СПОСОБ РЕМОНТА ШПАЛ И КОМПЛЕКТ ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
METHOD TO REPAIR SLEEPERS AND SET OF TOOLS FOR ITS REALISATION (VERSIONS)

Изобретения относятся к железнодорожному транспорту и касаются ремонта железобетонных шпал с шурупно-дюбельным скреплением при изломе шурупа с остатком его части внутри дюбеля.
Во время эксплуатации скреплений ЖБР-65Ш на железнодорожных рельсах в момент затяжки (завинчивания) шурупа, особенно если затяжка производится бесконтрольно, сверх нормативно установленного момента затяжки (25 кгм), происходит разрушение кручения шурупа, как правило, в месте концентрации напряжения. Причем место разрушения имеет рваную неровную и, как правило, неперпендикулярную оси шурупа поверхность. Последнее обстоятельство составляет определенную трудность в процессе извлечения оставшейся в дюбеле части шурупа. Традиционно, если ломался шуруп в железобетонной шпале, меняли шпалу, что приводило к удорожанию работ (см. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, М., Транспорт, 2000).
Технический результат, на достижение которого направлены изобретения, заключается в повышении эффективности ремонта железнодорожного пути путем применения технических средств, минимизирующих затраты на его восстановление.
Технический результат в способе по первому варианту достигается тем, что снимают рельсовое скрепление, соединяют обломок шурупа с рабочим инструментом и прикладывают к нему усилие для вывинчивания обломка шурупа.
При осуществлении операций способа очищают гнездо дюбеля от грязи и влаги, смачивают обломок шурупа проникающим средством от ржавчины и после проникновения средства в резьбу высушивают его ветошью насухо, керном делают насечку в центре обломка шурупа, в центре шурупа, выполняют отверстие с последующим удалением стружки, в отверстии размещают конец рабочего инструмента и далее прикладывают к нему усилие для вывинчивания обломка шурупа.
Перед осуществлением насечки фрезеруют поверхность сломанного шурупа и очищают гнездо дюбеля и поверхность сломанного шурупа от стружки.
При использовании экстрактора смазывают отверстие машинным маслом, а экстрактор ввинчивают в просверленное отверстие до упора.
Отверстие может выполняться в два этапа: просверливают отверстие диаметром 4 мм, глубиной 30 мм, которое затем рассверливают до диаметра 8 мм.
Может быть использован трехгранный или шестигранный металлический рабочий инструмент, который забивают в отверстие диаметром 8 мм, просверленное на глубину 15-20 мм.
При другом осуществлении способа очищают гнездо дюбеля от грязи и влаги, смачивают обломок шурупа проникающим средством от ржавчины и после проникновения средства в резьбу высушивают его ветошью насухо, вставляют в гнездо рабочий инструмент в виде металлической трубки до упора в обломок шурупа, осуществляют приварку шурупа к трубке с ее внутренней стороны и после схватывания металла выворачивают остаток шурупа, при этом используют трубку с диаметром 15-20 мм и толщиной стенки не менее 2-х мм.
Технический результат в способе по второму варианту достигается тем, что снимают рельсовое скрепление, производят бурение шпалы в месте, где установлен дюбель с обломанным шурупом, вынимают высверленную часть бетона с полимерным дюбелем и остатком шурупа, наносят на стенку полученного отверстия клей с последующим размещением в нем дюбеля или размещают в отверстии двухкомпонентный клей с последующим вворачиванием дюбеля в отверстие и осуществляют выдержку перед сборкой рельсового скрепления.
При осуществлении способа используют установку алмазного бурения, переносную или закрепленную на установленной на рельсах тележке.
Возможно сопряжение пробуренного отверстия с горловиной, в которой размещают двухкомпонентный клей с последующим размещением дюбеля с ввернутым в него ложным шурупом, при этом дюбель вращают с одновременным погружением его в отверстие.
Технический результат при использовании первого варианта комплекта инструментов для ремонта шпал достигается тем, что он содержит дрель, по крайней мере, одно сверло по металлу и, по крайней мере, один экстрактор и/или стержень с рабочими гранями, приспособление для отвинчивания.
