УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗИРОВАННОЙ РАСКЛАДКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ШПАЛ НА БАЛЛАСТНЫЙ СЛОЙ
IMPROVED DEVICE FOR MECHANIZED RAILWAY LAYING ON THE BALLAST LAYER

Изобретение относится к устройствам для раскладки шпал при поэлементном (раздельном) способе монтажа рельсошпальной решетки и предназначено для механизированной пошаблонной (по эпюре) раскладки деревянных или железобетонных шпал из кузова транспортного средства на балластный слой верхнего строения железнодорожного пути.
В настоящее время при строительстве или ремонте железнодорожного пути применяют в основном два способа монтажа рельсошпальной решетки: звеньевой и поэлементный (раздельный).
При звеньевом способе монтаж звеньев рельсошпальной решетки, производится на специальных звеносборочных базах. К месту строительства железнодорожного пути пакеты звеньев рельсошпальной решетки перевозятся на специальных железнодорожных платформах. Высокопроизводительный звеньевой способ эффективен при линейном строительстве, когда подъезд к каждому следующему строящемуся участку железнодорожного пути осуществляется по уже построенному участку железнодорожного пути.
При параллельном (одновременном) строительстве верхнего строения пути на нескольких участках железнодорожного пути, перевозка звеньев рельсошпальной решетки по рельсовому пути невозможна, поскольку рельсовой путь еще находится в процессе строительства. В этом случае целесообразно вести сборку рельсошпальной решетки на месте сооружения верхнего строения пути поэлементно раздельным способом. При этом способе автомобильным транспортом осуществляется доставка шпал, рельсов, стыковых и промежуточных скреплений. Сборка рельсошпальной решетки производится непосредственно на месте ее укладки в путь.
Одним из сложных и трудоемких процессов в этом случае является процесс снятия с транспортного средства железнодорожных шпал, особенно железобетонных, и раскладка их на балластную призму железнодорожного пути.
Известны устройства для раскладки шпал при раздельном способе монтажа рельсошпальной решетки с применением подъемного крана на автомобильном ходу [1]. При этом шпалы на платформе транспортного средства закрепляются (по одной или по несколько) к подъемному механизму стрелы крана, далее поднимаются, переносятся и опускаются на балластную призму к месту раскладки. Окончательная раскладка производится вручную.
Данные устройства имеют следующие недостатки: при монтаже рельсошпальной решетки на насыпи или в выемках, а также в тоннелях, под эстакадами поместить подъемный кран на автомобильном ходу на земляном полотне или вблизи земляного полотна не представляется возможным; процессы закрепления шпал к подъемному механизму стрелы крана, подъема, переноса, опускания на балластную призму занимают достаточно продолжительное время, поэтому и производительность таких технических средств недостаточная.
Известно устройство для раскладки шпал [2], которое содержит наклонную раму, состоящую из верхнего и наклонного поясов, нижний из которых выполнен с опорной поверхностью для шпал, предназначенных для раскладки, шарнирно соединенных с базовой машиной и установленную на опоре, механизм отсекания ряда шпал с приводом, смонтированный на верхнем поясе рамы, шпальные упоры с силовыми цилиндрами и механизм для спуска шпалы, выполненный в виде аппарели, установленной с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно оси, шарнирно соединяющий аппарель с нижним поясом рамы. Рама установлена на опоре с возможностью изменения ее угла наклона. Опора рамы выполнена в виде опорной площадки, на которой шарнирно установлены наклонная стойка и силовой цилиндр, шарнирно соединяющие ее с нижним поясом рамы.
Кроме того, механизм отсекания шпал содержит подвижные от силовых цилиндров двуплечие рычаги, закрепленные посредством крепежных элементов на верхнем поясе рамы, при этом к нижним плечам двуплечих рычагов прикреплены упоры для взаимодействия с торцами шпал, а верхние плечи этих рычагов шарнирно соединены со штоками силовых цилиндров, гидравлически связанных между собой.
