МОТОВОЗ МАНЕВРОВЫЙ ТРАКТОРНЫЙ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности, к транспортным средствам на комбинированном ходу, имеющим возможность передвигаться как по автомобильным дорогам, так и железной дороге и может быть использована в качестве мотовоза маневрового тракторного (ММТ) для выполнения сложных маневровых работ и скоростного движения на железнодорожных путях промышленных предприятий, агропромышленных комплексах, морских, речных портах, выполнения тяговых работ на автомобильных дорогах.
Известен автомобиль с комбинированным ходом, содержащий пневмо-колеса и железнодорожную колесную пару, установленную на подвеске, закрепленной на раме автомобиля, оснащенной механизмом подъема и опускания колесной пары в рабочее положение, подвеска выполнена в виде стойки с амортизаторами, при этом механизм подъема и опускания колесной пары в рабочее положение представляет собой редуктор с червячной передачей, связанный с колесной парой (Патент UA №42392 U, МПК B60F 1/00, от 21.07.2008, опуб. 10.07.2009).
Однако применение в механизме подъема колесной пары червячной зубчатой передачи приводит к быстрому выходу ее из строя, что влияет на эксплуатационные характеристики автомобиля. Данное транспортное средство предназначено для мелкого ремонта пути, оно не обладает скоростными характеристиками и маневренностью из-за того, что катки колесной пары закреплены на трубчатой оси, а подвеска выполнена в виде телескопической стойки. При повышенных скоростях автомобиля может привести к изгибанию колесной пары или телескопической стойки и невозможности дальнейшего движения колесной пары по железнодорожному пути. Кроме того, применение в механизме подъема и опускания колесной пары червячной передачи существенно увеличивает время перевода транспортного средства на рельсовый путь, усложняет техническое обслуживание и ремонт данного механизма, что также ограничивает скоростные возможности, влияет на маневренность автомобиля.
Известно транспортное средство с комбинированным ходом, представляющее собой трактор, содержащий пневматические колеса и железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным стержнем, установленным в корпусе подвески комбинированного хода с возможностью возвратно-поступательного перемещения стержня, при этом корпус жестко связан с рамой транспортного средства, а корпус гидроцилиндра шарнирно связан с корпусом подвески комбинированного хода, шток гидроцилиндра шарнирно смонтирован на конце рычага, со средней частью которого шарнирно связан конец подпружиненного стержня (Патент RU №149686 U1, МПК B60F 1/00, от 24.03.2014, опуб. 20.01.2015).
Недостатком данного транспортного средства является то, что стержень и шток гидроцилиндра выполнены тонкими, что ограничивает скоростные характеристики транспортного средства и быстрому выходу их из строя при проведении маневровых работ из-за возможности из изгибания. Использование жесткого крепления корпуса с рамой транспортного средства ограничивает его скоростные характеристики и маневренность.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату, и выбранного в качестве прототипа, является транспортное средство, преобразуемое для движения по рельсам и автомобильным дорогам, содержащее пневмоколеса и железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным стержнем, установленным в корпусе амортизатора, жестко связанного с рамой транспортного средства с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока, при этом корпус гидроцилиндра шарнирно связан с корпусом элемента подвески, а шток шарнирно связан со средней частью рычага (Авт. св. SU №1248851 A1, МПК B60F 1/00, 1/04, от 22.02.1985, опуб. 07.08.1986).
Однако гидроцилиндры выполнены небольших размер, шток выполнен тонким и при переводе транспортного средства на рельсовый путь шток гидроцилиндра оказывается в максимально выдвинутом положении, в результате чего при рабочих нагрузках железнодорожной колесной пары на шток гидроцилиндра действует большой изгибающий момент, что приводит к его изгибу, заклиниванию гидроцилиндров и преждевременному выходу его из строя. Из-за того, что шток гидроцилиндра выполнен тонким, скоростные характеристики транспортного средства при движении по железнодорожному пути ограничены. Размещение гидрозамка подвески колесной пары внутри гидроцилиндра приводит к выходу из строя элементов подвески. Кроме того использование жесткой рамы транспортного средства ограничивает его маневренность.
