УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к техническим средствам обслуживания рельсового транспорта и предназначена для очистки боковых поверхностей колесных пар подвижных составов рельсовых транспортных средств, в частности, учитывая особенности конструкции, колесных пар железнодорожных локомотивов.
Колесные пары подвижных средств относятся к ходовым частям рельсовых транспортных средств и являются одним из ответственных элементов. Учитывая их предназначение для направления движения составов по рельсовым путям и восприятие всех нагрузок, передающихся от локомотива и вагонов на рельсы при их вращении, техническое состояние колесных пар оказывает влияние на плавность хода, величину сил, возникающих при взаимодействии транспортного средства и рельса, а также сопротивление движению. Кроме того, очистка колесных пар обеспечивает подготовку поверхностей для выполнения дефектоскопии и обработки их в процессе ремонта.
Известны устройства для очистки колесной пары подвижного состава по статье М.М. Михайловой и Карпова А.В. «Методы очистки колесной пары подвижного состава», опубл. в «Молодой ученый» №10 (144), март 2017 года. К ним относятся устройства, использующие средства механического воздействия: силу струи сжатого воздуха, воды, пара, песка, разнообразных щеток (металлических, дисковых, торцевых). При использовании в устройстве вращающихся щеток грязная колесная пара закатывается в камеру, щетки перемещаются в рабочее положение, запускаются электродвигатели привода вращения щеток и привода вращения колесной пары. По истечении заданного времени щетки разжимаются и возвращаются в исходное положение; двери камеры открываются, колесная пара выкатывается из нее. Серьезным недостатком известного устройства является его низкая технологичность, т.к. предусматривает демонтаж колесной пары, которую следует очистить.
Наиболее близким решением к заявляемому является устройство для очистки колесных пар УДОК по патенту РФ №2771986, опубл. 17.12.2021 года. В соответствии с решением прототипа устройство содержит подвижные подпружиненные балки, оснащенные очищающими шинами, установленные на неподвижных основаниях, закрепленных на рельсошпальной решетке пути. Балки расположены вдоль ходовых рельсов с наружной стороны и внутренней стороны колеи; длина балок, возвышение шин над уровнем головки рельса и расстояние между шинами обеспечивают механическую очистку боковых поверхностей колесных пар проходящего через устройство подвижного состава за счет механического воздействия очищающих шин на боковые поверхности колесных пар. Технический результат прототипа обеспечивается за счет перемещения подвижных элементов устройства (очищающих шин), обусловленного выработкой энергии движущегося колеса и энергии пружин, сжимаемых при движении колеса.
Недостатком решения прототипа является быстрое загрязнение очищающих шин, снижающего технологичность устройства в целом.
Суть полезной модели заключается в следующем.
Технической задачей, на решение которой было направлено создание полезной модели, являлась разработка устройства для очистки колесных пар рельсового транспорта в процессе движения транспортного средства, предусматривающего возможность применения устройства без демонтажа и выкатки колесных пар, в том числе, в полевых условиях. Техническая задача включала в себя частную задачу - разработку устройства для очистки сектора колеса колесной пары или всей ее площади.
Техническим результатом полезной модели является повышение временного ресурса работы устройства за счет самоочистки его рабочих элементов в процессе работы.
Технический результат полезной модели достигается за счет включения в состав устройства для очистки боковых поверхностей колесных пар, закрепленного на рельсах, подвижных пружинных механизмов, очищающих элементов в виде круглых щеток, при этом круглые щетки выполнены с возможностью одновременного вращения перпендикулярно к боковой поверхности очистки колесной пары и возвратно-поступательного движения параллельно к боковой поверхности очистки колесной пары. При частном случае реализации полезной модели устройство для очистки боковых поверхностей колесных пар отличается тем, что круглые щетки объединены в модули из расчета их числа на каждом колесе от 2 до 18. Преимущественным вариантом реализации устройства является выполнение круглых щеток металлическими.
На фиг.1 представлено заявляемое устройство, где
1 – рельс,
2 - неподвижная опора,
3 - колесо колесной пары,
4 - нажимной механизм,
5 - подвижная опора,
6 - пружинный механизм,
7 - привод вращения круглых щеток,
8 - круглые щетки,
9 - направляющие подвижной опоры,
10- двигатель возвратно-поступательного движения,
11 - направляющие неподвижной опоры.