Основными недостатками данного технического решения является то, что оно рассчитано на раскладку на балластном слое только деревянных шпал, поскольку железобетонные шпалы из-за более узкого и более высокого поперечного сечения на наклонной раме и аппарели будут располагаться неустойчиво, что приведет их к смещению, кантованию и невозможности раскладки по эпюре (через определенное расстояние друг от друга), а опорная площадка опоры рамы, во время перемещения по балластной призме, будет ее деформировать.
Недостатком является также то, что в устройстве отсутствует механизм съема шпал с базовой машины и перемещения их на наклонную раму. Для привода в действие силовых цилиндров требуется внешняя гидросистема с гидронасосом, установленные на базовой машине, что определит значительные временные затраты на переключение соединительных гидропроводов при каждой смене базовой машины, израсходовавшей шпалы.
Наиболее близким по техническому решению является устройство механизированной раскладки шпал на балластную призму [3], которое включает в себя 3-колесную тележку на пневмоколесном ходу, переднюю колесную стойку, прицепное устройство, две горизонтальные направляющие, две передние нерегулируемые стойки, ручку подъемного механизма, подъемный механизм, две регулируемые по высоте задние стойки, четыре ролика-бегунка, каретку, два тросика, два передних ролика, два задних ролика, электропривод реверсивный горизонтальный, электродвигатель реверсивный постоянного тока, понижающий редуктор, храповой механизм с концевым выключателем, два ведущих ролика, два утапливающихся упора (защелки), два жестких упора, пульт управления, два задних ограничителя горизонтальных направляющих, две подвижные полки, два горизонтальных реечных электропривода, два вертикальных реечных электропривода, две задние вертикальные стойки, шаблон (линейка), малогабаритный бензогенератор, соединительные валики, переключатель направления движения каретки, переключатель направления движения горизонтальных реечных электроприводов, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов, пять концевых выключателей электроприводов.
Основным недостатком данного технического решения является то, что за один цикл работы оно снимает из кузова транспортного средства только один верхний ряд шпал. Далее устройство механизированной раскладки шпал отсоединяется от транспортного средства, которое при этом перемещается вперед, горизонтальные направляющие опускаются и вводятся под следующий ряд шпал, устройство механизированной раскладки шпал вновь соединяется с транспортным средством для съема этого ряда шпал. Процесс отсоединения от транспортного средства и сцепки с ним занимает определенное время, что снижает производительность устройства механизированной раскладки шпал.
Задачей изобретения является повышение производительности труда и качества выполняемой работы за счет исключения ручных операций со шпалами, а также снижение травмоопасности путем применения усовершенствованного устройства, обеспечивающего механизированное снятие из кузова транспортного средства и пошаблонное (по эпюре) раскладывание деревянных или железобетонных шпал на балластную призму и исключение необходимости после снятия очередного ряда шпал производить отцепку устройства и вручную вводить горизонтальные направляющие под следующий ряд шпал, затем вновь прицеплять к транспортному средству.
Поставленная задача решается тем, что при поэлементном (раздельном) способе монтажа рельсошпальной решетки доставка деревянных или железобетонных шпал к месту раскладки на балластный слой производится в кузовах любых транспортных средств на колесном или гусеничном ходу. С помощью сцепного устройства соединяется с транспортным средством усовершенствованное устройство механизированной раскладки шпал на балластный слой, которое поочередно снимает все шпалы из кузова транспортного средства. Далее шпалы перемещаются по горизонтальным направляющим к механизму опускания шпал, подвижные полки которого снимают шпалы с горизонтальных направляющих, опускают на балластный слой, и раскладывают их по шаблону (по эпюре), то есть, выдерживая нормированное расстояние между шпалами, а также соблюдая заданный продольный профиль раскладки. Электропитание электродвигателей электроприводов усовершенствованного устройства механизированной раскладки шпал на балластный слой осуществляется от автономного малогабаритного бензогенератора или от бортовой сети транспортного средства. Управление электроприводами производится от пульта управления.
