РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С КУЗОВОМ И ХОДОВЫМИ ЧАСТЯМИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ МАШИНЫ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
RAIL VEHICLE WITH BODY AND RUNNING GEAR DESIGNED TO ACCOMMODATE MACHINE FOR PROCESSING TRACK RAILS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к рельсовому транспортному средству с кузовом и ходовыми частями, предназначенному для размещения машины для механической обработки рельсов железнодорожного пути.
Уровень техники
2
Растущие требования к верхнему строению рельсовых путей в отношении повышения участковой скорости и грузонапряженности грузового сообщения обусловили применение высокопрочных рельсовых сталей с пределом прочности при растяжении до 1500 Н/мм. Считается, что такие материалы для рельсов весьма трудно поддаются обработке резанием. Одновременно по экономическим соображениям необходимо подвергать рельсы, профиль головки или поверхность которых обнаруживают признаки износа, планово-предупредительному ремонту, чтобы эти дефекты не стали причиной серьезных повреждений, способных сократить предусмотренный срок эксплуатации рельса. Для такого вида ремонта или профилактики рельсов многие годы используется способ мобильного рельсошлифования, а примерно десять лет и фрезерования рельсов. При этом рельсы не демонтируют, а оставляют на балластной постели и во время перерывов в движении повторно профилируют передвижной обрабатывающей машиной с устранением дефектов поверхности. Технологии шлифования и фрезерования имеют специфические достоинства и недостатки (например, в отношении искрения, степени съема материала или рабочих скоростей). Поэтому перешли к технологиям, при которых процессы шлифования и фрезерования комбинируются друг с другом или выполняются последовательно один за другим.
Поскольку именно при фрезеровании рельсов достигается больший съем материала и, следовательно, более высокая скорость обработки (т.е. большая обработанная длина рельса в единицу времени), особое значение имеет то, чтобы при использовании технологии механической обработки в зоне обработки не возникали мешающие факторы.
Из уровня техники, представленного публикацией DE 3222208 А1, известно рельсовое транспортное средство с устройством для фрезерной обработки рельсов, имеющее неразъемную раму шасси, опирающуюся на ходовые части (тележки), на нижней стороне которой в свободном пространстве между ходовыми частями размещены фрезерные агрегаты для обработки рельсов, по которым движется транспортное средство (см. фиг. 1 в публикации DE 3222208 А1). Каждый фрезерный агрегат закреплен на балке, которая в горизонтальной плоскости шарнирной цапфой и поворотной балкой соединена с фланцем, выступающим из рамы шасси вниз в направлении рельса. По вертикали фрезерный агрегат перемещается посредством подъемного цилиндра, прифланцованного к раме шасси. Таким образом, каждый фрезерный агрегат подвешен к нижней, обращенной к рельсам, стороне рамы шасси и может подаваться подъемным цилиндром к обрабатываемому рельсу.
Поскольку раму шасси рельсового транспортного средства в интересах безопасности в отношении схода с рельсов нельзя выполнять абсолютно жесткой на кручение, возникающие в такой конструкции кручения при практическом использовании описанной в заявке машины (например, при прохождении очень крутых поворотов) передаются также на фрезерные агрегаты и могут быть причиной отклонений от геометрических размеров и других ошибок при обработке рельсов.
Аналогичным образом, в публикации ЕР 668398 А1 раскрыто рельсовое транспортное средство для фрезерной обработки рельсов, которое также имеет неразрезную раму шасси, выполненную как единое целое. Фрезерные агрегаты и в этом случае подвешены к нижней стороне рамы шасси, обращенной к рельсам, и перемещаются посредством лебедок или домкратов. Недостатком этой машины является то, что кручения, возникающие в раме шасси (например, во время прохождения крутых поворотов), и в этом случае передаются на фрезерные агрегаты и могут быть причиной отклонений от геометрических размеров и других ошибок при обработке рельсов.
