ЗАГРАДИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области железнодорожного и автомобильного транспорта, а именно к устройствам заграждения переезда (УЗП), предотвращающим доступ автомобильных транспортных средств на железнодорожный переезд при приближении к нему поезда.
Известен заградительный элемент для устройства ограждения железнодорожного переезда (патент RU 2151707 C1, B61L 29/00, опубл. 27.06.2000 бюл. №18), содержащий крышку из прокатных профилей с наложенным на них сплошным листом. Заградительный элемент выполнен с возможностью правого и левого расположения. Крышка установлена на опорном основании поперек автодороги, заподлицо с ее покрытием. Опорное основание размещено на фундаменте. Крышка свободно навешена на шарниры опорного основания. Каждый из них выполнен в виде валика с надетой на него втулкой. Заградительный элемент содержит приводной вал, размещенный в подшипниковых опорах основания и закрытый сверху сплошным листом. С одной стороны приводного вала установлен съемный кронштейн крышки, а с другой стороны - съемный кронштейн противовеса, соединенный посредством тяги с шибером привода и с рычагом, на котором закреплен груз из наборных металлических пластин. Амортизатор установлен одним концом в кронштейне опорного основания, а другим концом - в поворотной втулке рычага противовеса. Он включает в себя направляющие, ползун с фрикционными накладками, соединенный со штоком.
Недостатком данного заградительного элемента являются увеличенные габаритные размеры приводного механизма, которые затрудняют его установку на переездах, где автодорога пересекает железнодорожный путь под углом. В этих случаях, выступающий в сторону железнодорожного пути рычаг противовеса с грузом попадает в габарит приближения строений, что приводит к необходимости увеличивать расстояние от крайнего рельса пути до места установки заградительного элемента. В результате возникает необходимость в переносе шлагбаумов и, как следствие, увеличивается длина переезда с перерасчетом участков приближения и переносом заградительных светофоров. Кроме того, конструкция противовеса не позволяет постоянно компенсировать вес крышки в процессе подъема. Полная компенсация веса происходит только в точке середины угла подъема, а после прохода этой точки крышка стремиться занять верхнее положение. При этом возникает опасность самопроизвольного перехода заградительного элемента в заграждающее положение во время движения по нему автотранспортного средства, особенно при аварийном нарушении связи между шибером электропривода и рычагом приводного вала крышки. Такие ситуации неоднократно происходили на переездах сети дорог РФ.
Также известно устройство заградительное (патент RU №156855 U1, B61L 29/02, опубл. 20.11.2015 бюл. №32), содержащее опорное основание, шарнирно закрепленную на нем крышку, приводной вал, один конец которого соединен с серединой крышки, другой конец - через кронштейн с шибером привода, два пружинных амортизатора, размещенные в пределах габаритов опорного основания параллельно его короткой стороне. Оба пружинных амортизатора одними концами шарнирно присоединены к одной и той же стороне опорного основания с помощью неподвижного кронштейна и расположены один над другим, а вторыми концами пружинные амортизаторы шарнирно закреплены в отверстиях дополнительного кронштейна, жестко соединенного с приводным валом, причем отверстия расположены на противоположных концах дополнительного кронштейна симметрично оси поворота приводного вала.
Недостатками данного заградительного устройства являются:
сложность и высокая стоимость изготовления пружинных амортизаторов, удерживающих крышку;
неудобство в обслуживании и ремонте;
повышенные требования к технике безопасности при ремонте и замене;
ограниченный срок службы пружин.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является заградительное устройство для ограждения железнодорожного переезда (свидетельство RU 25875 U1, B61L 29/00, опубл. 27.10.2002 бюл. №30), выбранное в качестве прототипа. Заградительное устройство содержит опорное основание рамной конструкции, на котором шарнирно закреплена крышка и установлен приводной вал, один конец которого соединен с серединой крышки соосно шарнирам, а на другом конце которого жестко закреплен кронштейн противовеса, соединенный с шибером привода. Заградительное устройство снабжено сплошным листом, приваренным к поддерживающим его поперечным и продольным балкам прокатного профиля крышки и перекрывающим внахлест по всему периметру внутренний проем опорного основания. Устройство снабжено также двухрычажным коромысло-шатунным механизмом подъема крышки, коромысло которого одним концом жестко соединено с приводным валом, а шатун шарнирно соединен с коромыслом и серединой крышки. Крышка соединена с опорным основанием при помощи подвесок, одна сторона которых жестко присоединена к крышке, а вторая либо свободно надета на приводной вал, либо соединена с кронштейном опорного основания с помощью пальца. На опорном основании укреплен регулируемый по высоте ограничитель движения противовеса. Кронштейн противовеса и коромысло закреплены на приводном валу с помощью шлицев.