Усовершенствованное устройство механизированной раскладки шпал на балластный слой включает 3-колесную тележку на пневмоколесном ходу, переднюю колесную стойку, прицепное устройство, две горизонтальные направляющие, две передние нерегулируемые стойки, два электропривода реверсивных вертикальных двух средних стоек, два реечных подъемных механизма, две регулируемые по высоте средние стойки, четыре ролика-бегунка, каретку, два утапливающихся упора (защелки), винт горизонтального винтового механизма, передняя и задняя соединительные планки, электропривод реверсивный винта горизонтального винтового механизма, электродвигатель реверсивный постоянного тока, понижающий редуктор, храповой механизм с концевым выключателем, два захвата для переноски шпал, пульт управления, две подвижные полки, два вертикальных реечных электропривода, две задние вертикальные стойки, откидной шаблон линейка, малогабаритный бензогенератор, соединительный валик, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов средних стоек, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов подвижных полок, переключатель направления движения каретки, концевой выключатель вертикальных реечных электроприводов средних стоек, концевые выключатели вертикальных реечных электроприводов, концевые выключатели электропривода реверсивного винта горизонтального винтового механизма.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано усовершенствованное устройство механизированной раскладки шпал на балластный слой, вид сбоку; на фиг. 2 показано усовершенствованное устройство механизированной раскладки шпал на балластный слой, вид сверху; на фиг. 3 показан подъемный механизм регулируемых по высоте средних стоек; на фиг. 4 показан реечный привод вертикального перемещения полок; на фиг. 5 показана электрическая схема устройства.
Усовершенствованное устройство механизированной раскладки шпал на балластный слой включает 3-колесную тележку на пневмоколесном ходу 1, переднюю колесную стойку 2, прицепное устройство 3, две горизонтальные направляющие 4, две передние нерегулируемые стойки 5, два электропривода реверсивных вертикальных двух средних стоек 6, два реечных подъемных механизма 7, две регулируемые по высоте средние стойки 8, четыре ролика-бегунка 9, каретку 10, два утапливающихся упора защелки 11, винт горизонтального винтового механизма 12, переднюю соединительную планку 13, заднюю соединительную планку 14, электропривод реверсивный винта горизонтального винтового механизма 15, электродвигатель реверсивный постоянного тока 16, понижающий редуктор 17, храповой механизм с концевым выключателем 18, два захвата 19 для переноски шпал (на чертеже не обозначено), пульт управления 20, две подвижные полки 21, два вертикальных реечных электропривода 22, две задние вертикальные стойки 23, откидной шаблон линейка 24, малогабаритный бензогенератор 25, соединительный валик 26, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов средних стоек 27, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов подвижных полок 28, переключатель направления движения каретки 29, концевой выключатель вертикальных реечных электроприводов средних стоек 30, концевые выключатели вертикальных реечных электроприводов 31 и 32, концевые выключатели электропривода реверсивного винта горизонтального винтового механизма 33 и 34.
Для механизированного съема с платформы транспортного средства и раскладки на балластный слой деревянных или железобетонных шпал между кузовом транспортного средства и участком раскладки шпал устанавливается 3-колесная (одно колесо впереди, два сзади) тележка на пневмоколесном ходу 1, передняя колесная стойка 2 которой с помощью прицепного устройства 3 соединяется с транспортным. Две горизонтальные направляющие 4 при этом кладутся на верхний ряд шпал. Одновременно с этим, с помощью вертикального перемещения регулируемой стойки 8 и привода 6, обеспечивается возможность изменения ее высоты для съема последующего ряда шпал с транспортного средства. После того, как направляющие 4 будут уложены на верхний ряд шпал (на чертеже не обозначено), тележка 1 соединяется с транспортным средством с помощью жесткого прицепного устройства 3.
