ПОЕЗД ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГОЛОВКИ ОБОИХ РЕЛЬСОВ

Полезная модель относится к устройствам для механической обработки рабочей поверхности головки рельса, к поездам для формирования профиля обоих рельсов пути по всему профилю катания и радиусам закругления головки за один проход поезда. Возможна также обработка новых рельсов.
Известно устройство для шлифования поверхности катания головки рельса железнодорожного пути (Е01В 31/17 - RU 2085651 С1, 1997) которое производит обработку головки шлифовальной лентой. Недостатком данного устройства является то, что оно не может формировать заданный профиль рельса.
Известно устройство для шлифования поверхности катания головки рельса железнодорожного пути [1]. Данное устройство представляет собой рельсошлифовальный поезд. Формообразование головки на нем осуществляется при помощи 28 шлифовальных кругов. Недостатком устройства является то, что получаемый профиль рельса представляет собой ломаную кривую из 28 прямолинейных участков, при этом вершины этой кривой являются концентраторами напряжений и снижают срок службы рельсов.
Известен способ шлифования рельса и устройство для осуществления способа (Е01В 31/13 - RU 2272858 С2, 2001) которое производит обработку головки шлифовальным кругом, имеющим ответный профиль к профилю поверхности катания, при этом правка круга осуществляется посредством правочного бруска, имеющего профиль соответствующий получаемому профилю головки рельса. Недостатком данного устройства является то, что для получения каждого нового ремонтного профиля [1] необходимо изготовления нового правочного бруска.
Известен способ профилирования, по меньшей мере, поверхности катания рельса и устройство для этого (Е01В 31/13 - RU 2267570 С2, 2001). Устройство представленное для реализации данного способа позволяет производить одновременно и фрезерование и шлифование, однако, недостатком его является то, что для правки абразивного круга используется специальное устройство для профильной правки, которое необходимо изготавливать для каждого профиля головки рельса.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства для формирования профиля головки обоих рельсов пути по всему профилю катания и радиусам закругления головки за один проход поезда, использование которого позволит повысить качество получаемой поверхности, универсальность применяемого оборудования и упростить его конструкцию.
Технический результат достигается тем, что на раму рабочих вагонов установлены шпиндельные бабки, в которых закреплены гиперболоидные абразивные круги с прямолинейной образующей производящей поверхности, расположенной под углом к оси вращения инструмента. Шлифовальный поезд используют для удаления дефектного поверхностного слоя и формирования требуемого профиля головки рельсов.
Использование гиперболоидных абразивных кругов позволяет устанавливать шпиндели под фиксированными углами относительно оси симметрии рельса и относительно направления подачи, а различные профили головки получать путем правки круга под различными углами к оси его вращения.
Таким образом, универсальность устройства подтверждается возможностью быстрой переналадки оборудования для обработки нового профиля без изготовления специальных вспомогательных устройств и инструмента. Качество получаемой поверхности повышаем за счет обработки абразивными кругами формирующими профиль головки рельса кривой второго порядка без концентраторов напряжений. Конструкция устройства становится проще, так как нет необходимости устанавливать все абразивные инструменты под различными углами относительно оси симметрии рельса и относительно направления подачи, т.е. отсутствуют механизмы для осуществления данных поворотов.
Поезд имеет одну или несколько шпиндельных бабок, в которых установлены гиперболоидные абразивные круги при этом конструкция устройства упрощается за счет того, что:
- шпиндельные бабки не имеют механизмов для поворота абразивного круга, на требуемый угол относительно оси симметрии рельса, а гиперболоидные абразивные круги установлены под фиксированным углом;
- шпиндельные бабки не имеют механизмов для поворота абразивного круга, на требуемый угол относительно направления подачи, а гиперболоидные абразивные круги установлены под фиксированным углом;
- шпиндельные бабки не имеют механизмов для поворота абразивного круга, на требуемые углы относительно направления подачи и оси симметрии рельса, а гиперболоидные абразивные круги установлены под фиксированными углами.