Комплект может дополнительно содержать средство от ржавчины, машинное масло, ветошь, керн и молоток.
Приспособление для отвинчивания выполняется в виде накидного или рожкового ключа.
Могут быть использованы сверла по металлу с диаметром 4, 8 и/или 10 мм.
Комплект может быть снабжен насадкой-удлинителем, направляющей втулкой для керна, фрезой, штангенциркулем, средством для удаления стружки в виде магнита или намагниченная отвертки, а в качестве средства от ржавчины может быть использован «жидкий ключ» или керосин.
Технический результат при использовании второго варианта комплекта инструментов для ремонта шпал достигается тем, что он содержит привариваемый к обломку шурупа рабочий инструмент и приспособление для отвинчивания.
Рабочий инструмент может быть выполнен в виде трубки диаметром 15-20 мм и толщиной стенки не менее 2-х мм.
Комплект по второму варианту может дополнительно содержать средство от ржавчины, машинное масло, ветошь.
Технический результат при использовании третьего варианта комплекта инструментов для ремонта шпал достигается тем, что он содержит установку алмазного бурения, клей, например, двухкомпонентный и дюбель и дополнительно может содержать ложный шуруп, направляющую горловину, уплотняющее кольцо.
Основным методом ремонта железобетонных шпал является вывинчивание обломка шурупа из дюбеля и завинчивание нового.
1. Извлечение обломка шурупа из дюбеля при помощи экстрактора при использовании полного цикла операций:
1.1 снять рельсовое скрепление;
1.2 очистить гнездо дюбеля от грязи и влаги;
1.3 смочить обломок шурупа проникающим средством от ржавчины «жидкий ключ» или керосином и дать время для проникновения в резьбу (примерно 20 минут), после чего высушить ветошью насухо;
1.4 зафрезеровать поверхность сломанного шурупа, чтобы она стала ровной;
1.5 очистить гнездо дюбеля и поверхность сломанного шурупа от стружки;
1.6 с помощью направляющих втулок керном сделать насечку в центре обломка шурупа (длина керна 120 мм);
1.7 в центре шурупа просверлить отверстие диаметром 4 мм, глубиной 30 мм (стружку от сверления удаляют с помощью магнита);
1.8 рассверлить центр обломанного шурупа сверлом диаметром 8 мм (рассверловка делается для того, чтобы можно было ввинтить экстрактор определенного номера в данное отверстие);
1.9 смазать отверстие машинным маслом;
1.10 подобрать экстрактор для данного отверстия (в нашем случае это будет экстрактор №5 с правой резьбой М 14-18), ввинтить его в просверленное отверстие до упора и далее приложить усилие для вывинчивания обломка шурупа.
При осуществлении способа могут быть использованы следующие инструменты: переносная электростанция (ЖЭС), дрель, сверла по металлу диаметром 4 мм и 8 мм, набор экстракторов, насадка-удлинитель к ним, ключ накидной или рожковый, магнит, средство от ржавчины «жидкий ключ» или керосин, машинное масло, ветошь, керн, молоток.
2. Извлечение обломка шурупа из дюбеля при помощи трехгранного или шестигранного металлического инструмента при использовании полного цикла операций:
П.2.1.-2.6. аналогичны 1.1.-1.6;
2.7 высверлить отверстие в центре шурупа диаметром 8 мм на глубину 15-20 мм;
2.8 в отверстие забить трехгранный или шестигранный металлический инструмент;
2.9 ключом вручную вывинтить обломок шурупа.
При осуществлении способа могут быть использованы следующие инструменты: переносная электростанция (ЖЭС), дрель, набор сверл по металлу (от 4-х мм до 10-ти мм), трехгранный или шестигранный металлический инструмент для выкручивания обломков шурупов, ключ к металлическому инструменту, магнит, керн, ветошь, молоток, средство от ржавчины «жидкий ключ» или керосин.
Испытания показали, что вывинчивание обломка шурупа из дюбеля представляет собой выполнимую, но относительно трудоемкую операцию. Однако технико-экономические проработки этого способа ремонта железобетонных шпал показывают его эффективность.
