УСТРОЙСТВО С ПОДЪЕМНЫМИ РАБОЧИМИ ПЛОЩАДКАМИ

Полезная модель относится к устройствам с подъемными робочими площадками для выполнения различных технологических операций, в частности, к устройствам для выполнения работ при изготовлении, ремонте и контрольной приемке рельсовых транспортных средств, и может быть использована на предприятиях при изготовлении, модернизации и капитальном ремонте вагонов и локомотивов, а также на предприятиях по изготовлению и ремонту безрельсового транспорта при выполнении аналогичных работ.
Известно устройство с подъемными рабочими площадками (Цыган Б.Г., Цыган А.Б. Вагоностроительные конструкции. Изготовление, модернизация, ремонт / Монография, под ред. Б.Г.Цыгана. - Кременчуг: Изд. "Кременчуг", 2005. - 751 с. - С.494-495), состоящее из опор, зеркально закрепленных на основании вдоль его продольной оси с заданным шагом друг относительно друга и с возможностью размещения изделия между противоположными рядами опор, кареток со смонтированными на них продольными рабочими площадками, закрепленных на опорах, механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении, выполненных с приводами, соединенные с каретками посредством грузонесущих цепей, откидных поперечных рабочих площадок, шарнирно соединенных с концевыми частями продольных рабочих площадок, и системы управления, выполненной с возможностью управления приводами упомянутых механизмов. Приводы механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении смонтированы на горизонтальных балках, закрепленных между опорами в их верхних частях, и соединены посредством карданных валов с грузонесущими цепями, закрепленными на зубчатых колесах в верхних частях двух близлежащих опор. Грузовые ветви грузонесущих цепей соединены с каретками и натяжными устройствами, а свободные ветви соединены с противовесами. Продольные рабочие площадки и откидные поперечные рабочие площадки выполнены с настилами, ограждениями, осветительными приборами и подводами пневматических и электрических сетей. Известное устройство применяется для выполнения работ при ремонте кузовов пассажирских вагонов.
Недостатками известного устройства являются:
- достаточно большой нерегулируемый зазор между изделием и продольными рабочими площадками, что снижает удобство и безопасность выполнения работ, а также существенно усложняет выполнение работ на изделиях с разной габаритной шириной и длиной кузова;
- размещение приводов механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении над опорами на горизонтальных балках и их соединение с грузонесущими цепями посредством карданных валов, что снижает удобство и безопасность выполнения работ в верхних положениях рабочих площадок;
- отсутствие механизмов для перемещения откидных поперечных рабочих площадок, что снижает удобство и безопасность эксплуатации устройства.
В совокупности указанные недостатки снижают удобство и безопасность выполнения работ на рабочих площадках и ограничивают область применения устройства.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции устройства с подъемными рабочими площадками за счет иного конструктивного исполнения кареток и взаимосвязи ее элементов между собой, иного размещения приводов механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении, оснащения откидных поперечных рабочих площадок механизмами для их перемещения и иного выполнения системы управления. Технический результат от реализации поставленной задачи заключается в существенном повышении удобства и безопасности выполнения работ при расширении области применения устройства для работы с изделиями разной габаритной ширины и длины.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве с подъемными рабочими площадками, состоящее из опор, зеркально закрепленных на основании вдоль его продольной оси с заданным шагом друг относительно друга и с возможностью размещения изделия между противоположными рядами опор, кареток со смонтированными на них продольными рабочими площадками, закрепленных на опорах, механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении, выполненных с приводами, откидных поперечных рабочих площадок и системы управления, выполненной с возможностью управления приводами упомянутых механизмов, согласно полезной модели каждая каретка содержит жестко закрепленную на ней неподвижную платформу и подвижную платформу, неподвижные и подвижные платформы кареток соединены между собой с возможностью перемещения подвижных платформ в горизонтальном направлении посредством механизмов с приводами, продольные рабочие площадки смонтированы на подвижных платформах, приводы механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении смонтированы на верхних частях опор, откидные поперечные рабочие площадки снабжены механизмами с приводами для их перемещения, а система управления выполнена с возможностью управления приводами механизмов для перемещения подвижных платформ и механизмов для перемещения откидных поперечных рабочих площадок и блокирования работы приводов упомянутых механизмов при нештатных режимах эксплуатации.
