УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВКИ ГОЛОВКИ РЕЛЬСА
RAIL HEAD GRINDING DEVICE

Изобретение относится к устройствам для шлифования головки рельсов перед укладкой их на железнодорожный путь для устранения неровностей, в том числе в зоне сварных стыков.
Известен способ и устройство для удаления припуска на шлифование с металлической заготовки, в котором для удаления припуска с поверхности обрабатываемого металлического изделия, например, в местах сварных соединений рельсов железнодорожного пути применяют установку, содержащую вращающийся шлифовальный круг со встроенным контактирующим элементом и датчиком электрического контакта между указанным элементом и обрабатываемым изделием в местах припусков и, что необязательно, в местах, примыкающих к этим припускам, в качестве контрольной поверхности R. Контактирующий элемент, содержащий электрический проводник в изоляторной оболочке, устанавливают параллельно оси вращения шлифовального круга (WO, патент на изобретение №980164 A1, кл. E01B 31/17, опубл. в 1998 г.).
Недостатками способа и устройства для шлифования являются:
- наличие направляющей балки для установки, содержащей шлифовальный круг не обеспечивает шлифовку рельса с большой протяженностью неровностей и установку нескольких шлифовальных кругов;
- отсутствует возможность измерения профиля всей поверхности головки рельса.
Известно устройство для шлифовки стыков рельса, содержащее раму с установленными на ней захватами и прижимами, гидроцилиндры, штоки которых соединены с направляющей, снабженной кареткой с абразивным кругом, взаимодействующим с приводом, а также датчик контроля глубины врезания абразивного круга (датчик касания), на раме установлены с возможностью поворота на 180° планшайбы, на которых закреплены штоки гидроцилиндров, при этом планшайбы жестко связаны между собой балками, а захваты установлены попарно друг против друга в зоне обработки рельса с возможностью сдвижения и зажима подошвы рельса за торцы; датчик контроля глубины врезания абразивного круга расположен в зоне шлифовки стыка рельса (RU, патент на изобретение №2272091, кл. E01B 31/17, опубл. в 2006 г.).
Недостатками устройства для шлифовки стыков рельса являются:
- наличие связанных между собой двух поворотных планшайб и направляющей с кареткой усложняет устройство, снижает жесткость конструкции, точность и чистоту обработки;
- установка каретки на направляющей не обеспечивает обработку неровностей на большой длине рельса и ограничивает технические возможности устройства;
- наличие одной каретки с абразивным кругом снижает производительность и эффективность устройства.
Известен шлифовальной станок для шлифования железнодорожных рельсов, принятый в качестве прототипа, оснащенный копировальной рамой (рамой), которая выполнена с возможностью обкатки рельса при помощи копирующих роликов, имеет шлифовальный орган, выполненный с возможностью перемещения относительно рельса, и расположена на раме агрегата с обкатывающими рельс направляющими роликами с возможностью поворота вокруг поворотной оси, проходящей в продольном направлении рельса, а также оснащенный приводным двигателем, установленным на раме агрегата и соединенным с шлифовальным органом через передачу для передачи мощности, приводной двигатель установлен на вертикальной направляющей, соединенной с рамой агрегата, с возможностью перемещения по высоте; приводной двигатель соединен с копировальной рамой при помощи штанги, которая установлена на копировальной раме с возможностью вращения вокруг оси вращения, проходящей параллельно поворотной оси (RU, патент на изобретение №2245955, кл. E01B 31/17, опубл. в 2002 г.).
Недостатками шлифовального станка являются:
- наличие двух рам - рамы агрегата и рамы копировальной, опирающихся посредством роликов на головку обрабатываемого рельса, и установка двигателя привода на раме для агрегата с соединением его с рамой копировальной не дает возможности установки дополнительных шлифовальных органов, усложняет конструкцию, снижает эффективность, сужает технические возможности и производительность шлифовального станка;
- установка копировальной рамы на раме агрегата посредством осей с направляющими роликами снижает точность и чистоту обработки рельсов.
Техническим результатом изобретения являются упрощение конструкции, повышение точности и чистоты обработки рельсов, расширение технических возможностей и повышение производительности и эффективности устройства.