В основу полезной модели положена задача увеличения скоростного режима мотовоза по рельсам, маневренности при проведении маневровых работ, увеличение долговечности элементов подвески.
Поставленная задача достигается тем, что мотовоз маневровый тракторный, содержащий пневмоколеса и железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра и подпружиненным штоком, установленным в корпусе демпфера, жестко связанного с рамой транспортного средства с возможностью возвратно-поступательного перемещения штока, шарнирно связанного со средней частью рычага, согласно полезной модели, подвески комбинированного хода закреплены на раме мотовоза, шарнирно-сочлененной из передней и задней полурам, при этом по бокам задней полурамы установлены гидроцилиндры для запирания полурам с возможностью движения мотовоза по рельсовому пути прямо посредством взаимодействия штоков гидроцилиндров при их выдвижении с упорами, закрепленными на передней полураме, подвеска снабжена гидрозамком, установленным на наружной стороне гидроцилиндра и соединенным трубопроводами с полостями гидроцилиндра с возможностью запирания штока гидроцилиндра в крайних его положениях, при этом диаметры штоков гидроцилиндров и демпферов и пружины демпфера увеличены не менее чем в 1,5 раза.
Выполнение подвески комбинированного хода шарнирно-сочлененной из двух полурам: передней и задней, а также закрепление по бокам задней полурамы в районе шарнирного соединения гидроцилиндров, способствует запиранию полурам посредством упирания при выдвижении штоков гидроцилиндров в упоры, закрепленных на передней полураме, что обеспечивает возможность движения мотовоза по рельсовому пути прямо, а также увеличивает скорость и маневренность проведения маневровых работ.
Снабжение подвески дополнительно гидрозамком, закрепление его на наружной стороне корпуса гидроцилиндра и соединение трубопроводами с полостями гидроцилиндра обеспечивает возможность плавного перемещения штока в корпусе гидроцилиндра под действием поступающей по трубопроводу рабочей жидкости и запирания штока гидроцилиндра в крайних его положениях, в результате чего увеличивается плавность хода при установке на рельсы колесной пары мотовоза, что способствует снижению износа элементов подвески.
Выполнение штоков гидроцилиндров и демпферов, пружины демпфера подвески комбинированного хода диаметром в пределах не менее чем в 1,5 раза (в пределах от 80 до 100 мм) обеспечивает надежность работы элементов подвески, способствует увеличению скоростного режима мотовоза до 40 км/час, позволяет быстрее проводить маневровые работы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - показан мотовоз маневровый тракторный для передвижения по автомобильным и железным дорогам, общий вид;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1, показана мотовоз с установленной на нем задней подвеской комбинированного хода, вид сзади;
на фиг. 3 - показана рама мотовоза, сочлененная из двух полурам - передней и задней, размещение по бокам задней полурамы в районе шарнирного сочленения гидроцилиндров и упоров на передней полураме, вид сбоку;
на фиг. 4 - показана рама мотовоза, сочлененная из двух полурам - передней и задней, размещение по бокам задней полурамы в районе шарнирного сочленения двух гидроцилиндров с выдвинутыми штоками, упирающимися в упоры, закрепленные на передней полураме, вид сверху;
на фиг. 5 - показана подвеска задняя комбинированного хода в сборе;
на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5, показана задняя подвеска комбинированного хода с креплениями к задней полураме, расположение гидроцилиндра и демпфера задней подвески и соединение их с колесной парой, вид сбоку;
на фиг. 7 - показана задняя подвеска комбинированного хода в рабочем положении при опущенной колесной паре на рельсы;
на фиг. 8 - показана передняя подвеска комбинированного хода в сборе;
на фиг. 9 - вид В-В на фиг. 8, показана передняя подвеска комбинированного хода, расположение гидроцилиндра и демпфера и соединение их с колесной парой, вид сбоку;
на фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг. 6, показан демпфер с креплениями к полураме и с установленной на шток пружиной, диаметр пружины и штока увеличены не менее чем в 1,5 раза, продольный разрез;
на фиг. 11 - вид Д на фиг. 6, показан гидроцилиндр с закрепленным на его внешней стороне гидрозамком, вид сбоку;
на фиг. 12 - разрез С-С на фиг. 11, показано соединение гидрозамка с полостями гидроцилиндра посредством трубопроводов, диаметр штока увеличен не менее чем в 1,5 раза;
В составе мотовоза маневрового тракторного для передвижения по автомобильным и железным дорогам входят следующие обозначения в соответствии с последовательностью его сборки.