Целесообразно, чтобы продольные рабочие площадки были выполнены в виде секций, смонтированных на подвижных платформах кареток, закрепленных на трех близлежащих опорах с каждой стороны от продольной оси основания, привод механизма для перемещения подвижных платформ в каждой секции смонтирован на неподвижной платформе каретки, закрепленной на центральной опоре, и связан с подвижной платформой посредством реечной передачи, подвижные платформы на каретках, закрепленных на двух близлежащих опорах, связаны с упомянутым приводом посредством валов, вторые концы которых закреплены на соответствующих неподвижных платформах и связаны с подвижными платформами посредством реечных передач, приводы механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении соединены с каретками посредством грузонесущих цепей, откидные поперечные рабочие площадки шарнирно соединены с продольными рабочими площадками, а приводы для перемещения откидных поперечных рабочих площадок секций выполнены в виде лебедок.
Целесообразно, чтобы в зоне центральных опор были установлены трапы для подъема на продольные рабочие площадки, центральные опоры выполнены с лестницами, в каждой секции близлежащие продольные рабочие площадки и откидные поперечные рабочие площадки содержат шарнирно соединенные с ними откидные трапы, упомянутые рабочие площадки выполнены с настилами, ограждениями, осветительными приборами и подводами пневматических и электрических сетей, а ограждения продольных рабочих площадок в зоне расположения трапов содержат закрывающиеся калитки.
Целесообразно, чтобы опоры были оборудованы контактными и бесконтактными индуктивными датчиками для контроля конечных положений кареток и натяжения грузонесущих цепей, каретки оборудованы контактными индуктивными датчиками положения для контроля конечных положений подвижной платформы и оптическими датчиками для контроля положения продольных рабочих площадок относительно изделия, продольные рабочие площадки оборудованы контактными индуктивными датчиками для контроля конечных положений откидных поперечных рабочих площадок, исходных положений калиток в ограждении и откидных лестниц, приводы механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении и механизмов для перемещения подвижной платформы в горизонтальном направлении оборудованы преобразователями частоты с устройствами защиты, а система управления связана с упомянутыми датчиками и преобразователями частоты и выполнена с возможностью управления приводами упомянутых механизмов в полуавтоматическом режиме и автоматической их остановки в конечных положениях кареток при их вертикальном перемещении и подвижных платформ со смонтированными на них продольными рабочими площадками при их перемещении в горизонтальном направлении.
Совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемой полезной модели является достаточной для выполнения поставленной задачи и получения технического результата от ее реализации. В частности, выполнение кареток с неподвижной и подвижной платформами, соединенных между собой с возможностью перемещения последней в горизонтальном направлении по направляющим, и размещение продольных рабочих площадок на подвижных платформах позволяет изменять расстояние продольными рабочими площадками и изделием с учетом обеспечения безопасной для выполнения работ величины зазора при разной габаритной ширине и длине изделия и за счет этого повысить удобство и безопасность выполнения работ, а также расширить область применения устройства. Жесткое закрепление неподвижных платформ на каретках обеспечивает перемещение рабочих площадок в вертикальном направлении. Выполнение приводов механизмов для перемещения кареток в вертикальном направлении на верхних частях опор освобождает пространство между опорами от горизонтальных балок и вращающихся карданных валов, что повышает удобство и безопасность выполнения работ в верхних положениях продольных рабочих площадок. Выполнение продольных рабочих площадок с приводными лебедками позволяет механизировать работы по перемещению откидных поперечных рабочих площадок и за счет этого улучшить удобство эксплуатации устройства. Выполнение системы управления с возможностью управления приводами механизмов для перемещения подвижных платформ и лебедок для перемещения откидных поперечных рабочих площадок и блокирования работы упомянутых приводов при нештатных режимах эксплуатации позволяет повысить уровень автоматизации управления устройством при одновременном повышении безопасности его эксплуатации.
