Навесное устройство на землеройно-транспортную технику, предназначенное для изгиба рельсового звена при укладке железнодорожного пути

Область техники
Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим позиционирование укладываемых звеньев железнодорожного пути, а именно к навесному оборудованию на землеройно-транспортную технику для механизации процесса постановки звеньев на проектную ось пути путем создания тянущего усилия на свободную часть укладываемого звена.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известно устройство для укладки и изгиба звеньев железнодорожного пути в кривых на участках, содержащих не менее двух путей (RU 2569451, Е01В 29/02, дата публикации 10.09.2015), выполненное в виде траверсы, предназначенной для присоединения к укладочному крану и содержащей металлическую раму с установленными на ней грузозахватными устройствами и блоками. Устройство оснащено корректирующим гидроцилиндром с удлинителем и захватом, а также насосной станцией. Захват предназначен для закрепления его на рельсовой нити соседнего пути. При использовании устройства железнодорожным укладочным краном опускают задний конец звена рельсошпальной решетки на балласт, располагая звено в плане за проектной хордой, и стыкуют одну рельсовую нить с первой примыкающей нитью ранее уложенного звена. Затем, используя установленный на траверсе корректирующий гидроцилиндр, закрепляют с помощью захвата на рельсовой нити соседнего пути и перемещают укладываемое звено относительно соседнего пути.
Недостатком такого устройства является необходимость его присоединения к укладочному крану, что приводит к невозможности проведения работ на однопутных участках пути. Также недостатком является отсутствие возможности укладки звеньев в кривых малого радиуса за один технологический цикл работы устройства в связи с ограниченностью и недостаточностью рабочего хода штока гидроцилиндра.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому объекту является навесное устройство на землеройно-транспортную технику, а именно, на бульдозер, для перемещения рельсовых звеньев. Устройство содержит силовой привод и цепную растяжку с захватом рельсового звена. Силовой привод содержит гидроцилиндр, подключенный к гидравлической системе землеройно-транспортной техники, каретку, на которой закреплен подъемный захват для удержания рельсового звена, и консольную ферму. Каретка подвижно установлена на монорельсе, закрепленном на консольной ферме поперек оси бульдозера. К ферме прикреплен подъемный гидроцилиндр и гидроцилиндр для ее шарнирного изгиба. К каретке одним концом шарнирно прикреплен гидроцилиндр, который другим концом соединен с одним из двух шарнирно установленных на каретке угольников. На конце консольной фермы шарнирно подвешен монорельс, к концам которого прикреплены гидроцилиндры, соединенные с кареткой (SU 391213, Е01В 33/06, дата публикации 25.07.1973).
Недостатками такого навесного устройства являются сложность и громоздкость конструкции, а также невозможность проведения работ на малой площади земляного полотна, например, на насыпях и выемках, поскольку перемещение рельсовых звеньев, даже на малые расстояния, осуществляется при перемещении бульдозера, подъемный захват которого расположен перпендикулярно плоскости пути. При этом точность установки звена рельсовой плети на проектную ось пути является низкой, т.к. определяется точностью перемещения бульдозера и рабочим ходом гидроцилиндров.
Технической проблемой заявленной полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости расширения арсенала навесных устройств на землеройно-транспортную технику путем создания устройства, позволяющего осуществлять перемещение свободного конца рельсового звена для его изгиба на малые радиусы при повышенной маневренности и производительности.
Раскрытие сущности
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности установки звена железнодорожного пути на проектную ось при его изгибе, в том числе на малые радиусы (менее 350 м), а также снижение трудозатрат и уменьшение габаритов устройства.