1 - мотовоз маневровый тракторный (ММТ)
2 - пневмоколеса
3 - передняя полурама
4 - задняя полурама
5 - автосцепное устройство
6 - задняя подвеска комбинированного хода
7 - упоры на передней полураме
8 - передняя подвеска комбинированного хода
9 - гидроцилиндры на задней полураме
10 - колесная пара подвесок
11 - демпферы колесной пары
12 - гидроцилиндры колесной пары
13 - рычаг колесной пары
14 - шток демпфера
15 - шток гидроцилиндра
16 - пружина демпфера, установленная на штоке
17 - корпус демпфера
18 - стакан демпфера
19 - крышка демпфера нижняя
20 - крышка демпфера верхняя
21 - бронзовая втулка в демпфере, ограничивающие движение пружины
22 - гайка
23 - контргайка
24 - кронштейн крепления демпфера с гидроцилиндром
25 - корпус гидроцилиндра
26 - кронштейн крепления подвесок к раме мотовоза
27 - поршень гидроцилиндра
28 - букса гидроцилиндра
29 - направляющая гидроцилиндра
30 - грязесъемник
31 - гидрозамок, закрепленный на гидроцилиндре
32 - трубопровод, соединяющий гидрозамок с полостью гидроцилиндра
33 - трубопровод, соединяющий гидрозамок с полостью гидроцилиндра
34 - кронштейн крепления гидроцилиндра на демпфере
Мотовоз маневровый тракторный (ММТ) 1 с дополнительно навесным оборудованием обеспечивает движение мотовоза по железнодорожному пути колеи 1520 мм и 1435 мм, проведение маневровых работ на железнодорожном пути, гидравлический привод дополнительных рабочих органов, выполнение тяговых работ на автомобильных дорогах (комбинированный ход). Мотовоз 1 создан на базе трактора ХТЗ-150К. Мотовоз 1 содержит пневмоколеса 2 для езды по автомобильным дорогам, дополнительное навесное оборудование для эксплуатации на железнодорожных путях (фиг. 1, 2). Агрегаты и узлы мотовоза 1 собраны на шарнирно-сочлененной раме, состоящей из двух полурам: передней 3 и задней 4 (фиг. 3, 4). На задней полураме 4 смонтировано навесное оборудование: автосцепное устройство 5, на боковых балках полурамы 4 напротив упоров 7 передней полурамы 3 закреплены гидроцилиндры 9, задняя подвеска 6 комбинированного хода (фиг. 4-7). На передней полураме 3 закреплено навесное оборудование: автосцепное устройство 5 для состыковки с другим транспортным средством и проведения маневровых работ, упоры 7 закреплены на боковых балках полурамы 3 в зоне пневмоколес 2 и передняя подвеска 8 комбинированного хода (фиг. 8, 9). Гидроцилиндры 9 служат запиранием полурам 3 и 4 в положение «прямо» при движении мотовоза 1 по рельсовому пути посредством упирания штоков гидроцилиндров 9 в упоры 7 передней подвески 6. Подъем, опускание, а также работа навесного оборудования контролируется видеонаблюдением из кабины мотовоза 1 (не показано).
Комбинированный железнодорожный ход (задняя 6 и передняя 8 подвески) служит для движения мотовоза 1 по рельсовой колее с транспортными и рабочими скоростями. Задняя 6 и передняя 8 подвески комбинированного хода аналогичны по конструкции и отличаются только размерами отдельных элементов и массой. В состав каждой из подвесок 6 и 8 входит колесная пара 10, два демпфера 11, два гидроцилиндра 12. Колесная пара 10 подвижно соединена со штоками 14, 15 демпферов 11 и гидроцилиндров 12 с помощью рычагов 13. Катки колесной пары 10 имеют возможность изменения ширины колеи катков на колею 1520 мм и 1435 мм путем их сдвижки.