Заявляемое техническое решение поясняется на примере конструктивного исполнения устройства с подъемными рабочими площадками, разработанного Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Техвагонмаш", г.Кременчуг, Украина. Устройство предназначено для выполнения работ при изготовлении и контрольной приемке пассажирских вагонов на вагоностроительном предприятии.
Сущность полезной модели поясняется представленными фигурами чертежей, где на фиг.1 показан общий вид устройства, вид спереди; на фиг.2 - общий вид устройства, вид сверху; на фиг.3 - общий вид устройства, вид сбоку; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - общий вид промежуточной опоры, вид спереди; на фиг.6 - общий вид промежуточной опоры, вид сбоку; на фиг.7 - общий вид центральной опоры, вид спереди; на фиг.8 - общий вид центральной опоры, вид сбоку; на фиг.9 - вид Б на фиг.7; на фиг.10 - сечение В-В на фиг.8; на фиг.11 - общий вид секции рабочей площадки, вид спереди; на фиг.12 - общий вид секции рабочей площадки, вид сверху; на фиг.13 - вид Г на фиг.11; на фиг.14 - принципиальная схема системы управления.
Устройство состоит (фиг.1-8) из угловых 1, центральных 2 и промежуточных 3 опор, зеркально закрепленных на основании 4 вдоль продольной оси рельсового пути 5 с заданным шагом друг относительно друга, продольных 6 и откидных поперечных 7 рабочих площадок, кареток 8 и 9, механизмов с приводами 10 и 11 для перемещения кареток 8 и 9, соответственно, в вертикальном и горизонтальном направлениях и системы управления. При этом опоры размещены с обеих сторон от рельсового пути на заданном расстоянии от него для размещения между противоположными рядами опор изделия - кузова вагона.
Опоры 1-3 выполнены (фиг.5-8) из двух стоек 12 и 13, жестко соединенных между собой поперечными элементами (не обозначены). В верхней части стоек 12 и 13 на площадках 14 смонтированы приводы 10 механизмов для перемещения кареток 8 и 9 в вертикальном направлении, а нижние части упомянутых стоек закреплены на основании 4 фундаментными болтами 15. В качестве приводов 10 используются мотор-редукторы. На внешних боковых сторонах стоек 12 и 13 закреплены направляющие 16 для перемещения кареток 8 и 9. На центральных опорах 2 закреплены лестницы 17 и ограждения 18 для подъема на продольные рабочие площадки 6 в их поднятом положении и спуска с них (фиг.7-8). Около лестниц 17 на основании 4 закреплены трапы 19 для подъема на упомянутые площадки 6 в их нижнем положении и спуска с них (фиг.1, 2).
Каретки 8 и 9 (фиг.4, 5-8) консольно закреплены на опорах 1-3 с возможностью перемещения вдоль них в вертикальном направлении и содержат неподвижную 20 и подвижную 21 платформы, соединенные между собой с возможностью перемещения последней по направляющим 22 в горизонтальном направлении относительно неподвижной платформы 20. Неподвижные платформы 20 жестко закреплены на каретках 8 и 9, которые выполнены с роликами (не обозначены) для взаимодействия с направляющими 16 и зубчатыми колесами (не показаны) для взаимодействия с механизмом для перемещения в вертикальном направлении (фиг.6, 8). Продольные рабочие площадки 6 закреплены на подвижных платформах 21. Приводы 11 механизмов для перемещения подвижных платформ 21 размещены на неподвижных платформах 20 кареток 9 и связаны с подвижными платформами 21 посредством реечных передач 23. Подвижные платформы 21, расположенные на каретках 8, закрепленных на близлежащих опорах 1 и 3, соединены с приводами 11 посредством валов 24 (фиг.1), вторые концы которых связаны аналогичными реечными передачами 23 с соответствующими подвижными платформами 21.