Технический результат достигается за счет создания навесного устройства на землеройно-транспортную технику, предназначенного для изгиба рельсового звена при укладке железнодорожного пути, содержащего раму с основанием для присоединения к установочной (привалочной) поверхности землеройно-транспортной техники, силовой привод, установленный на раме, и растяжку с захватом рельсового звена. Силовой привод выполнен в виде механического мультипликатора, содержащего каретку, гидроцилиндр, получающий питание от гидравлической системы землеройно-транспортной техники, балку, установленную с возможностью продольного перемещения по раме, причем на торцах балки установлены звездочки. Каретка установлена с возможностью перемещения вдоль балки и соединена с двух сторон с рамой посредством тяговых цепей, огибающих звездочки. Гидравлический цилиндр одним концом соединен с рамой, а другим - с балкой для перемещения балки относительно рамы, что влечет за собой перемещение каретки относительно балки при управлении расходом рабочей жидкости гидравлической системы землеройно-транспортной техники. Растяжка одним свободным концом соединена с кареткой, а на другом закреплен захват рельсового звена.
Наличие основания на раме (которое может быть выполнено, например, в виде кронштейна или фланца) позволяет присоединять навесное устройство к любому виду землеройно-транспортной техники аналогично навесному оборудованию.
При использовании заявленного устройства в составе землеройно-транспортной техники и перемещении такой техники вдоль проектной оси пути на смещаемый конец рельсового звена воздействует тяговое усилие, поступающее от растяжки. Такое усилие возникает при линейном движении силового привода, которое обеспечивается перемещением штока гидроцилиндра, в результате чего балка перемещается вдоль рамы, при этом положение звездочек соответственно изменяется относительно точек закрепления тяговой цепи на раме и каретке, происходит перераспределение длин тяговой цепи относительно внешней и внутренней поверхностей балки, что в свою очередь обеспечивает перемещение каретки вдоль балки.
Наличие звездочек обеспечивает плавность перехода цепи с одной стороны балки на другую при ее перемещении.
Таким образом, единица хода гидравлического цилиндра преобразуется в две единицы хода каретки, что позволяет перемещать растяжку на большие расстояния при меньшем ходе гидравлического цилиндра. Такая конструкция мультипликатора позволяет изгибать рельсовые звенья на необходимые радиусы, в том числе на малые (менее 350 м), с повышенной точностью, а также обеспечивает уменьшение габаритов устройства и снижение трудозатрат при изгибе рельсового звена.
Устройство возможно использовать с любым видом землеройно-транспортной техники, например, с бульдозером или автогрейдером, при наличии средств для подключения к их гидравлической системе как обычное навесное оборудование.
В частном случае реализации полезной модели заявленное устройство может быть выполнено следующим образом.
Основание рамы может быть выполнено в виде кронштейна или фланца.
Гидравлический цилиндр предпочтительно может быть выполнен с возможностью горизонтального перемещения его штока.
Растяжка может быть выполнена цепной, что дополнительно обеспечивает повышение надежности присоединения устройства к рельсовому звену, а также возможность регулировки расстояния от каретки до точки крепления захвата к рельсовому звену (присоединение каретки возможно осуществлять к любому звену цепи растяжки) и соответственно регулировки угла воздействия тягового усилия, прилагаемого к рельсовому звену.
Растяжка может быть соединена с кареткой шарнирно, для этого каретка может содержать проушину.
На звездочке балки может быть дополнительно закреплен транспортный стопор для обеспечения фиксации балки относительно рамы привода.
Устройство дополнительно может содержать транспортный стопор на рельсовом захвате для его фиксации относительно рельса.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлен один из вариантов реализации полезной модели.
Фиг. 1 - устройство для изгиба звеньев железнодорожного пути, вид сверху;
Фиг. 2 - силовой привод устройства, вид прямо;
Фиг. 3 - вид сверху силового привода устройства;
Фиг. 4 - разрез А-А силового привода устройства;
Фиг. 5 - разрез Б-Б силового привода устройства;
Фиг. 6 - цепная растяжка;
Фиг. 7 - схема подключения устройства к гидросистеме землеройно-транспортной техники;
Фиг. 8 - устройство, установленное на бульдозере, вид сбоку;
Фиг. 9 - устройство, установленное на бульдозере, вид сверху;
Фиг. 10 - устройство, установленное на автогрейдере, вид сбоку;
Фиг. 11 - устройство, установленное на автогрейдере, вид сверху;
Фиг. 12 - схема размещения землеройно-транспортной техники с устройством для изгиба звеньев относительно железнодорожного пути;
Фиг. 13 - фото устройства, установленного на бульдозере;
Фиг. 14 - фото части силового привода - соединение каретки с балкой и с цепной растяжкой и соединение балки с рамой;
Фиг. 15 - фото устройства, установленного на бульдозере.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - основание;
2 - силовой привод;
3 - цепная растяжка;
4 - рама;
5 - балка;
6 - каретка;
7 - тяговая цепь;
8 - гидравлический цилиндр;
9 - звездочка;
10 - транспортный стопор;
11 - направляющая каретки;
12 - направляющая балки;
13 - натяжной винт;
14 - цепь цепной растяжки;
15 - рельсовый захват;
16 - стопор;
17 - блок предохранительных клапанов;
18 - установочный кронштейн;
19 - рукав гидравлический.