Рабочие вагоны перемещаются по железнодорожному пути с заданной скоростью вагоном с тяговым двигателем, при этом на нем также могут быть расположены шпиндельные бабки.
Для обработки полного профиля головки рельса за один проход на раму вагона необходимо установить минимум две шпиндельные бабки с гиперболоидными абразивными кругами, которые расположены по разные стороны от оси симметрии рельса и, каждый из которых формирует профиль головки рельса от оси симметрии до боковой грани. То есть необходимо 4 шпиндельных бабки для обработки двух рельсов пути. Для увеличения производительности процесса шлифования и повышения качества обработанной поверхности могут быть установлены дополнительно еще 4 шпиндельных бабки, распределяя между ними общий припуск на обработку. Качество обработанной поверхности в этом случае повышают за счет установки абразивных кругов, обрабатывающих один и тот же участок профиля головки рельса под равными по модулю и противоположными по знаку углами поворота относительно направления подачи ±ζ. Для формирования специальных профилей на отдельных участках пути за один проход может потребоваться использование дополнительных шпиндельных бабок по две на каждый рельс, которые оснащают механизмами для поворота инструмента относительно оси симметрии рельса и относительно направления подачи. Таким образом, для формирования всевозможных профилей головок обоих рельсов пути необходимо установить от 4 до 12 шпиндельных бабок.
Конструкция устройства поясняется чертежами: на Фиг.1. изображена схема расположения гиперболоидных абразивных кругов относительно рельса. На Фиг.2. изображена схема установки гиперболоидного абразивного круга под углом к оси симметрии рельса. На Фиг.3. изображена схема установки гиперболоидного абразивного круга под углом к направлению подачи. На Фиг.4. изображена схема установки гиперболоидных абразивных кругов относительно рельса. На Фиг.5 изображена прямолинейная образующая производящей поверхности гиперболоидного абразивного круга.
Практическую реализацию шлифования головки рельса поездом осуществляют следующим образом. При наличии устройств для поворота гиперболоидных абразивных кругов перед началом обработки рельса их поворачивают на заданные углы относительно оси симметрии рельса ψ (Фиг.2) и относительно направления подачи ±ζ (Фиг.3). Для этого, установленные на раме вагона 1 (Фиг.4), шпиндельные бабки 2, с закрепленными в них гиперболоидными абразивными кругами 3, совершают установочные вращательные движения S3 и S4 соответственно (Фиг.4). Затем при помощи установочных прямолинейных движений S1 и S2 гиперболоидный абразивный круг сближают с рельсом для обеспечения удаления дефектного слоя. После этого производят обработку рельсов, задавая вращение гиперболоидного абразивного круга вокруг своей оси и движение подачи (Фиг.1).
При отсутствии устройств для поворота гиперболоидных абразивных кругов относительно оси симметрии рельса и относительно направления подачи, шпиндельные бабки не имеют возможности совершать установочные вращательные движения S3 и S4, а гиперболоидные абразивные круги установлены в шпиндельные бабки с фиксированными углами ψ и ±ζ, значения которых определяет конструктор. В этом случае практическую реализацию шлифования головки рельса поездом осуществляют следующим образом.
Для получения требуемого ремонтного профиля головки рельса осуществляют правку абразивного круга под рассчитанным углом относительно оси его вращения (Фиг.5). При помощи установочных прямолинейных движений S1 и S2 гиперболоидный абразивный круг сближают с рельсом для обеспечения удаления дефектного слоя. После этого производят обработку рельсов, задавая вращение гиперболоидного абразивного круга вокруг своей оси и движение подачи (Фиг.1).
1. Альбрехт В.Г. Профильная обработка рельсов шлифовальными поездами с активными рабочими органами. В.Г. Альбрехт, Крысанов Л.Г., Абдурашитов А.Ю., Шмига Ю.Н.; М.: ТЕХИНВЕСТ, 1999.