На направляющих 4, на 4-х роликах-бегунках 9, находится каретка 10, которая перемещается от передней соединительной планки 13 к задней соединительной планке 14 с помощью винта горизонтального винтового механизма 12, по направляющим 4 электроприводом реверсивным горизонтальным 15, состоящим из электродвигателя реверсивного постоянного тока 16, понижающего редуктора 17 и храпового механизма с концевым выключателем 18. На передней части каретки 10 расположены два захвата 19 для переноски шпал (на чертеже не обозначено). Пульт управления 20 включает электропитание электропривода реверсивного горизонтального 15 для движения каретки 10 в необходимом направлении. При задании направления движения в сторону пакета шпал, расположенных в кузове транспортного средства, каретка 10 движется к шпалам (на чертеже не обозначены), два захвата 19 для переноски шпал (на чертеже не обозначено), упираются в крайнюю шпалу, два утапливающихся упора (защелки) 11 утапливаются, пропуская каретку 10 под шпалу, из-за возросшего крутящего момента срабатывает храповой механизм 18, концевой выключатель которого выключает электропитание электропривода реверсивного горизонтального 15. Два утапливающихся упора (защелки) 11 каретки 10, после продвижения под шпалой, поднимаются в зазоре между шпалами, фиксируя крайнюю шпалу (на чертеже не обозначено). При включении с пульта управления 20 на электропривод реверсивный горизонтальный 15 электропитания противоположной полярности, каретка 10 захватами 19 перемещает шпалу (на чертеже не обозначена) к задней соединительной планке 14. При перемещении шпалы над подвижной полкой 21 тумблером перемещение каретки 10 останавливается. Из-за возросшего крутящего момента срабатывает храповой механизм 18, концевой выключатель которого выключает электропитание электропривода реверсивного горизонтального 15, каретка 10 со шпалой (на чертеже не обозначена) останавливается.
Опускание шпал с горизонтальных направляющих 4 на балластный слой производится двумя подвижными полками 21, которые перемещаются от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего положения, двумя вертикальными реечными приводами 22, установленными в задних вертикальных стойках 23. Далее полки 21 вертикальными реечными приводами 22 перемещаются в крайнее верхнее положение. При этом полки 21 снимают (поднимают) шпалу (на чертеже не обозначена) с каретки 10. Далее каретка 10 перемещается в крайнее положение максимально близко к задней соединительной планке 14. В крайнем верхнем положении полки 21 вертикальными реечными приводами 22 опускаются в крайнее нижнее положение, при этом шпала (на чертеже не обозначена) раскладывается на балластный слой.
В нижней части задних вертикальных стоек 23 прикреплен откидной шаблон линейка 24, ориентируясь на который транспортное средство перемещается вперед, к месту раскладки по эпюре следующей шпалы.
По завершению съема с транспортного средства верхнего ряда шпал с помощью вертикального перемещения регулируемой стойки 8 и привода 6 направляющие 4 и кладутся на следующий ряд шпал (на чертеже не обозначены).
Далее процесс повторяется.
Электропитание электроприводов 15, 6, 22 производится от малогабаритного бензогенератора 25 или от внешнего источника транспортного средства.
Подъемные механизмы 6 регулируемых по высоте задних вертикальных стоек 23 соединяются между собой соединительным валиком 26.
Управление движением каретки 10, вертикальными реечными электроприводами 22 подвижных полок 21 производится соответственно переключателями направлений движения каретки 29, переключателем направления движения вертикальных реечных электроприводов 28, переключатель направления движения вертикальных реечных электроприводов средних стоек 27. В крайних положениях каретки 10 срабатывает храповой механизм с концевыми выключателями 33 и 34, в крайних верхнем или нижнем положениях подвижных полок 21 срабатывают храповые механизмы с концевыми выключатели 31 и 32, которые выключают соответствующие электроприводы 15, 22 и 6.
Источники информации
1. Инструкция по охране труда при монтаже и демонтаже рельсошпальной решетки при упругих видах скреплений ИОТ РЖД-4100612-ЦДРП-054-2015, утверждена распоряжением РЖД от 13 августа 2015 г. №2042 р.
2. Патент РФ на изобретение №2126473 от 29.12.1997 г. «Устройство для раскладки шпал», авторы: Лебедев Н.И., Насыпов И.И., Поплавский В.Г., Почечуев А.П., МПК Е01В 29/06. Опубликовано: бюл. №5 от 20.02.1999 г.
3. Патент РФ на изобретение: №2671793 от 25.09.2017 г. «Устройство механизированной раскладки шпал на балластную призму», авторы: Зорин В.А., Зиятдинов Э.А., Быков А.Ю., Горюхов В.А., МПК Е01В 29/06. Опубликовано: бюл. №31 от 06.11.2018 г.