Навесное устройство на землеройно-транспортную технику, предназначенное для изгиба рельсового звена при укладке железнодорожного пути, содержит основание 1 (кронштейн), силовой привод 2, установленный на основании 1, цепную растяжку 3 и соединенную с основанием 1 раму 4.
Силовой привод 2 выполнен в виде механического мультипликатора и содержит двутавровую балку 5, установленную подвижно относительно рамы 4, каретку 6, соединенную с рамой 4 посредством двух тяговых цепей 7, и гидравлический цилиндр 8, один конец которого соединен с рамой 4, а другой - с балкой 5 (фиг. 1-4, 14). На торцах балки 5 установлены звездочки 9, на одной из которых установлен транспортный стопор 10 для блокировки/разблокировки силового привода 2 (фиг. 3). Каретка 6 установлена с возможностью перемещения вдоль балки 5 в левую и правую стороны по направляющей 11. Балка 5 установлена с возможностью перемещения вдоль рамы 4 по направляющей 12 (фиг. 4, 14). Натяжение тяговой цепи 7 и регулировка среднего положения каретки 6 производится натяжным винтом 13 (фиг. 5). Цепная растяжка 3 выполнена в виде цепи 14, один конец которой соединен с кареткой 6, а на другом конце которой закреплен рельсовый захват 15. На цепной растяжке закреплен стопор 16 (фиг. 6). От гидроцилиндра навесного устройства отходят соединительные трубки, подключенные к блоку предохранительных клапанов 17, размещенному на установочном кронштейне 18. Блок предохранительных клапанов 17 в свою очередь соединен с рукавом гидравлическим 19, предназначенным для подключения к магистралям землеройно-транспортной техники, обеспечивающим питание устройства (фиг. 7).
Осуществление полезной модели
Для осуществления изгиба звеньев железнодорожного пути выбирают землеройно-транспортную машину (землеройную, строительную технику), масса которой составляет не менее 20 тонн, например, бульдозер или автогрейдер (фиг. 8-11, 13-15). Перед началом монтажных работ по установке оборудования необходимо выполнить демонтаж навесного оборудования, установленного в кормовой части землеройно-транспортной техники, такой как тяговая проушина, рыхлитель или др. Демонтажу подлежат все детали навесного оборудования, которые крепятся болтами к установочной (привалочной) поверхности землеройно-транспортной техники.
Каретку 6 соединяют с балкой 4 посредством направляющих 11, балку в свою очередь соединяют с основанием 1 посредством направляющих 12. Один конец гидравлического цилиндра 8 соединяют с кронштейном балки 5, а другой конец соединяют с балкой 1. Каждая тяговая цепь 7, огибая звездочку 9 одной концевой частью, крепится к раме 4, а ее вторая концевая часть соединяется с кареткой 6 посредством натяжных винтов 13. Фиксация балки 5 относительно рамы 4 в транспортном положении производится за счет установки транспортного стопора 10. Каретка 6 содержит в своем составе кронштейн, за который осуществляют крепление растяжки 3, содержащей в своем составе цепь 14, рельсовый захват 15 и стопор 16.
