СОЕДИНЕНИЕ ШАРНИРНОЕ СТРЕЛОЧНЫХ ГАРНИТУР

Полезная модель относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно, к механической конструкции стрелочного перевода.
Известна «Межостряковая регулируемая тяга стрелочного перевода» (патент РФ на полезную модель №13893, МПК В61L 5/06, приоритет 10.01.2000, опубликовано 10.06.2000 Бюл. №16), выполненная из двух соосных частей, расположенных на расстоянии одна от другой и содержащая прокладки, закрепленные регулировочными гайками. При этом на межостряковую тягу стрелочного перевода напрессованы два соосных ушка, с закрепленными на каждом из них с помощью гайки и контргайки проушинами, соединяющими тягу с рабочей сережкой остряка. Производство данной тяги осуществляется комплектом, то есть вместе с шарниром и рабочей тягой, что вызывает удорожание конструкции и ограниченность ее применения.
В узлах шарнирных соединений данной тяги установлены втулки, выполненные из стали, что ведет к возникновению значительного трения, а следовательно, недостаточной износостойкости механизма.
Известны также изоляционные втулки, выполненные из диэлектрического материала и содержащие наружную боковую поверхность, внутреннюю боковую поверхность и торцовую часть (авторы Э.Е.Асс, А.Я.Гончаров и В.В.Папичев «Монтаж устройств железнодорожной автоматики и телемеханики», Москва «Транспорт», 1988 г., стр.122-125, рис.4.5 е). В качестве диэлектрического материала у нее использована фибра или пресс-материал АГ-4С; а также «Изоляционная втулка» (патент на полезную модель №47905, Е01В 7/22, B61L 5/06. дата подачи заявки: 2005.03.10). Изоляционная втулка выполнена из диэлектрического материала и содержит наружную боковую поверхность, внутреннюю боковую поверхность и торцовую часть. В качестве диэлектрического материала у нее использован стеклонаполненный полиамид. Наружная боковая поверхность конца изоляционной втулки может иметь скос, пересекающий ее торцовую часть с отступлением «L» от ее внутренней боковой поверхности. На наружной боковой поверхности изоляционной втулки могут быть выполнены заплечики.
В качестве стеклонаполненного полиамида может быть использован стеклонаполненный полиамид ПА6-210КС по ОСТ6-11-498-79, стеклонаполненный полиамид ПА6-210КС торговой марки «Нурамид» по ТУ 2224-001-17790041-2000, «Армамид» по ТУ2243-015-11378612-97, стеклонаполненный полиамид ПА6-ЛТЧ-СВ30 торговой марки «Гроднамид» по ТУ РБ 500048054.020-2001 и другие марки стеклонаполненного полиамида.
Изоляционная втулка может быть изготовлена из стеклонаполненного полиамида известным способом, например, литьем под давлением или литьевым прессованием.
Однако данные изоляционные втулки имеют иное функциональное назначение, а именно, относятся к верхнему строению железнодорожного пути, и их работа зависит от прохождения колес подвижного состава по рельсу. При этом они должны испытывать значительные динамические нагрузки без растрескивания и разрушения.
Известен «Электропривод малообслуживаемый для стрелочного перевода» (полезная модель РФ №43520, B61L 5/06, дата подачи заявки 2004.11.09, опубликовано 2005.01.27), содержащий корпус с крышкой, в котором смонтирован ряд агрегатов и механизмов, в том числе электродвигатель, ножевой автопереключатель, кинематическая группа, обеспечивающая перемещение шибера и контрольных линеек. Дополнительно снабжен фиксаторами осей крепления крышки на корпусе, крышка снабжена термозащитным материалом, наиболее изнашиваемые детали выполнены из износостойких композиционных материалов, в частности втулки в корпусе для шибера и контрольных линеек - из самосмазывающихся материалов. Эксплуатационные свойства материалов наиболее изнашиваемых деталей подобраны из условия либо равного ресурса, либо кратного ресурса деталей. Композиционные материалы наиболее изнашиваемых деталей выполнены пористыми, поры заполнены смазывающей жидкостью.
Решение относится к средствам железнодорожной автоматики, служит для переключения остряков стрелочного перевода железнодорожного. Технический результат состоит в повышении вандале-защищенности электропривода стрелочного, повышении его коррозионной стойкости и износостойкости. Результат достигается тем, что электропривод в месте шарнирного соединения крышки с корпусом снабжен фиксаторами осей, крышка снабжена термозащитным материалом, наиболее изнашиваемые детали выполнены из износостойких композиционных материалов, в том числе маслонаполненных.