Устройство для шлифовки головки рельса содержит основание, раму с роликовыми опорами с осями, установленными на направляющих рельсах, закрепленных на основании, как минимум одна из осей оснащена приводом с датчиком перемещения рамы вдоль оси головки обрабатываемого рельса и измерения величины перемещения, шлифовальную головку с приводом вращения шлифовального круга, датчики определения касания шлифовального круга; шлифовальная головка установлена на круговой направляющей с возможностью поворота ее приводом с датчиком измерения угла поворота α с возможностью обработки полного профиля головки обрабатываемого рельса и выполнена с приводом осевого перемещения шлифовального круга с датчиком измерения величины его перемещения, на раме установлены датчики измерения профиля головки обрабатываемого рельса; на раме установлена дополнительная круговая направляющая и шлифовальная головка с возможностью увеличения длины шлифовки неровностей профиля головки обрабатываемого рельса.
На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид A на фиг.1 с одной круговой направляющей и на фиг.3 - c двумя круговыми направляющими.
Устройство для шлифовки головки рельса содержит основание 1 (фиг.1 и 2), раму 2 с роликовыми опорами 3 с осями 4, установленными на направляющих рельсах 5, закрепленных на основании 1, как минимум одна из осей 4 оснащена приводом 6 с датчиком 7 перемещения рамы 2 вдоль оси головки 8 обрабатываемого рельса 9 и измерения величины перемещения, шлифовальную головку 10 с приводом 11 вращения шлифовального круга 12, датчики 13 определения касания шлифовального круга 12; шлифовальная головка 10 установлена на круговой направляющей 14 с возможностью поворота ее приводом 15 с датчиком 16 измерения угла поворота α с возможностью обработки полного профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9 и выполнена с приводом 17 осевого перемещения шлифовального круга 12 с датчиком 18 измерения величины его перемещения, на раме 2 установлены датчики 19 измерения профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9; на раме 2 (фиг.3) установлена дополнительная круговая направляющая 14 и шлифовальная головка 10 с возможностью увеличения длины шлифовки неровностей профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемый рельс 9 поступает в зону обработки на длину, в зависимости от длины неровностей продольного профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9 и положения сварного стыка, которые определяют датчиками 19 измерения профиля головки 8 рельса 9, после чего рельс закрепляют на основании 1 в осевом и радиальном направлениях, при этом рама 2 должна находится в начальном положении. Приводом 6 раму 2 перемещают на длину обработки из начального положения в конечное, при этом датчиками 19 выполняют дополнительно измерение продольного и поперечного профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9 и на основе измерений определяют длину рабочего перемещения рамы 2, глубину съема металла поверхности профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9, количество проходов шлифовального круга 12 и углы α его поворота совместно со шлифовальной головкой 10, а также определяют точки начала и окончания шлифования. После чего включают привод 11 вращения шлифовального круга 12, приводом 6 перемещения рамы 2 и приводом 15 поворота шлифовальной головки 10 устанавливают шлифовальный круг 12 в точке начала шлифования и осевым перемещением от привода 17 выполняют касание его с поверхностью профиля головки 8 обрабатываемого рельса 9. Приводом 6 раму 2 перемещают в точку окончания шлифования и отводят шлифовальный круг 12 в исходное положение. Для нового прохода шлифовального круга 12 по результатам ранее проведенного дополнительного измерения его устанавливают в новое угловое положение и процесс обработки продолжают, после полной обработки головки 8 рельса 9 датчиком 19 проводят контроль обработанной поверхности. При этом управление приводом 6 перемещения рамы 2, приводом 15 поворота шлифовальной головки 10 и приводом 17 осевого перемещения шлифовального круга 12 выполняют в автоматическом режиме с управлением от компьютера. Введение круговой направляющей упрощает устройство и повышает его надежность, точность обработки и чистоту поверхности, а использование направляющих рельсов с роликовыми опорами позволяет обрабатывать длину рельса практически без ее ограничения, что расширяет технические и технологические возможности, а при установке дополнительных круговых направляющих возможно значительно повысить производительность и эффективность устройства.