Устройство устанавливают на кормовую часть землеройно-транспортной техники и закрепляют посредством соединительных элементов. Производят подключение гидроцилиндра силового привода 1 к гидравлической системе землеройно-транспортной техники стандартным образом - так же как подключают любое навесное оборудование. При этом блок предохранительных клапанов 17 гидравлической системы настраивают таким образом, чтобы обеспечить подвод к штоковой полости гидроцилиндра 16 МПа и 11 МПа к поршневой, для обеспечения одинакового тянущего и толкающего усилия на штоке гидроцилиндра 8.
Землеройно-транспортную технику с оборудованием размещают по оси укладываемого пути, обеспечивая зазор 200-300 мм между кареткой 6 силового привода и торцом рельса укладываемого звена при расположении рельсового захвата 15 для обеспечения необходимого тягового усилия (поперечного или под углом) (фиг. 12). Свободный конец звена должен иметь до 600 мм свободного пространства под подошвой крайней шпалы. Устанавливают захват 15 цепной растяжки 3 на дальний от каретки 6 силового привода 1 рельс и фиксируют его стопором 16.
Путем перемещения каретки 6 по балке 5 силового привода 1, что реализуется плавным передвижением рукоятки управления распределителя гидропривода навесного оборудования, выставляют ее таким образом, чтобы размер между торцом дальнего рельса и проушиной каретки 6 составлял 2,1-2,3 м. Устанавливают звено цепной растяжки 3 в проушину каретки 6 силового привода 1 и фиксируют ее закладным пальцем.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Плавным передвижением рукоятки управления распределителя из кабины землеройно-транспортной техники начинают рабочий ход силового привода 1 и выполняют установку оси укладываемого звена на проектную ось пути.
В процессе работы устройства осуществляют управление скоростью движения штока гидроцилиндра 8 и направлением его движения посредством перемещения рукоятки рычага распределителя, обеспечивающего подачу питания в магистрали навесного устройства. За счет передвижения штока гидравлического цилиндра 8 балка 5 перемещается относительно рамы 4 привода 1. При этом тяговые цепи 7, концы каждой из которых прикреплены к каретке 6 и раме 4 соответственно, перераспределяются по внешней и внутренней стороне балки 5, за счет чего осуществляется перемещение каретки 6 по балке 5. Это перемещение вызывает движение каретки 6 относительно балки 5.
При перемещении гидроцилиндра 8 влево балка 5 со звездочками 9 перемещается так же влево относительно рамы 4 и относительно точек закрепления тяговой цепи 7 (на раме 4 и каретке 6), при этом происходит перераспределение тяговой цепи 7 по внешней и внутренней поверхностям балки 5, что обеспечивает перемещение каретки 6 влево по балке 5.
Так же при перемещении гидроцилиндра 8 вправо соответственно перемещается балка 5. При этом за счет перераспределения тяговой цепи 7 по поверхности балки 5 обеспечивается перемещение каретки 6 вправо.
Таким образом, цепная растяжка 3 при работе устройства передает тяговое усилие каретки 6 силового привода 1 на рельс укладываемого звена, за счет чего осуществляют его изгиб до нужного радиуса.
После этого ослабляют натяжение цепной растяжки 3, снимают с торца рельса ее захват 15 и закрепляют рельсовое звено на шпалах.
При последующих циклах цепную растяжку 3 не разъединяют с проушиной каретки 6, а саму каретку 6 выставляют на расстоянии 1,5-1,8 метра относительно торца дальнего рельса укладываемого звена.
Пример 1.
Максимальное тяговое усилие на цепной растяжке - 5000 кг,
Максимальный ход каретки силового привода - 3000 мм,
Давление в гидросистеме силового привода - не более 16 Мпа,
Габариты в транспортном положении - не более 3200 мм.
Навесное съемное устройство выполнено со следующими габаритами:
- длина балки вместе со звездочками - 3250 мм,
- длина тяговой цепи каретки - 2200 мм,
- ширина каретки - 800 мм,
- длина цепной растяжки - 3,5 м,
- значения радиусов, на которые изгибали рельсовое звено при воздействии на него поперечного тягового усилия - 200 м, 250 м, 300 м,
Таким образом, при использовании заявленного устройства обеспечивается повышение точности установки звена железнодорожного пути на проектную ось.