Механизмы для перемещения кареток 6 и 7 в вертикальном направлении выполнены (фиг.4, 9-10) в виде приводов (мотор-редукторов) 10, соединенных посредством зубчатых колес (не показаны) с двумя грузонесущими цепями 25, нижние части которых закреплены на зубчатых колесах 26, связанных с натяжными устройствами 27. Грузонесущие цепи 25 расположены между стойками 12 и 13 и соединены с каретками 8 и 9 посредством закрепленных на них зубчатых колес (не показаны).
Продольные рабочие площадки 6 выполнены (фиг.1-4, 11-13) в виде секций, каждая из которых смонтирована на подвижных платформах 21 кареток 8 и 9, закрепленных на трех близлежащих опорах 1-3. Подвижные платформы 21 содержат пальцы 28 для фиксирования продольных рабочих площадок 6 (фиг.5-8). Откидные поперечные площадки 7 шарнирно соединены с концевыми частями продольных рабочих площадок 6. Механизмы для перемещения откидных поперечных рабочих площадок 7 относительно их шарнирных соединений содержат приводные лебедки 29, которые закреплены в торцевых частях продольных рабочих площадок 6 и связаны посредством гибких тросов 30 с блоками 31, закрепленными на откидных поперечных площадках 7 (фиг.13). На торцевых частях продольных рабочих площадок 6 закреплены колеса 32 для опоры консольных частей продольных рабочих площадок 6 в их нижнем положении на основание 4. Для беспрепятственного прохода из одной секции на другую близлежащие части упомянутых площадок 6 и 7 содержат шарнирно соединенные с ними откидные трапы 33 и 34, соответственно. Продольные рабочие 6 и откидные поперечные 7 рабочие площадки выполнены с настилами из просечного профиля (не обозначены), ограждениями 35 со стороны опор 1-3, осветительными приборами 36 и защитными экранами 37 и 38, ограждающими зоны, соответственно, грузонесущих цепей 25 на стойках 1-3 и валов 24 механизмов перемещения подвижных платформ 21. В зоне расположения лестниц 17 на ограждениях 35 выполнены закрывающиеся калитки 39. Кроме этого, на ограждениях 35 закреплены откидные лестницы 40 для перехода с продольных рабочих площадок на крышу вагона. На продольные рабочие площадки 6 посредством закрепленных на центральных опорах 2 траков 41 выведены подводы сетей для подключения пневматического и электрического инструмента (не показаны). На опорах 1-3 и на продольных рабочих площадках 6 установлены кнопки аварийной остановки (не показаны), а под упомянутыми площадками 6 по их длине размещены тросовые датчики 42 аварийной остановки (фиг.1). Для выполнения работ с короткобазными рельсовыми транспортными средствами между противоположными продольными рабочими площадками 6 может устанавливаться съемная поперечная площадка 43 (фиг.2).
Управление устройством осуществляется посредством системы управления, которая построена на базе контроллера с цифровыми модулями расширения входов и тестовым дисплеем и выполнена с возможностью дистанционного управления приводами механизмов посредством радиоуправляемого контроллера, связанного с двумя радиобрелоками. Синхронное управление мотор-редукторами 10 механизмов для перемещения кареток 8 и 9 обеспечивается посредством преобразователей частоты, работающих в векторном режиме.
Система управления через стабилизированный блок питания подключена к трехфазной электросети напряжением 380 В и частотой 50 Гц.
Объектами управления являются:
- мотор-редукторы 10 механизмов для перемещения кареток 8 и 9 в вертикальном направлении;
- приводы 11 механизмов для перемещения подвижных платформ 21;
- приводные лебедки 29 механизмов для перемещения откидных поперечных рабочих площадок 7.
Органами управления являются (фиг.14):
- шкаф управления 44, закрепленный на основании 4 с одной из сторон от рельсового пути 5 в средней части устройства;
- посты управления 45, расположенные на продольных рабочих площадках 6;
- радиоуправляемый контроллер 46, связанный с двумя радиобрелоками 47.
Управление приводными лебедками 29 осуществляют посредством кнопочных пультов 48, расположенных на продольных рабочих площадках 6 около соответствующих откидных поперечных площадок 7.