Однако указанное известное заградительное устройство для ограждения железнодорожного переезда имеет следующие недостатки:
увеличенные габаритные размеры за счет выступающего в сторону железнодорожного пути рычага противовеса, направленного перпендикулярно оси поворота крышки заградительного устройства;
конструкция противовеса не позволяет постоянно компенсировать в процессе подъема крышки ее вес, что может привести к самопроизвольному переходу крышки в заграждающее состояние в момент нахождения над ней автотранспорта и нарушит безопасность движения;
в процессе подъема крышки моменты приложения сил рычагов крышки и противовеса изменяются в противоположных направлениях, то есть уменьшается момент силы от крышки на валу, но одновременно опускается рычаг с грузом и увеличивается момент силы от противовеса. При такой конструкции прототипа противовес с крышкой находятся в состоянии равновесия на середине угла подъема крышки. А в крайних положениях усилия на шибере привода одинаковы и направлены в противоположные стороны. Наличие состояния равновесия опасно, так как возможен самопроизвольный подъем крышки под движущимся над ней транспортным средством. Изменить расположение рычагов невозможно из-за того, что ось вращения находится на уровне дорожного полотна и груз нельзя опустить ниже этого уровня. Для реализации безопасного режима можно уменьшить вес груза, сместив точку равновесия в положение поднятой крышки, но при этом превышается допустимая нагрузка на привод в момент начала подъема крышки.
Технической задачей полезной модели является создание заградительного устройства с уменьшенными габаритными размерами механизма привода, что обеспечит расширение возможностей установки заградительных устройств в местах, где автодорога пересекает железнодорожный путь под углом, для обеспечения безопасности движения поездов через железнодорожные переезды сети дорог Российской Федерации.
Технический результат - повышение безопасности движения железнодорожного и автомобильного транспорта, повышение безопасности работы устройства.
Для решения технической задачи и достижения технического результата в заградительном устройстве, содержащем установленное на фундаменте опорное основание, на котором шарнирно закреплена крышка и установлен приводной вал, один конец которого при помощи рычага подъема крышки соединен с крышкой, а на другом конце которого жестко закреплен приводной рычаг, шарнирно соединенный через предохранительный механизм с шибером электропривода, противовес, рычаг которого жестко закреплен на приводном валу, согласно полезной модели, в конструкцию противовеса включено коромысло, имеющее длинное и короткое плечи и расположенное в пределах габаритов опорного основания параллельно оси поворота крышки, причем рычаг противовеса связан через соединительное звено с одним концом коромысла противовеса, шарнирно закрепленного на неподвижной опоре, установленной на опорном основании, а на другом конце коромысла расположен наборный груз.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид заградительного устройства; на фиг. 2 показан увеличенный фрагмент приводного механизма, включающий в себя механизм противовеса (вид А на фиг. 1).
Заградительное устройство (фиг. 1) содержит установленное на фундаменте 2 опорное основание 1, на котором шарнирно закреплена крышка 3 и установлен приводной вал 4, один конец которого соединен соосно шарнирам с крышкой 3 при помощи рычага подъема крышки 5. На другом конце вала 4 жестко закреплен приводной рычаг 7, шарнирно соединенный через предохранительный механизм 8 с шибером 9 электропривода 10, а также рычаг противовеса 14.
