Устройство для одиночной замены шпал

Полезная модель относится к средствам механизации, используемых на железнодорожном транспорте, для одиночной замены шпал при текущем содержании и ремонтах пути.
Известен способ замены шпал, включающий удаление балласта с торца негодной шпалы, противоугонов, костылей, подкладок и прокладок, после установки новой шпалы укладку прокладок и подкладок, забивку костылей и засыпку шпального ящика, при этом закрепляют на рельсе с помощью фиксаторов устройство для замены шпал, вытягивают из барабанов стропы, заводят их под рельсы вдоль по обе стороны негодной шпалы, соединяют между собой в торце шпалы, накручивают стропы на барабаны, вытаскивают негодную шпалу, затем переставляют устройство для замены шпал на внутреннюю сторону рельса, закрепляют его с помощью фиксаторов над местом, где будет уложена новая шпала, вытягивают стропы из барабанов, заводят их под рельс и устанавливают по обе стороны вдоль новой шпалы, соединяют между собой в торце шпалы, накручивают стропы на барабаны, устанавливают новую шпалу на место, убирают устройство для замены шпалы (см. патент РФ на изобретение №2377356, МПК E01B 29/13, B66D 1/00, опубл. 27.12.2009, Бюл. №36).
Устройство для реализации данного способа содержит корпус с фиксаторами, два барабана, посаженных на вал на расстоянии друг от друга ширины шпалы, стропы, навитые на барабаны, храповой механизм с рукояткой, установленный с одной стороны.
Существенным недостатком данного устройства является наличие фиксаторов, без которых работа устройства невозможна, это приводит к увеличению времени подготовительных работ. Закрепление устройства на рельс производится к его подошве, следовательно, необходимо производить полное удаление балласта из шпального ящика, так как мелкие фракции балласта, захватываемые стропами, протягиваются через направляющие, разрушают последние. Кроме того, данное устройство также не позволяет производить выведение шпалы из-под подошвы рельса полностью. Это особенно важно, так как в этот момент происходит ее заклинивание под подошвой рельса, и требуются дополнительные усилия для извлечения шпалы.
Известно устройство для одиночной замены шпал, содержащее корпус с фиксаторами, два барабана, посаженных на вал, закрепленный в корпусе, стропы, навитые на барабаны, храповой механизм с рукояткой, установленный с одной стороны, при этом корпус выполнен в виде рамы, верхняя часть которого выполнена в форме крюка, с возможностью охвата головки рельса и опирания нижней частью на боковое ребро его подошвы, фиксаторы закреплены на криволинейном участке с возможностью упора под головку рельса с противоположной стороны относительно размещения барабанов и храпового механизма, а стропы, навитые на барабаны, протянуты через направляющие, выполненные в виде роликов с ребордами, закрепленных в нижней части корпуса ниже барабанов (см. патент РФ на изобретение №2739476, МПК Е01В 29/10, МПК Е01В 29/10, опубл. 24.12.2020, Бюл. №36).
Недостатком данного устройства является использование ручного труда, что снижает производительность труда это особенно заметно при большом объеме работ на участке пути. Так при выполнении работ каждая последующая шпала заменяется за больший промежуток времени, что трудно поддается учету при планировании объема производства работ.
Техническая задача заявляемого решения состоит в снижении объема физического труда рабочих при производстве работ по одиночной замене шпалы, повышении производительности труда, сокращении времени производства работ, увеличении удобства эксплуатации, повышении механизации, а, следовательно, увеличении качества работ при снижении их трудоемкости.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для одиночной замены шпал, содержащем корпус с фиксаторами, два барабана, посаженных на вал, закрепленный в корпусе, стропы, навитые на барабаны, храповой механизм с рукояткой, установленный с одной стороны, корпус в виде рамы, верхняя часть которого выполнена в форме крюка, с возможностью охвата головки рельса и опирания нижней частью на боковое ребро его подошвы, фиксаторы закреплены на криволинейном участке с возможностью упора под головку рельса с противоположной стороны относительно размещения барабанов и храпового механизма, стропы, навитые на барабаны, протянуты через направляющие, выполненные в виде роликов с ребордами, закрепленных в нижней части корпуса ниже барабанов, привод храпового механизма выполнен в виде кинематически связанного с ним автономного двигателя, закрепленного на раме посредством быстроразъемного соединения.
На чертежах представлена принципиальная схема устройства. На фиг. 1 показано рабочее положение устройства в поперечном направлении рельса; на фиг. 2 показано рабочее положение устройства со стороны вытягивания негодной шпалы.
Устройство для одиночной замены шпал содержит корпус 1, выполненный в виде рамы, верхняя часть которой выполнена в форме крюка с фиксаторами 2, с возможностью охвата головки рельса 3 и опирания нижней частью на боковое ребро его подошвы, барабаны 4 и храповой механизм 5, жестко смонтированный на валу 6, направляющие 7, размещенные ниже барабанов 4, выполненные в виде роликов с ребордами, закрепленных на осях в нижней части рамы корпуса 1 ниже уровня подошвы рельса 3. На барабанах 4 навиты стропы 8, пропущенные через направляющие 7. Фиксаторы 2 упираются под головку рельса 3 с противоположной стороны относительно размещения барабанов 4 и храпового механизма 5. Барабаны 4 посажены на вал так, что обеспечивается их синхронное вращение и располагаются друг от друга на расстоянии более ширины шпалы, при этом один из барабанов 4 совмещен с храповым механизмом 5. На корпусе 1 посредством быстроразъемного соединения 9 закреплен автономный двигатель 10, кинематически связанный с храповым механизмом 5. Связь представляет собой закрепленный на валу двигателя ведущий элемент 11, соединенный гибким элементом 12 с храповым механизмом 5, выполняющим роль ведомого элемента. Связь может быть выполнена, например, в виде клиноременной, или цепной передачи и т.п.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Настоящее оборудование представляет переносной комплект. При прибытии к месту производства работ элементы комплекта переносного оборудования должны быть соединены в единое устройство. К раме 1 посредством быстроразъемного соединения 9 присоединяется двигатель 10, с закрепленным на его валу ведущим элементом 11 (например, ведущая звездочка или ведущий шкив, в зависимости от вида кинематической связи). Одновременно монтируется гибкий элемент 12, объединяющий ведущий элемент 11 и храповой механизм 5, который жестко смонтирован на валу 6. В процессе монтажа двигателя 10 производится натяжение гибкого элемента 12 для приведения его в рабочее состояние, исключающее проскальзывание в зацеплении. Производится проверка источника питания двигателя 10. Должна обеспечиваться его стабильная работа во всем цикле производства работ по одиночной замене шпал 13. Устройство готово к работе.