Демпферы 11, входящие в состав подвесок 6 и 8, служат для гашения динамических колебаний в процессе движения мотовоза 1 по рельсам и создания необходимого усилия нажатия колесной парой 10 на рельсы (фиг. 10). Шток 14 демпфера 11 с размещенной на нем пружиной 16, образуют пружинный амортизатор, размещенный в корпусе 17. Один конец пружины 16 упирается в стакан 18, а второй конец в нижнюю крышку 19. Стакан 18 передвигается в бронзовой втулке 21, запрессованной в верхней крышке 20. В верхней части штока 14 демпфера 11 выполнена резьба, на которую навинчены гайка 22 и контргайка 23 для регулировки усилий, создаваемых пружинным амортизатором. Передача динамических усилий через шток 14, гайку 22 и стакан 18 на пружину 16 осуществляется только в рабочем положении катков комбинированного хода. Шток 15 гидроцилиндра 12 и диаметр пружины 16, установленной на штоке 14 демпфера 11 усилены за счет их толщины (фиг. 10, 12). Диаметры штока 15 гидроцилиндра 12 и штока 14 демпфера 11 увеличены не менее чем в 1,5 раза и достигают в размере от 80 мм до 100 мм для проведения скоростных маневровых работ и движения мотовоза 1 по рельсовому пути со скоростью до 30 км/час. Демпфер 11 скреплен с гидроцилиндром 12 кронштейном 24. Кронштейнами 26 демпферы 11 прикреплены к полурамам 3 и 4 шарнирно-сочлененной рамы мотовоза 1 (фиг. 6, 7).
Гидроцилиндры 12 предназначены для перевода колесной пары 10 в рабочее и транспортное положение. Гидроцилиндр 12 содержит корпус 25, шток 15, поршень 27, буксу 28 (фиг. 11, 12). В буксе 28 выполнены канавки для установки направляющей 29 штока 15, грязесъемник 30. Шток 15 гидроцилиндра 12 сплошной, толщиной от 80 мм до 100 мм, движется по направляющей 29, установленной в буксе 30. Поршень 27 надет на хвостовик штока 15. Гидрозамок 31 закреплен на корпусе гидроцилиндра 12, позволяет запирать поршень 27 со штоком 15 гидроцилиндра 12 в крайних положениях. С помощью трубопроводов 32 и 33 гидрозамок 31 соединен с гидроцилиндром 12. Каждый гидроцилиндр 12 закреплен на кронштейне 34 демпфера 11 (фиг. 6).
Мотовоз маневровый тракторный работает следующим образом.
При перемещении мотовоза по автомобильным дорогам навесное оборудование находится в транспортном положении. Шток 15 гидроцилиндра 12 колесной пары 10 убран в корпус 25 гидроцилиндра и удерживает в крайнем верхнем положении через рычаг 13 шток 14 демпфера 11 и колесную пару 10. Управление мотовозом 1, позиционирование рельсовых катков на железнодорожную колею и его оборудованием выполняют из кабины, контроль за исполнительными органами осуществляют по щитку приборов в кабине, путем визуального контроля по средствам телеметрии. Для работы на железнодорожном пути мотовоз 1 пневмоколесами 2 заезжает на рельсы. Для движения по рельсовой колее с помощью гидроцилиндров 12 осуществляют перевод катков колесных пар 10 в рабочее положение. Заезд (съезд) мотовоза 1 на рельсы производят на «нулевом» месте, железнодорожном переезде или специально оборудованном участке, где проезжая часть дороги находится примерно на уровне рельсов. Мотовоз 1 движется вперед с небольшой скоростью, заезжает передними пневмоколесами 2 на рельсы. Машинист с пульта управления из кабины приводит в действие шток 15 гидроцилиндра 12 и опускает его вниз до установки катков колесных пар 10 на рельсы. Вместе со штоком 15 опускаются вниз рычаги 13, колесная пара 10 передней подвески 8 и шток 14 демпфера 11. Управление переводом катков колесной пары 10 комбинированного хода передней подвески 8 на рельсы осуществляет машинист из кабины и при этом через камеру видеонаблюдения по монитору следит, чтобы реборды катков попадали внутрь рельсовой колеи.