В состав системы управления также входят преобразователи частоты мотор-редукторов 10 и приводов 11, контактные и бесконтактные индуктивные и оптические датчики положения, звуковые и светосигнальные устройства.
Система управления обеспечивает:
- установление приоритета органов управления;
- управление в полуавтоматическом режиме приводами упомянутых механизмов с автоматической их остановкой в конечных положениях продольных рабочих 6 и откидных поперечных 7 площадок;
- диагностику средств контроля и управления;
- остановку работы приводов упомянутых механизмов, в том числе, аварийную, при выполнении любой из операций.
Системой управления предусмотрены технологические и защитные блокировки устройства, в том числе:
- блокирование работы других органов управления после установления приоритета для одного из них;
- блокирование работы других органов управления до снятия приоритета с одного из них;
- блокирование работы мотор-редукторов 10 при отпускании кнопки управления перемещением вверх или вниз и при отмене приоритета на активном органе управления;
- блокирование включения мотор-редукторов 10 при одновременной подаче команд на перемещение кареток 8 или 9 вверх и вниз;
- блокирование работы мотор-редукторов 10 при достижении продольными рабочими площадками 6 на любой из опор 1-3 конечных верхнего или нижнего положений;
- блокирование включения мотор-редукторов 10 и приводов 11 механизмов для перемещения подвижных платформ 21 при опущенном положении откидных поперечных рабочих площадок 7;
- блокирование включения приводов 11 при включенных мотор-редукторах 10.
Системой управления предусмотрена аварийная остановка мотор-редукторов 10 и приводов 11 в следующих нештатных режимах эксплуатации:
- при нажатии на кнопку аварийной остановки;
- при поступлении сигнала от тросового датчика 42 аварийной остановки;
- при возникновении перегрузки хотя бы на одном из упомянутых приводов;
- при отсутствии в установленное время сигнала о включении преобразователя частоты хотя бы на одном из упомянутых приводов после подачи команды на их включение;
- при отсутствии в установленное время сигнала от преобразователя частоты о выходе хотя бы одного из упомянутых приводов на номинальную частоту вращения;
- при отсутствии необходимого натяжения грузовых цепей 25 механизмов для перемещения кареток 8 и 9 в вертикальном направлении;
- при нештатном положении калиток 39 в ограждениях 35, трапов 33 между продольными рабочими площадками 6 и откидных лестниц 40;
- при критическом сближении продольных рабочих площадок 6 с кузовом вагона.
Движение продольных рабочих площадок 6 в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также подъем и опускание откидной поперечной рабочей площадки 7 сопровождают звуковая и светосигнальная сигнализация. Поднятое и выдвинутое положение продольных рабочих площадок 6 и опущенное положение откидной поперечной рабочей площадки 7 при проведении на них работ сопровождает световая сигнализация.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Исходное положение устройства:
- каретки 8 и 9 со смонтированными на них продольными рабочими площадками 6 находятся в нижнем и задвинутом положениях;
- откидные поперечные рабочие площадки 7 подняты;
- калитки 39 в ограждениях 35 закрыты;
- трапы 33 между продольными рабочими площадками 6 подняты;
- лестницы 40 для перехода с рабочих площадок на крышу вагона подняты.
После подключения к устройству силовых электрических цепей в заданной последовательности включают кнопочные выключатели в шкафу управления 44 и переводят кнопки аварийного отключения во включенное положение. В шкафу управления 44 загорается сигнальная подсветка кнопок включения и включается текстовый дисплей, который после начальной инициализации переходит в рабочий режим.
