УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Полезная модель относится к области механизации ремонтных работ на контактной сети электрифицированных участков железных дорог и предназначено для приведения в вертикальное положение опор контактной сети.
Проблема заключается в том, что в процессе эксплуатации опоры контактной сети теряют вертикальность и происходит их наклон в сторону основания откоса. Известные устройства позволяют вести выправку опор контактной сети путем бурения скважин со стороны рельсовой колеи, которые после выправления опор заделываются грунтобетоном. Бурение скважин на откосе приводит к нарушению целостности земляного полотна. В результате нарушается установившийся режим работы верхнего слоя грунта.
Известна механизированная установка для выправления опор контактной сети [1], разработанная Дорожным конструкторско-технологическим бюро Дальневосточной железной дороги.
Установка включает базовую четырехосную железнодорожную платформу, на которой размещены поворотная платформа с манипулятором, буровой агрегат, механизм захвата опоры, пульт управления и дизель-электрический агрегат.
Известная установка позволяет выправлять опоры контактной сети, имеющие наклон от вертикали в сторону поля, установленные на прямых и кривых участках электрифицированных железных дорог.
Недостатком является то, что выправка опор производится за счет бурения скважин со стороны рельсовой колеи, после образования которых опоры, с помощью манипулятора силового гидроцилиндра, отклоняются в сторону рельсовой колеи и принимают вертикальное положение. Бурение скважин приводит к нарушению целостности земляного
полотна, а, следовательно, к нарушению установившегося режима работы верхнего слоя грунта.
Кроме того, установка не имеет устройства, контролирующего величину предельного изгибающего момента, который регламентирован для конических центрифугированных железобетонных опор и для различных типов колеблется в пределах от 3,5 до 10 т/м, что может привести к разрушению опоры.
Другим недостатком является то, что в качестве базы использована дорогостоящая железнодорожная платформа и применен автономный источник энергии в виде дизель-электрического генератора, в то время, когда энергоустановка тяговой единицы, например, автодрезины при работе установки простаивает, что делает установку очень дорогой и энергоемкой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является транспортное устройство для выравнивания опор контактной сети [2].
Устройство включает пространственную раму - противовес с ригелем и контргрузами, буровой агрегат, захваты, закрепленные на конце рамы, механизм управления рамой, выполненный в виде гидродомкратов с вентилями, установленными на свободном конце рамы с возможностью взаимодействия с площадкой подъемно-транспортного средства, контрольный отвес, шарнирно закрепленный на ригеле рамы, лебедку, установленную на нижней площадке рамы, и отводной блок, закрепленный на верхней консоли рамы.
Устройство работает следующим образом.
К месту работы устройство доставляется автодрезиной и затем с помощью штатного крана вывешивается над грузовой площадкой на высоту, равную выходу штоков гидродомкратов, которые опираются
на площадку автодрезины. Затем, с помощью грузовой тележки, устройство выносится на опору, и закрепляется на ней захватами.
После закрепления устройства на опоре включается в работу лебедка, с помощью которой буровой агрегат опускается на откос и начинает бурить скважину. После образования скважины бур извлекается из нее и отворачивается вентиль гидродомкратов. Опора под действием веса навешенного на опору устройства перемещаться в вертикальной плоскости в сторону рельсовой колеи до совпадения ее оси с вертикалью, что определяется по контрольному отвесу. После чего вентиль перекрывается и опора фиксируется в таком положении. Образовавшиеся пазухи засыпаются грунтом и уплотняются.
Предельное значение изгибающего момента для данного типа опор заранее устанавливается подбором соответствующей массы контргрузов.
Известное устройство позволяет вернуть в вертикальное положение наклоненные опоры контактной сети и исключает возможность слома опоры из-за возникающего изгибающего момента. Это обусловлено тем, что величина возникающего изгибающего момента устанавливается равной величине изгибающего момента, на который рассчитана выправляемая опора, путем подборки соответствующей массы контргрузов рамы.
Недостатком известного устройства является то, что выпрямление наклоненной опоры осуществляется путем предварительного бурения скважины на откосе земляного полотна со стороны рельсовой колеи, что нарушает его целостность, а, следовательно, и установившийся режим работы верхнего слоя грунта. Кроме того, сам процесс бурения требует значительных затрат рабочего времени.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для выравнивания опор контактной сети позволяющего выравнивать
опоры контактной сети без нарушения целостности земляного полотна и установившегося режима работы верхнего слоя грунта.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве для выравнивания опор контактной сети, содержащем раму, захват, расположенный на конце рамы, механизм управления рамой и контрольный отвес дополнительно установлен механизм воздействия на опору в виде инерцоида, состоящего из корпуса закрепленного на раме рядом с захватом, внутри которого расположены беговые круговые дорожки, приводной вал с прорезями, дебалансы в виде стержней установленных в прорезях, и электродвигателя, установленного на корпусе, рама выполнена в виде двух штанг, механизм управления рамой, выполнен в виде кремальерного механизма, сочлененного со свободными концами штанг, и колодочного тормоза, а контрольный отвес закреплен на опоре с помощью гибкого пояса.
Отличительными признаками предлагаемого устройства для выравнивания опор контактной сети от прототипа являются наличие механизма воздействия на опору в виде инерцоида. состоящего из корпуса закрепленного на раме рядом с захватом, внутри которого установлены беговые круговые дорожки, приводной вал с прорезями, дебалансы в виде стержней установленных в прорезях, и электродвигателя, выполнение рамы в виде двух штанг, выполнение механизма управления рамой в виде кремальерного механизма, сочлененного со свободными концами штанг, и колодочного тормоза.