Наконец, в публикации ЕР 0952255 А1 описано рельсовое транспортное средство, оборудованное устройством для фрезерной обработки рельсов, по которым движется фрезерный поезд, однако в этом случае фрезерный агрегат подвешен не к нижней стороне рамы шасси. Вместо этого ось вращения каждой фрезерной головки располагается на определенной высоте над верхней поверхностью рамы с противоположной рельсам стороны. Своим кожухом, удлиненным во внутреннее пространство поезда, каждая фрезерная головка закрепляется на первом суппорте, который может перемещаться по вертикальным направляющим второго суппорта. Этот второй суппорт, в свою очередь, установлен в горизонтальных направляющих, закрепленных на верхней, противоположной рельсам, стороне рамы тележки. Таким образом, при взгляде из внутреннего пространства транспортного средства оси вращения фрезерных головок располагаются в направляющих крестового суппорта на полу транспортного средства, образованном рамой тележки. Однако в такой конструкции кручения, возникающие при движении поезда, также передаются на фрезерные агрегаты и могут вызывать отклонения от геометрических размеров при обработке рельсов или делать необходимым внесение поправок. Кроме того, при обусловленном таким расположением фрезерных агрегатов смещении по высоте между осью вращения и обрабатываемым рельсом необходимо либо использовать фрезерные головки очень большого диаметра (тогда оси вращения фрезерной головки и опоры совпадут), либо предусматривать средства механического перекрытия разности высот между осями вращения фрезерной головки и опорой, что также повлечет за собой увеличение зазора и повышение износа.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения была положена задача предложить рельсовое транспортное средство с кузовом и ходовыми частями (тележками), предназначенное для размещения машины для механической обработки рельсов железнодорожного пути, в котором была бы обеспечена возможность такого крепления обрабатывающих машин к кузову, которое практически полностью исключало бы влияние кручений, возникающих при работе транспортного средства, на обрабатывающие машины.
Эта задача решается, в сочетании с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, за счет того, что кузов состоит из двух крайних, или внешних, в продольном направлении головных секций и по меньшей мере одной расположенной между ними промежуточной секции, причем каждая головная секция содержит раму, опирающуюся на соответствующую ходовую часть (тележку), а также множество фланцевых плоскостей, соединенных с рамой сварной конструкцией, расположенных перпендикулярно продольной оси транспортного средства и обращенных к его по меньшей мере одной промежуточной секции, а по меньшей мере одна промежуточная секция состоит из множества продольных балок, закрепленных между соответствующими друг другу фланцевыми плоскостями двух головных секций посредством разъемного соединения, воспринимающего поперечные, растягивающие и изгибающие усилия.
Это означает отход от прежнего конструкторского подхода, согласно которому специальные поезда для обработки рельсов должны иметь сплошную раму тележки, которая опирается по меньшей мере на две ходовые части и на которой закреплены обрабатывающие инструменты - в большинстве случаев с использованием дополнительных промежуточных органов регулирования и подачи. Благодаря соответствующей изобретению конструкции кузова вагона кручения, или крутильные деформации, обусловленные движением поезда, возникают в основном в элементах промежуточной секции, но не в элементах обеих головных секций. Следовательно, эти головные секции образуют зоны, свободные от кручений, и являются идеальной базой для размещения обрабатывающих инструментов, на которые не должны влиять эти кручения. С точки зрения применявшихся до настоящего времени конструктивных решений это является значительным прогрессом.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении решения разъемное соединение между продольными балками промежуточной секции и фланцевыми плоскостями головных секций выполнено посредством сопрягаемых с геометрическим замыканием призонных (посадочных) элементов и воспринимающих поперечные усилия, а также податливых (работающих на растяжение) болтов для передачи растягивающих и изгибающих нагрузок. Такие соединения податливыми болтами находятся во фланцевых плоскостях внешних и средней продольных балок.