Трехгранный или шестигранный металлический инструмент также можно применить для вывинчивания поврежденного дюбеля (даже, если этот дюбель имеет ребра между витками внешней резьбы).
Успешное извлечение обломка шурупа наиболее вероятно, если оно производится непосредственно после излома. Если такой возможности нет, то освободившуюся от верхней части шурупа полость пластмассового дюбеля необходимо заблокировать (например, ветошью).
В начале процесса извлечения обломка шурупа необходимо удалить из освободившейся полости дюбеля с помощью ветоши и отвертки (лучше сжатым воздухом) мелкие фракции щебня, песок, пыль и другие инородные предметы, а также всю влагу (воду), в ней скопившуюся.
Далее необходимо обработать (заменить) эту полость проникающей жидкостью типа аэрозолей WD-40; "Жидкий ключ" или керосином дать время выдержки по времени 1-2 часа для проникновения вышеуказанной жидкости в резьбу. В случае давно оборванных шурупов эта выдержка может быть увеличена до 24 часов. После этого в верхнюю часть дюбеля вставляется по скользящей посадке кондуктор-втулка с отверстием, равным диаметру концевой фрезы и керна (достаточно ⌀12 мм). Далее через отверстие кондуктора концевой фрезой, зажатой в патрон электрической дрели, обрабатывается поверхность разрыва шурупа до достижения перпендикулярности его оси равной поверхности. При этом необходимо иметь два или три кондуктора с наружными диаметрами, отличающимися друг от друга, ввиду того, что верхняя часть дюбеля может иметь различный внутренний диаметр по причине износа и еще потому, что кондуктор играет центрирующую роль для концевой фрезы и сверл, которыми в дальнейшем придется работать.
Надо отметить, что фрезерование, как и дальнейшее сверление, должно производиться на минимальных оборотах электрической дрели, а также при минимальном давлении на нее, не допуская перегрева остатка шурупа более 40-45°С, во избежание его залипания в полимерном дюбеле, и в несколько приемов с короткими паузами, в которые производятся извлечения металлической стружки магнитом или намагниченной отверткой и визуальный контроль. Удаление стружки производится при извлеченном кондукторе. После получения, в результате фрезерования, необходимой перпендикулярной оси шурупа поверхности производится ее кернение по центру с помощью молотка и керна, имеющего диаметр 12 мм, равный диаметру отверстия первого кондуктора.
Далее в первый кондуктор вставляется второй по скользящей посадке, диаметр отверстия в котором равен 5 мм и через него по принципам предыдущего фрезерования производится сверление остатка шурупа сверлом диаметром 5 мм зажатьем в патрон электрической дрели на глубину 28÷30 мм, что периодически контролируется глубомером штангенциркуля. После первого сверления с помощью набора сверл и соответствующих кондукторов производится рассверливание отверстия в остатке шурупа по тем же принципам, что и предыдущие операции, до образования двух- или трехступенчатого отверстия, в зависимости от выбранного экстрактора. Для экстрактора под резьбу М14÷M18 отверстие первой ступени должно быть ⌀8 мм до глубины первого сверления 28-30 мм, а отверстие второй ступени ⌀9 мм на глубину 7-8 мм. По окончании сверления из освободившейся полости дюбеля удаляются кондукторы и металлическая стружка.
После чего в полученное отверстие вставляется экстрактор и тремя-четырьмя резкими ударами молотка заклинивается там, и с помощью воротка левым вращением производится выкручивание обломка шурупа из дюбеля.
Если после приложенных усилий (не увеличивая момента выкручивания с помощью трубок удлиняющих рукоятки воротка) выкручивание не происходит, то необходимо снова заменить в свободную верхнюю часть дюбеля проникающую жидкость и дать выдержку по времени исходя из конкретных условий.
Далее следует произвести повторную попытку выкручивания тем же экстрактором. Если и эта попытка не приведет к необходимому результату, следует перейти к следующему экстрактору под резьбу M18÷М22, предварительно произведя соответствующую подготовку отверстия в остатке шурупа с помощью соответствующего набора сверл. И воротком большего размера левым вращением произвести выкручивание обломка шурупа.