Перед началом работ по одиночной замене шпал производится очистка торца негодной шпалы 13 от балласта, с самой шпалы должны быть сняты все элементы крепления рельса 3 к шпале 13, такие как, например, костыли, подкладки, прокладки, противоугоны и т.д.
Устройство устанавливают на рельс 3 так, чтобы его верхняя криволинейная часть корпуса 1 зацепилась за головку его фиксаторами 2, а нижняя прямая оперлась на боковое ребро подошвы рельса 3. При этом устройство должно размещаться на внешней стороне рельса 3 со стороны, куда будет выниматься негодная шпала 13. Храповой механизм 5 переводится в нерабочее положение, при этом барабаны 4 и стропы 8 высвобождаются. Затем стропы 8 заводятся под подошву рельса 3 и протягиваются вдоль шпалы 13 и соединяются быстроразъемным механизмом (не показан) на ее торце. Далее нужно проконтролировать стропы 8, они должны в рабочем положении быть заведены в барабан 4 через ролики направляющих 7. Храповой механизм 5 переводятся в рабочее положение. После этого включается двигатель, передавая крутящий момент от вала двигателя посредством гибкого элемента 12 от ведущего элемента 11 к храповому механизму 5 (ведомому элементу), при этом барабаны 4 приводятся в движение. Стропы 8 натягиваются, а при продолжении воздействия наматываются на барабаны 4, при этом храповой механизм 5, помимо двигателя 10, обеспечивает натяжение строп 8. Двигатель 10 обеспечивает постоянную скорость перемещения шпалы 13. Натяжение строп 8 передается на раму корпуса 1, в результате чего нижняя прямая его часть прижимается к боковому ребру подошвы рельса 3, и фиксируется на его головке. После того как стропы 8 полностью выбраны, шпала 13 полностью выходит из-под подошвы рельса 3. Если равновесие шпалы 13 не обеспечивается, то шпала может, потеряв опору о рельс 3, вывернуться, при этом высвободившийся конец шпалы 13 может ударить по корпусу 1 устройства. Удар приведет к тому, что фиксаторы 2 отпустят головку рельса 3, и устройство просто выйдет из зацепления. Работоспособность устройства сохранится. Двигатель 10 выключается, при этом останавливается вращение барабанов 4. Стропы 8 высвобождаются из зацепления со шпалой 13, и устройство снимается с рельса 3.
Производится очистка шпального ящика с заменой балласта, после чего выполняются работы по установке новой шпалы. Производится повторная установка устройства на рельс.
Устройство устанавливают на рельс 3 так, чтобы его верхняя часть корпуса 1 зацепилась за головку фиксаторами 2. При этом устройство должно размещаться на внутренней стороне рельса 3 со стороны, откуда будет вталкиваться новая шпала 13. Устройство устанавливают на рельс 3 так, чтобы его верхняя криволинейная часть корпуса 1 зацепилась за головку его фиксаторами 2, а нижняя прямая оперлась на боковое ребро подошвы рельса 3. Храповой механизм 5 переводится в нерабочее положение, при этом барабаны 4 и стропы 8 высвобождаются. Затем стропы 8 заводятся под подошву рельса 3 и протягиваются вдоль шпалы 13 и соединяются быстроразъемным механизмом (не показан) на ее дальнем торце. Далее нужно проконтролировать стропы 8, они должны в рабочем положении быть заведены в барабан 4 через ролики направляющих 7. Храповой механизм 5 переводятся в рабочее положение. После этого включается двигатель, передавая крутящий момент от вала двигателя посредством гибкого элемента 12 от ведущего элемента 11 к храповому механизму 5 (ведомому элементу), барабаны 4 приводятся в движение. Стропы 8 наматываются на барабаны 4 и после того как шпала 13 заняла проектное положение, двигатель отключается и храповой механизм 5 переводится в нерабочее положение.
Предлагаемое техническое решение позволяет снизить объем физического труда рабочих, повысить его производительность, сократить время производства работ в целом и на замену одной шпалы в отдельности, увеличить удобство эксплуатации устройства, повысить механизацию производства работ максимально исключив из процесса перемещения заменяемой шпалы физический труд путевых рабочих, а, следовательно, увеличить качество работ при снижении их трудоемкости.
Кроме того, настоящее оборудование представляет переносной комплект, так называемый, рюкзачный вариант общим весом менее 14 кг, который может в разделенном виде (рама, двигатель с ведущим элементом, внешний источник питания, гибкий соединительный элемент и др.) легко переносится путевыми рабочими в специальных ранцах без использования вспомогательных механизмов, таких как, например, «однорельсовая тележка».