Далее изобретение предусматривает, что по меньшей мере одна головная секция может иметь по меньшей мере одну установленную перпендикулярно оси транспортного средства опорную плиту, предназначенную для крепления инструментов для механической обработки рельсов и обращенную к промежуточной секции рельсового транспортного средства. Поскольку в рамах шасси головных секций благодаря предлагаемой в изобретении конструкции практически полностью отсутствуют кручения, они особенно подходят для размещения опорных плит, к которым крепятся обрабатывающие инструменты. Отдельные секции кузова, включая опорные плиты для крепления обрабатывающих инструментов, сначала изготавливают в виде сварной конструкции и затем устанавливают в положение, соответствующее ненапряженному состоянию. Затем опорные плиты обрабатывают резанием на большой площади и таким образом подготавливаются своего рода "фундаменты" для установки обрабатывающих инструментов. Отсутствие напряжений необходимо для того, чтобы обработка на большой площади поверхности не приводила к перекосу или короблению. Таким образом, предлагаемое в изобретении решение позволяет распространить требования, предъявляемые к металлообрабатывающему станку (жесткость станины и фундамента станка), на рельсовое транспортное средство (безопасность в отношении схода с рельсов благодаря контролируемой характеристике кручений). Поверхности контакта обрабатывающих машин с несущей конструкцией (каркасом) рельсового транспортного средства могут обрабатываться с очень хорошей чистотой; в то же время выполняются требования в отношении свободного от кручений, жесткого "фундамента" для крепления обрабатывающих инструментов.
В одном из целесообразных вариантов осуществления изобретения на опорной плите посредством крестового суппорта закреплен по меньшей мере один агрегат для фрезерования рельса железнодорожного пути. Предлагаемый в изобретении подход особенно хорошо реализуется при использовании на самоходных (или буксируемых) рельсовых фрезерных машинах. Разумеется, однако, что предлагаемое решение предусматривает установку и других инструментов, к которым предъявляется требование точного выдерживания размеров и, следовательно, в которых желательно предупреждение кручений, всегда действующих через раму тележки, опирающуюся на две ходовые части.
Другой целесообразный вариант осуществления изобретения предусматривает выполнение промежуточной секции с дополнительными частями кузова, предназначенными для размещения инструментов для механической обработки рельсов. Эти части кузова, как и продольные балки промежуточной секции, можно с использованием разъемных соединений, воспринимающих растягивающие и изгибающие нагрузки (например, податливых болтов), посредством предусмотренных для этого соединительных фланцев крепить к частям кузова, установленным на раме шасси головной секции.
Дополнительно может быть предусмотрено, что промежуточная секция имеет доступное для прохода пространство, из которого возможен доступ к инструментам для механической обработки. Отсюда оператор машины может независимо от погодных условий выполнять работы по ремонту или техническому обслуживанию агрегатов. Кроме того, находясь в этом промежуточном помещении при выполнении любых работ по осмотру или техническому обслуживанию машины во время ее работы, оператор не подвергается опасности быть задетым поездом, движущимся по встречному пути. Здесь же можно предусмотреть склад быстроизнашивающихся деталей или расходных материалов. Это промежуточное помещение целесообразно расположить между инструментальным агрегатом, смонтированным в первой головной секции, и инструментальным агрегатом, смонтированным во второй головной секции, чтобы из этого общего промежуточного помещения иметь доступ к обоим инструментальным агрегатам.