После подъема рабочих по трапам 19 и через калитки 39 на продольные рабочие площадки 6 устанавливают приоритет органов управления. В основном режиме управление выполняют с одного из радиобрелоков 47 посредством радиоуправляемого контроллера 46. Активизацию управления с радиобрелока 47 выполняют кратковременным нажатием на нем на кнопку «Приоритет», при этом включается подсветка этой кнопки, а на двери шкафа управления 44 включается сигнальная лампа «Приоритет радибрелока». Далее нажатием на радиобрелоке 47 на кнопку «Площадки вверх» включают мотор-редукторы 10 и перемещают продольные рабочие площадки 6 на необходимую высоту. В системе управления исполнение команды на подъем продольных рабочих площадок 6 производится с учетом индивидуальной компенсации задержек включения мотор-редукторов 10 для каждого преобразователя частоты. Мотор-редукторы 10 останавливаются при отпускании кнопки «Площадки вверх» или при достижении продольными рабочими площадками 6 конечного верхнего положения, в котором срабатывают контактные датчики положения, закрепленные на опорах 1-3. Перемещение продольных рабочих площадок 6 в горизонтальном направлении выполняют нажатием на кнопку «Площадки вперед», после чего включаются приводы 11 механизмов для перемещения подвижных платформ 21. При этом установление приоритета органов управления не требуется. Перемещение прекращается после отпускания этой кнопки или достижения подвижными платформами 21 конечного выдвинутого положения при срабатывании соответствующих контактных датчиков положения, закрепленных на каретках 8 и 9. После установки продольных рабочих площадок 6 в заданное положение относительно кузова вагона опускают трапы 33 и откидывают поперечные рабочие площадки 7. Управление приводными лебедками 29 выполняют с кнопочных пультов 48 нажатием на кнопку «Площадка вниз». Остановка упомянутых площадок 7 в опущенном положении произойдет после отпускания кнопки или перемещения площадок в горизонтальное положение при срабатывании контактных датчиков положения, закрепленных на продольных рабочих площадках 6. При необходимости изменения положения продольных рабочих площадок 6 относительно кузова вагона сначала в обратной последовательности откидные поперечные 7 и продольные рабочие 6 площадки перемещают в исходное положение, потом продольные рабочие площадки 6 перемещают на заданную высоту относительно опор 1-3 и повторяют вышеописанные операции по горизонтальному перемещению продольных рабочих площадок 6 и откидыванию поперечных рабочих площадок 7. Управление этими операции выполняют посредством кнопочных пультов 48 и радиобрелоков 47. При этом синхронность перемещения продольных рабочих площадок в вертикальном направлении обеспечивается посредством преобразователей частоты мотор-редукторов 10, а в горизонтальном направлении - посредством валов 24 механизмов для перемещения подвижных платформ 21.
При необходимости изменения в процессе выполнения работ приоритета органов управления ранее заданный приоритет снимают нажатием на подсвеченную кнопку выбора приоритета и отключение подсветки свидетельствует о его отмене. Далее нажатием на соответствующую кнопку в шкафу управления 44 или на постах управления 45 назначают новый приоритет, который будет подтверждаться подсветкой этой кнопки и включением соответствующей сигнальной лампы на шкафу управления 44.
В процессе выполнения работ посредством бесконтактных оптических датчиков положения контролируется расстояние между продольными рабочими площадками 6 и кузовом вагона, звуковая и светосигнальная сигнализация сопровождает перемещения продольных рабочих площадок 6, подъем и опускание откидной поперечной рабочей площадки 7, а светосигнальная сигнализация информирует о поднятом и выдвинутом положениях продольных рабочих площадок 6 и опущенном положении откидной поперечной рабочей площадки 7. При перемещении продольных 6 и откидных поперечных 7 рабочих площадок и выполнении на них работ технологические и защитные блокировки обеспечивают безопасную эксплуатацию устройства.
Предлагаемая конструкция устройства с подъемными рабочими площадками позволяет повысить безопасность и удобство выполнения на них работ и за счет этого сократить их трудоемкость на 10-15%. Конструктивное исполнение устройства позволяет выполнять работы на кузовах вагонов длиной от 16000 до 25000 мм, шириной от 2600 до 3500 мм и высотой от головки рельсов 5229 мм, что значительно расширяет область ее применения. Выполнение системы управления с возможностью блокирования работы устройства при нештатных и аварийных ситуациях позволяет существенно повысить безопасность выполнения работ на рабочих площадках и эксплуатации устройства.