Размещенные в корпусе агрегаты и механизмы содержат узлы и детали, взаимодействующие между собой. В результате взаимодействия они с различной интенсивностью изнашиваются. К наиболее изнашиваемым деталям относится втулка в корпусе, служащаяся направляющей для перемещающегося шибера, втулка в корпусе, служащая направляющей для перемещающихся линеек колеса зубчатых передач, подшипники, ролики автопереключателя и другие.
Для повышения их износостойкости они выполнены из композиционных износостойких материалов, получаемых методом порошковой металлургии. Номенклатура таких материалов общеизвестна. Особенность предлагаемого решения состоит в том, что материалы для деталей подобраны исходя из условий изнашивания так, чтобы обеспечить их равный ресурс либо кратный по отношению друг к другу. К примеру:
а) материалы втулок подшипников редуктора и роликов автопереключателя подобраны так, что их замена при изнашивании производится одновременно;
в) материалы втулок выбраны одинаковыми с расчетным ресурсом 2 года, материал подшипников редуктора с расчетным ресурсом 6 лет, материал роликов автопереключателя выбран с ресурсом 4 года, это означает, что при ремонте электропривода через 2 года требуется заменить только втулки, еще через 2 года - ролики и снова втулки, еще через 2 года - снова втулки и снова ролики. Такой подбор материалов по эксплуатационным свойствам позволяет снизить трудоемкость ремонта электропривода.
Однако данное техническое решение имеет ограниченное применение, так как касается только узла шарнирного соединения крышки с корпусом: крышка крепится к корпусу шарнирно и оси шарниров закреплены на корпусе.
Известно также «Соединение стрелочной гарнитуры и способ изготовления втулки соединения» (заявка на изобретение №2005121599, МПК B22F 3/26, B22F 7/04, дата подачи заявки 2005.07.08, дата публикации заявки: 2007.02.10, заявитель закрытое акционерное общество "Дальневосточная технология" (ЗАО "ДВ-Технология")).
Соединение стрелочной гарнитуры, состоит из запрессованных в отверстия тяг втулок и соединяющих тяги оси. При этом втулки выполнены из пропитанного маслом антифрикционного спеченного материала на основе железа, ось выполнена из цементуемых сталей 20Х или 18ХГТ, а поверхность трения оси подвергнута операции поверхностного упрочнения. Кроме того операция поверхностного упрочнения оси состоит в поверхностной химико-термической обработке. Способ изготовления втулки соединения, включающий смешивание, пластифицирование, прессование, твердофазное спекание, пропитку в масле, отличающийся тем, что смешивают вместе порошки меди, никеля, железа, в полученную смесь вводят предварительно смешанные вместе порошки графита и дисульфида молибдена и проводят окончательное смешивание при следующих соотношениях компонентов, вес.%: углерод 0,7-0,8; никель 0,1-0,9; медь 2,3-2,6; дисульфид молибдена 1,3-1,6; железо - остальное; после спекания процесс охлаждения в вакууме в диапазоне температур 750-850°С осуществляют со скоростью охлаждения 2,5-3,5°С/мин; в качестве пропитывающего масла используют гидравлическое или осевое масло, имеющее температуру замерзания не выше - 60°С.
Однако втулка изготовлена из материалов, имеющих ограниченное применение.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является «Гарнитура электропривода для стрелочного перевода с внешним замыкателем» (свидетельство на полезную модель №21383, B61L 3/10, дата подачи заявки 2001.08.06; опубликовано 2002.01.20). Гарнитура электропривода с вертикальным внешним замыкателем, содержит короткую рабочую тягу, рабочую тягу, шарнир, рычаг переводного устройства, контрольные регулируемые тяги и вертикальный внешний замыкатель. Кроме того, она снабжена набором сменных шарниров для регулировки привода. Тяги контрольные выполнены с возможностью регулировки длины, а переводное устройство расположено со стороны привода.
Однако в узлах шарнирных соединений данной типовой гарнитуры для рабочих и контрольных тяг установлены втулки, выполненные из стали. Таким образом, обладают значительным трением и недостаточной износостойкостью.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является повышение безопасности движения поездов путем повышения надежности работы железнодорожного оборудования.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении износостойкости и надежности в эксплуатации железнодорожного оборудования.
Поставленная задача решается за счет того, что в соединении шарнирном стрелочной гарнитуры, а именно в узлах соединения рабочей и контрольной тяг, состоящих из втулок и оси, а именно, втулки рабочей или контрольной тяг и втулки сережки, запрессованых в отверстия тяг и выполненых из износостойкого материала, полученного методом порошковой металлургии из металлокерамических материалов и, в необходимых случаях, пропитаных смазкой, маслонаполненных. А ось выполнена упроченной, из стали, соединяющей рабочую или контрольную тягу и сережку.