Краткое описание чертежей
Предлагаемое в изобретение решение поясняется на примере рельсофрезерного поезда с помощью прилагаемых чертежей, на которых показано:
на фиг. 1 - вид в аксонометрии предлагаемого в изобретении рельсового транспортного средства,
на фиг. 2 - вид в разрезе I-I транспортного средства, показанного на фиг. 1, в увеличенном масштабе,
на фиг. 3 - местный вид соединения промежуточной и головной секций податливыми болтами и призонными элементами,
на фиг. 4 - вид сбоку предлагаемого в изобретении рельсофрезерного поезда.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показано рельсовое транспортное средство, являющееся составной частью рельсофрезерного поезда и конструктивно рассчитанное на размещение фрезерных агрегатов. Для простоты рельсовое транспортное средство представлено на фиг. 1 без этого фрезерного оборудования; помещения, предусмотренные для размещения оборудования, пока пусты. Можно видеть, что рельсовое транспортное средство не имеет единой рамы шасси (нижней рамы), а состоит из трех секций: по одной головной секции 2, 2' на концах и промежуточная секция 3 между этими двумя головными секциями. В головной секции 2' размещена кабина или пульт 14' управления машиниста поезда и обслуживающего персонала, управляющего фрезерными агрегатами.
Собственную опирающуюся на ходовую часть 1, 1' раму 4, 4' шасси имеет только каждая из головных секций. На этой раме расположена сварная конструкция 5, 5', которая служит в качестве опорного и соединительного элемента для фланцевых плоскостей 6.1, 6.3, 6.4, обращенных к промежуточной секции. Это видно на фиг. 2, где показан вид транспортного средства, показанного на фиг. 1, в разрезе I-I. Другие фланцевые плоскости 6.2, 6.5 расположены в зоне пола. Корпус, смонтированный на раме 4 шасси, также снабжен фланцевыми плоскостями 6.6. Во фланцевых плоскостях предусмотрены отверстия под податливые болты и призонные элементы.
Кроме того, с каждой из двух рам шасси соединена опорная плита 9, представляющая собой своего рода "фундамент" для крепления фрезерного агрегата. Эта опорная плита расположена перпендикулярно продольной оси транспортного средства и обращена к промежуточной секции. Необходимые для управления фрезерным агрегатом линейные перемещения реализуются посредством крестового суппорта 11, снабженного горизонтальными и вертикальными направляющими и расположенного между опорной плитой и фрезерным агрегатом.
В отличие от головных секций промежуточная секция в основном состоит из продольных балок; на фиг. 1 в качестве примера показаны левая по направлению движения внешняя продольная балка 7.1, а также видимая часть половой продольной балки 7.2. Эти продольные балки крепятся множеством призонных элементов 8.1 и податливых болтов 8.2 к соответствующим фланцевым плоскостям головной секции: например половая продольная балка 7.2 - к фланцевой плоскости 6.2, а внешняя продольная балка 7.1 - к фланцевой плоскости 6.1. Промежуточная секция имеет также дополнительные части кузова 12, также закрепляемые посредством податливых болтов на соответствующих фланцевых плоскостях 6.6 головной секции.
Таким образом, на полностью собранном транспортном средстве, выполненном согласно изобретению, фрезерные агрегаты смонтированы на опорных плитах, установленных перпендикулярно рабочему направлению и расположенных на торцах рам шасси, обращенных к середине поезда. Обе головных секции, в свою очередь, "притянуты" друг к другу через промежуточную секцию множеством призонных и податливых болтов.
На фиг. 3 показан местный вид соединения податливыми болтами и призонными элементами. На всех фланцевых стыках имеются образованные призонными элементами соединения с геометрическим замыканием для восприятия поперечных усилий. Для передачи растягивающих и изгибающих нагрузок используются податливые болты как соединительные элементы, способные выдерживать высокие нагрузки. Эти резьбовые соединения располагаются во фланцевых плоскостях продольных балок 6.1, 6.3 рамы, средней продольной балки 6.2 и элементов 6.6 конструкции крыши.
Наконец, на фиг. 4 показан вид сбоку предлагаемого в изобретении рельсового транспортного средства как составной части рельсофрезерного поезда. Транспортное средство вычерчено на этом изображении уже с установленными фрезерными агрегатами. Во время работы (т.е. при нахождении инструментов для обработки рельсов в рабочем состоянии) транспортное средство движется в рабочем направлении 15.