и очистки роликов 16 к окну 23, расположенному снизу роликов 16 устанавливается арматура автоматической подачи сжатого воздуха.
Предлагаемое роликовое устройство для перевода стрелочных остряков позволяет исключить смазку подушек стрелочных башмаков, что уменьшает эксплуатационные расходы и повышает экологичность стрелочного перевода за счет уменьшения отходов смазки, попадающей в почву при работе стрелочного перевода. Вследствие исключения смазки подушек стрелочных башмаков повышается безопасность труда из-за уменьшения передвижения рабочих по путям (особенно на сортировочных горках).
Роликовое устройство содержит в своей конструкции гибкие и упругие элементы, а, именно, пружину 13, пружинный прихват 8, согласованно работающие с направляющим прижимным подвижным элементом 12, позволяющие снизить влияние вибраций при переводе остряков и, как следствие, повысить плавность перевода.
При эксплуатации стрелочного перевода с предлагаемым роликовым устройством остряки стрелок переводятся плавно и с минимальным усилием, снижая как износ стрелок, так и сокращая вероятность выхода из строя мотора стрелочных переводов, стабильно снижается время перевода стрелок. При этом сокращается так же потребление электроэнергии, затрачиваемой на работу стрелочного перевода.
После изготовления предлагаемого устройства и проведенных испытаний были получены следующие результаты, приведенные в таблице 1 и таблице 2.
Таблица 1
Результаты замеров времени перевода остряков
Параметр времени
Время перевода стрелок, сек
Соотношение времени перевода до и после установки роликового устройства, раз
до установки роликового устройства
после установки роликового устройства
минимальное
0,900
0,632
1,42
среднее
1,367
0,982
1,4
максимальное
1,834
1,332
1,38
Таблица 2
Результаты замеров потребной силы тока при переводе остряков
Параметр времени
Сила тока для перевода стрелок, А
Соотношение силы тока для перевода до и после установки роликового устройства, раз
до установки роликового устройства
после установки роликового устройства
минимальное
2,5
1
2,5
среднее
3,7
1,75
2,23
максимальное
4,9
2,5
1,96
Как видно из таблиц 1 и 2, минимальное время перевода уменьшается с 0,9 сек до 0,632 сек (в 1,42 раза), максимальное - с 1,834 сек до 1,332 сек (в 1,38 раз). Потребная сила тока для перевода остряка уменьшается минимально с 2,5 А до 1 А (в 2,5 раза), максимально с 4,9 А до 2,5 А (в 1,96 раза).
В целом эксплуатационные испытания стрелочных переводов, оборудованных предлагаемым роликовым устройством, показали надежную работу, как самих роликовых устройств, так и элементов стрелок и переводных устройств.
Использование на стрелочных переводах предлагаемого роликового устройства для стрелочных остряков будет обеспечивать экономичность эксплуатации стрелочного перевода, а так же безопасность и бесперебойность движения подвижного состава, что является большим преимуществом предлагаемого роликового устройства.