Благодаря наличию отличительных признаков под действием возникающей при работе инерцоида центробежной силы штанги, сочлененные с опорой при помощи захвата, втягиваются, увлекая за собой опору, которая своей подземной частью производит уплотнение грунта со стороны рельсовой колеи, и за счет этого наклоняется в сторону рельсовой колеи до принятия вертикального положения. Таким образом,
выправление опор происходит без предварительного бурения скважин в откосе земляного полотна, а, следовательно, без нарушения целостности земляного полотна и установившегося режима работы верхнего слоя грунта.
Предлагаемое устройство для выравнивания опор контактной сети иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-6.
На фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - вид по стрелке «А» на рис.1, на фиг.3 - сечение I-I на фиг.2, на фиг.4 - механизм воздействия на опору - инерцоид, на фиг.5 - схема выверки вертикальной опоры, на фиг.6 - принципиальная схема приложения нагрузок на выравниваемую опору.
Для выравнивания опор контактной сети используется подъемно-транспортное средство в виде стрелового крана 1, установленного на железнодорожной платформе 2, на стреле которого шарнирно закреплена площадка 3.
Устройство содержит раму, выполненную в виде двух штанг 4, захват 5, закрепленный на одном конце рамы, механизм управления рамой 6, установленный на площадке 3, механизм воздействия на опору в виде инерцоида 7, стропы 8 для сочленения конца рамы с грузовым крюком крана 1 и контрольный отвес 9, закрепленный на опоре 10 с помощью гибкого пояса 11.
Механизм управления рамой 6 состоит из кремальерного механизма, включающего две зубчатые рейки 12, сочлененные со штангами 4, вал 13 с зубчатыми колесами 14, и колодочного тормоза 15.
Инерцоид состоит из корпуса 16 закрепленного на штангах 4, внутри которого установлены беговые круговые дорожки 17, в виде подшипников качения, приводной вал 18 с радиальными прорезями 19, установленный эксцентрично по отношению к беговым дорожкам, дебалансы 20 в виде стержней круглого сечения, и электродвигателя 21.
ф
H
Выравниванию подлежат опоры с углом наклоном от 6° и более. Опору следует выравнивать, если фактический наклон образующей опоры (i) больше нормативного наклона образующей опоры (i) (фиг.5),
где  - нормативный наклон образующей опоры по эталонной схеме (фиг.5а);
фактический наклон образующей наклоненной опоры.
Фактическая величина угла наклона оси опоры при заданных значениях а, d и h определяется по формуле
Опора принимает вертикальное положение при Δ=0, т.е. опору следует наклонять до касания контрольного отвеса поверхности образующей опоры (фиг.5.б).
Устройство работает следующим образом.
На опору 10 с помощью гибкого (резинового) пояса 11 (фиг.5) подвешивают контрольный отвес 9.
Устройство с помощью подъемно-транспортного средства доставляется к месту работы, Затем механизма управления рамой устанавливается на площадке 3, расположенной на стреле крана 1, а конец штанг 4 со стороны захвата 5 вывешивается на крюк крана 1, выносится на опору 10, и закрепляется на ней захватом 5.
После сочленения опоры со штангами 4 включается электродвигатель 21 инерцоида 7. При вращении приводного вала 18 инерцоида 7 дебаланс 20 за один оборот своими концами дважды воздействует на наиболее удаленную от оси вращения приводного вала 18 точку, в
которой проявляется максимальное значение центробежной силы, определяемое по известной формуле
где m - масса дебаланса, w - угловая скорость, R - расстояние от оси вращения вала 18 до центра тяжести дебаланса.
Вектор возникающей центробежной силы всегда направлен только в одну сторону - по линии, проходящей через ось вращения вала 18 и центр беговой дорожки 17.
Под действием центробежной силы штанги 4 с помощью сочлененных с ними зубчатых реек 12 кремальерного механизма, начинают втягиваться, увлекая за собой опору 10. Наклоняясь, опора своей подземной частью уплотняет грунт со стороны рельсовой колеи и выравнивается. В результате чего со стороны подошвы откоса образуется клиновая щель 22 (фиг.1).
Наклон опоры осуществляют до тех пор, пока контрольный отвес 9 не коснется стенки опоры 10.
Затем электродвигатель 21 инерцоида 7 отключается и одновременно срабатывает колодочный тормоз 15 фиксируя положение опоры 10 до окончания заделки клиновой щели 22. Для заделки клиновой щели 22 применяется смесь грунта с цементом (грунтобетон) с тщательной утрамбовкой.
После окончания работ по заделки клиновой щели устройство перемещается на очередную позицию.
1
Воздействии на опору центробежной силы Р (фиг.6) вызывает на площади силового контакта подземной части опоры с окружающим грунтовым массивом равнодействующую силу P, определяемую по формуле:
пр
где σ - предел прочности грунта; F - площадь силового контакта подземной части опоры со стороны рельсовой колеи.
В целях предупреждения излома опоры при воздействии на нее силы Р следует выдержать условие
max
нор
где M - максимально допустимое значение изгибающего момента; M - нормативное значение изгибающего момента по паспорту изделия.
Выражение (5) можно записать
Величина Р определяется из выражения
где ΣМо - сумма моментов относительно подошвы опоры (точка «О»);
1
а - расстояние от точки приложения центробежной силы Р до точки приложения равнодействующей силы P;
1
в - от подошвы опоры до точки приложения равнодействующей силы P
1
Достаточность центробежной силы Р, полученной по формуле (7) обеспечивает ее приложение на расстоянии «а» от линии действия равнодействующей «P»