В узле соединения двух тяг втулки двух тяг запрессованы в отверстия тяг и ось выполнена соединяющей тяги. В узле соединения рабочей тяги с шарниром втулка тяги и втулка шарнира запрессованы в отверстия тяг и ось выполнена соединяющей тягу и шарнир. При этом все втулки выполнены с определенными рассчитанными значениями допусков, соответствующими их диаметрам.
Таким образом, повышение безопасности движения поездов в данном техническом решении достигается за счет применения новых материалов в стрелочных гарнитурах.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлены конструкторские схемы заявляемого «Соединения шарнирного стрелочных гарнитур». На фиг.1 представлен узел соединения рабочей тяги; на фиг.2 представлен узел соединения контрольной тяги; на фиг.3 - узел соединения двух тяг; и на фиг.4 представлен узел соединения рабочей тяги с шарниром.
В состав «Соединения шарнирного стрелочных гарнитур» входят следующие элементы:
Втулка тяги - 1;
Втулка сережки - 2;
Ось - 3;
Втулка шарнира - 4;
и следующие обозначения:
d1, d2, d3 - диаметры втулок, имеющие соответственно следующие значения: 26 мм, 32 мм и 35 мм.
Втулки изготавливаются в соответствии с заданными значениями их диаметров d1, d2, d3 и с учетом определенных рассчитанных значений допусков, отличающихся от значений допусков в прототипе.
Втулки 1, 2 и 4 изготовлены из износостойкого материала, полученного методом порошковой металлургии из металлокерамических материалов и, в необходимых случаях, пропитаны смазкой, маслонаполненные.
Указанные материалы в составе своей композиции могут иметь те элементы, в таком количестве, которые влияют на коэффициент трения материала, например углерод и его модификация. Это обеспечивает «самосмазываемость» той пары трения, в состав которой входит хотя бы одна деталь, выполненная из такого материала, что повышает ресурс и надежность электропривода. Явление «самосмазывания» может быть при этом еще повышено (сила трения понижена в паре трения) если в «композицию» материала ввести смазывающую жидкость. Для этого материал детали методом порошковой металлургии спекают с определенной пористостью, а затем «пропитывают» маслом, т.е. заполняют маслом поры.
За счет указанных исполнений материалов деталей достигается дополнительный эффект - повышение износостойкости, снижение затрат на ремонт электропривода.
Может быть достигнут дополнительный эффект по снижению затрат на обслуживание путем исключения потребности в смазке.
Пример конкретного исполнения устройства рассмотрим для варианта узла соединения рабочей тяги.
Рабочая тяга применяется в составе стрелочной гарнитуры и предназначена выполнять следующие функции:
- обеспечивать регулировку длины при монтаже
- обеспечивать надежное соединение шибера электропривода с межостряковой соединительной тягой;
- передавать необходимые линейные перемещения и усилия, создаваемые шибером электропривода, на остряки;
- обеспечивать надежное и безопасное удержание остряков в прижатом замкнутом и отведенном состоянии в пределах соблюдения норм содержания колеи в условиях эксплуатации, в том числе при проходе подвижного состава по стрелке;
- обеспечивать безопасный уровень силовых факторов, действующих на электропривод со стороны стрелки при проходе подвижного состава;
- обеспечивать скорости движения подвижного состава по стрелке до 250 км/час по прямому пути в условиям совмещенного грузового и пассажирского движения.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Рабочая тяга в составе стрелочной гарнитуры (фиг.1) представляет собой комплект узлов и деталей, служащих для соединения шибера электропривода с межостряковой соединительной тягой.
Рабочая тяга крепится со стороны привода, с помощью проушины к шарниру, соединенному с шибером электропривода, а с другой - к ушку межостряковой тяги, посредством типовых осей и гаек.
В отверстиях проушин тяги и лопаток тяг запрессованы втулки 1 и 2 для уменьшения износа в шарнирных соединениях.
Работа регулируемой тяги осуществляется синхронно с работой электропривода, шибер которого соединен с рабочей тягой посредством соединения шарнирного, а рабочая тяга, в свою очередь, соединена осью 3 с межостряковой регулируемой тягой стрелочного перевода.
Установка рабочей тяги производится только на стрелочных переводах, техническое состояние которых соответствует требованиям норм на содержание. Перед началом работ по оборудованию стрелочного перевода рабочей тягой необходимо проверить состояние стрелки и убедиться в отсутствии отклонений и неисправностей, которые могут нарушить нормальную работу стрелочного перевода.
Изготовление элементов «Соединения шарнирного стрелочных гарнитур» из новых композиционных материалов значительно повышает их износостойкость, что связано с повышением надежности работы и увеличением срока службы.