Механизм противовеса (фиг. 2), предназначенный для компенсации веса крышки 3 заградительного устройства, состоит из рычага противовеса 14, связанного через соединительное звено 15 с коромыслом 11, поворачивающемся на оси 6, закрепленной на неподвижной опоре 12, установленной на опорном основании 1. Коромысло 11 имеет длинное плечо и короткое плечо. На длинном конце коромысла 11 закреплен наборный груз 13, а другой, короткий конец через соединительное звено 15 шарнирно связан с рычагом противовеса 14 приводного вала 4. Конструкция предусматривает регулировку соотношения длин плеч коромысла 11 и веса наборного груза 13. В качестве соединительного звена 15, которое по существу является тягой, можно использовать металлический трос, закрепленный на концах коромысла 11 и рычага противовеса 14. Коромысло 11 расположено в пределах габаритов опорного основания 1 параллельно оси поворота крышки 3 заградительного устройства. Благодаря коромыслу 11 механизм противовеса не балансирует крышку 3 в точке равновесия, а постоянно компенсирует ее вес через систему рычагов при любом положении крышки, что повышает безопасность работы заградительного устройства на переезде. Такая конструкция исключает возможность самопроизвольного перехода заградительного устройства в заграждающее положение, так как позволяет настроить механизм противовеса таким образом, чтобы в процессе подъема вес крышки 3 был не полностью но, частично, скомпенсирован весом наборного груза 13. В этом случае, при аварийном нарушении связи между шибером 9 электропривода 10 и приводным рычагом 7, крышка 3 при помощи рычага подъема крышки 5 всегда вернется в нижнее положение. Одновременно обеспечивается надежная и долговечная работа приводного механизма, так как уменьшается нагрузка на шибере 9 электропривода 10 во время подъема или опускания крышки 3.
Заградительное устройство работает следующим образом.
В опущенном (исходном) состоянии шибер 9 (фиг. 1-2) электропривода 10 находится во втянутом состоянии. Крышка 3, коромысло 11 и рычаг противовеса 14 находятся в горизонтальных положениях, а приводной рычаг 7 (фиг. 1) - под углом 15° от вертикали. Вес крышки 3 полностью скомпенсирован весом груза 13 на конце коромысла 11. При этом крутящие моменты на валу от рычага подъема крышки 5 и рычага противовеса 14 максимальны, одинаковы и противоположно направлены. Для подъема крышки 3 от привода требуется минимальное усилие, так как система находится в равновесии.
После включения электропривода 10 шибер 9 выдвигается на заданную величину (150 мм) и через предохранительный механизм 8 и приводной рычаг 7 поворачивает на угол 30° приводной вал 4, который с помощью рычага подъема крышки 5 приводит крышку 3 в заградительное положение. При этом рычаг противовеса 14 через соединительное звено 15 поворачивает коромысло 11 с грузом 13, шарнирно закрепленное на неподвижной опоре 12 также на угол 30°. В процессе подъема крутящие моменты на валу от рычага подъема крышки 5 и рычага противовеса 14 одновременно уменьшаются, но не одинаково, так как в механизме противовеса поворачиваются два рычага, а у крышки - один. В результате, в поднятом (рабочем) состоянии крышка 3, коромысло 11 с наборным грузом 13 и рычаг противовеса 14 находятся под углом 30° к горизонтали. Приводной рычаг 7 также повернут на угол 30° и находится под углом 15° к вертикали в сторону, противоположную от исходного состояния. В таком положении вес крышки 3 не скомпенсирован весом груза 13 на конце коромысла 11 механизма противовеса и при нарушении связи привода с крышкой, последняя всегда опустится в нижнее положение.
Принципиальное отличие, обуславливающее преимущество заявляемой полезной модели от прототипа, заключается в том, что в процессе подъема крышки прототипа моменты приложения сил рычага подъема крышки и рычага противовеса изменяются в разные стороны (у крышки -уменьшается, а у противовеса - увеличивается). При подъеме крышки 3 заявляемой полезной модели моменты сил на валу от рычага противовеса 14, коромысла 11 с наборным грузом 13 и от крышки 3 уменьшаются одновременно, причем в процессе подъема момент от противовеса уменьшается больше из-за влияния на него косинуса угла подъема рычага противовеса 14. Таким образом, в начале подъема усилие электропривода 10 - минимальное, а в конце подъема усилие возрастает примерно до 30% от максимальной нагрузки. Это облегчает работу электропривода 10 в начале подъема и полностью исключает возможность возникновения опасной ситуации, так как крышка 3 будет всегда стремиться занять нижнее опущенное положение.
В конструкции предлагаемого заградительного устройства противовес расположен в пределах габаритов опорного основания, обеспечивая безопасность работы устройства и повышение безопасности движения железнодорожного и автомобильного транспорта.