После постановки катков передней подвески 8 комбинированного хода на рельсы мотовоз 1 проезжает вперед и задними пневмоколесами 2 заезжает на рельсы. Поворотом руля вправо или влево выравнивают заднюю полураму 4 в нейтральное положение так, чтобы катки задней подвески 6 комбинированного хода были над рельсами. После этого опускают заднюю подвеску 6 до установки ее на рельсы, производят выравнивание катков колесных пар 10 мотовоза 1 вдоль железнодорожного пути. После постановки катков подвесок на путь (в рабочее положение) мотовоз 1 немного проезжает вперед или назад для полного выравнивания задней 4 и передней 3 полурам в нейтральное положение. Для выравнивания пневмоколес 2 в положение «прямо», фиксируют рулевой механизм и блокировку передней 3 и задней 4 полурам в среднем положении. Для фиксации шарнирно-сочлененной рамы шток гидроцилиндра 9 задней полурамы 4 выдвигают до упора 7 на передней полураме 3 и фиксируют раму в положение «прямо» для движения мотовоза 1 по рельсовому пути.
Перевод катков колесных пар 10 в рабочее положение, когда катки уже установлены на рельсах, осуществляют с помощью гидроцилиндров 12. При этом штоки 15 гидроцилиндров 12 выдвигают на величину их полного хода: 400 мм для передней 8 подвески и 305 мм для задней 6 подвески комбинированного хода до установки катков на рельсы.
Перевод катков колесной пары 10 в транспортное положение (катки колесных пар 10 подвесок подняты) осуществляют полным втягиванием штоков 15 обратно внутрь корпуса гидроцилиндров 12. При переводах катков колесной пары 10 в рабочее или транспортное положение штоки 14 демпферов 11 соответственно перемещают в нижнее или верхнее положение. При этом пружины 16 создают необходимые усилия демпфирования подвески или находятся в разгруженном состоянии.
Для перевода катков колесной пары 10 комбинированного хода в рабочее положение рабочую жидкость от насоса подают в поршневые полости гидроцилиндров 12. При подаче рабочей жидкости в одну полость (над поршнем 27) штоки 15 гидроцилиндров 12 под давлением рабочей жидкости, поступающей по трубопроводу 32 через гидрозамок 31, выдвигают и обеспечивают опускание катков подвесок 6 и 8 комбинированного хода в рабочее положение (на рельсы ж. - д. пути). При подаче рабочей жидкости в полость под поршнем 27 штоки 15 под давлением рабочей жидкости, поступающей по трубопроводу 33 через гидрозамок 31, входят в гидроцилиндры 12 и обеспечивают подъем катков подвесок 6 и 8 комбинированного хода в транспортное положение. Гидрозамок 31 запирает поршень 27 со штоком 15 гидроцилиндра 12 в крайних его положениях. Перевод катков подвесок 6 и 8 осуществляют из кабины транспортного средства. Проводят проверку надежной фиксации штоков 15 в замках гидроцилиндров 12 в рабочем положении подвески.
Перевод комбинированного хода транспортного средства с колеи 1520 мм на колею 1435 мм осуществляют путем изменения расстояния между ребордами катков колесной пары 10 путем их сдвижки и выставляют расстояние между внутренними гранями реборд катков равное 1351 мм для колеи 1435 мм. После установки на рельсы мотовоз 1 готов к работе на железнодорожном пути. Автосцепным устройством 5 мотовоз 1 стыкуют с вагоном состава, шланг сжатого воздуха соединяют с системой торможения вагонов. После транспортировки состава до места назначения производят отстыковку вагона от состава.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет приспособить трактор серии “ХТЗ-150К” в качестве мотовоза с дополнительно смонтированным навесным оборудованием для движения по железнодорожному пути колеи 1520 мм и 1435 мм, проведения маневровых работ на железнодорожном пути и тяговых работ на автомобильных дорогах, а также обеспечить гидравлический привод дополнительных рабочих органов с минимальными затратами, что позволяет увеличить допустимую скорость движения мотовоза по рельсам на маневровом режиме до 5 км/час, на поездном режиме до 20 км/час, по автодорогам до 30 км/час.
В настоящее время изготовлен опытный образец подвесок мотовоза и шарнирно-сочлененной рамы, которые прошли ходовые испытания, подтверждающие получение проектных параметров и удовлетворяющие требованиям потенциальных заказчиков.