В случаях давно оборванных шурупов и достаточно большой выдержке с проникающей жидкостью повторное применение первого экстрактора можно исключить.
При определенных обстоятельствах извлечение обломка шурупа из пластмассового дюбеля возможно со стороны подошвы железобетонной шпалы. Порядок извлечения в данном случае аналогичен вышеописанному, но при наличии в нижнем торце шурупа лунки операцию фрезерования можно исключить и вывертывание производиться в сторону подошвы железобетонной шпалы.
3. Извлечение обломка шурупа из дюбеля с помощью приваренной металлической трубки:
3.1 снять рельсовое скрепление;
3.2 очистить гнездо дюбеля от грязи и влаги;
3.3 вставить в гнездо металлическую трубку (диаметром 15-20 мм, толщиной не менее 2-х мм), имеющую в верхней части гайку (М 20 мм) до упора в обломок шурупа;
3.4 произвести приварку шурупа с внутренней стороны трубки;
3.5 через пару минут, после схватывания металла, медленно пробуют ключом вывернуть остаток шурупа.
Вывернув обломок шурупа, ставят все элементы скрепления на место и закручивают новый шуруп.
4. Извлечение обломка шурупа при помощи специальной машины (например, DD200 фирмы HILTI) путем бурения в железобетонной шпале.
При разрушении в шпале Ш3-Д дюбеля или при обломе шурупа и невозможности его извлечения технология ремонта бетонных шпал Ш3-Д заключается в высверливании дефектного узла корончатым алмазным сверлом с последующей установкой в образовавшееся отверстие нового дюбеля с применением двухкомпонентных быстрозастывающих составов на минеральной или полимерной основе.
4.1. Установить станок в станину.
4.2. Станину закрепить на специальную изолированную железнодорожную тележку съемного типа четырьмя зажимами.
4.3. Подобрать алмазную коронку диаметром 35 - 40 мм (коронку можно подобрать как для сухого бурения, так и для мокрого).
4.4. Железнодорожную тележку подкатить и установить над шпалой с обломанным шурупом.
4.5. Зафиксировать тележку на обоих рельсах в неподвижное состояние.
4.6. Произвести бурение шпалы в месте, где установлен дюбель с обломанным шурупом.
Работы проводятся по одной стороне шпал с внутренней и внешней стороны рельса. После окончания бурения отверстий по одной стороне шпал ослабить фиксаторы железнодорожной тележки и переставить ее станком к другому рельсу для работы по второй стороне шпал. Перестановку ж.д. тележки осуществляют два человека.
4.7. Вынуть высверленную часть бетона с полимерным дюбелем и остатком шурупа.
4.8. Тщательно очистить отверстие в шпале от стружки и бетонной пыли
4.9. Вставить направляющее горло в пробуренное отверстие в шпале.
4.10. Надеть на ложный болт (шуруп) уплотнительное кольцо (ложный шуруп имеет всего два витка резьбы) и ввинтить его в дюбель.
4.11. Опустить в направляющее горло мешочек с двухкомпонентным клеем.
4.12. Дюбель с ложным болтом вставить в направляющее горло и завинтить его до уплотнительного кольца.
4.13. При вращении шурупа дюбель, соприкасаясь с клеем, смешивает его. По мере погружения дюбеля в направляющее горло клей поднимается по спирали и заполняет все отверстие до уплотнительного кольца.
4.15. Отложить работу на несколько часов, давая клею затвердеть, после чего снять ложный болт (шуруп) и направляющее горло.
4.16. Собрать скрепление и закрутить типовой болт (шуруп).
В случае использования упрощенного варианта способа клей непосредственно наносят на стенку полученного отверстия с последующим размещением в нем дюбеля.
Подобные ремонты можно проводить для шпал всех типов, устанавливая полимерный дюбель и используя вместо закладного болта шуруп ЦП-54.
Применение быстротвердеющих составов позволяет проводить ремонт шпал как в условиях базы, так и в пути, используя для этого небольшие «окна».