На фигуре представлено устройство для одного колеса колесной пары.
На фиг.2 представлено заявляемое устройство при частном случае реализации полезной модели, в котором круглые щетки объединены в 3 модуля, где
1 – рельс,
2 - неподвижная опора,
3 - колесо колесной пары,
4.1 - нажимной механизм модуля 1,
4.2 - нажимной механизм модуля 2,
4.3 - нажимной механизм модуля 3,
5 - подвижная опора,
6.1 - пружинный механизм модуля 1,
6.2 - пружинный механизм модуля 2,
6.3 - пружинный механизм модуля 3,
7.1 - привод вращения круглых щеток модуля 1,
7.2 - привод вращения круглых щеток модуля 2,
7.3 - привод вращения круглых щеток модуля 3,
8.1 - круглые щетки модуля 1,
8.2 - круглые щетки модуля 2,
8.3 - круглые щетки модуля 3,
9.1 - направляющие подвижной опоры модуля 1,
9.2 - направляющие подвижной опоры модуля 2,
9.3 - направляющие подвижной опоры модуля 3 10- двигатель перемещения,
11 - направляющие неподвижной опоры.
На фигуре представлено устройство для одного колеса колесной пары.
Устройство для очистки боковых поверхностей колесных пар рельсового транспорта устанавливают на подошве ходового рельса 1 железнодорожного пути по обе его стороны на закрепленных неподвижных опорах 2. Колесо 3 колесной пары подвижного состава при наезде его гребнем на нажимной механизм 4, выполненный в виде коромысла, установленный на подвижной опоре 5, производит сжатие пружинного механизма 6. Вследствие этого происходит перемещение привода вращения круглых щеток 7 и круглых щеток 8 по направляющим подвижной опоры 9, что приводит к соприкосновению щеток 8 с очищаемой поверхностью колеса 3. Одновременно с этим включаются привод вращения круглых щеток 7, приводя во вращение круглые щетки 8 перпендикулярно поверхности очистки колеса 3, и двигатель возвратно-поступательного движения 10 для перемещения подвижной опоры 5 по направляющим неподвижной опоры 11 в возвратно-поступательном направлении параллельно к поверхности очистки колеса 3.
Применяемые для осуществления полезной модели двигатели (приводы) подсоединены к каждой из круглых щеток; их работа осуществляется средствами автоматического управления за счет внешних источников питания: электрических, пневматических и т.п.(на фигуре не показаны).
Усилие соприкосновения между колесом 3 и круглой щеткой 8 регулируется за счет степени сжатия пружинного механизма 6.
Скорость вращения круглых щеток в рабочем состоянии может составлять до 1800 об/мин., возвратно-поступательное движение подвижной опоры с расположенными на ней круглыми щетками характеризуется смещением до 100 мм. Высота подъема круглых щеток при возвратно-поступательном и круговом движении превышает толщину бандажа колеса.
При частном случае реализации полезной модели устройство работает следующим образом.
Устройство для очистки боковых поверхностей колесных пар рельсового транспорта, устанавливают на подошве ходового рельса 1 железнодорожного пути по обе его стороны на закрепленных неподвижно опорах 2. Колесо 3 колесной пары подвижного состава при наезде его гребнем на нажимной механизм 4.1 модуля 1, выполненный в виде коромысла, установленный на подвижной опоре 5, производит сжатие пружинного механизма 6.1 модуля 1. Вследствие этого происходит перемещение привода вращения 7.1 модуля 1 и круглых щеток 8.1 модуля 1 по направляющим подвижной опоры 9.1, что приводит к соприкосновению круглых щеток 8.1 с очищаемой поверхностью колеса 3. Одновременно с этим включаются привод 7.1 модуля 1 для передачи вращения круглым щеткам 8.1, вращающимся перпендикулярно поверхности очистки колеса 3, и двигатель 10 для перемещения подвижной опоры 5 по направляющим неподвижной опоры 11 в возвратно-поступательном движении параллельно к поверхности очистки колеса 3. При дальнейшем движении колеса 3 происходит наезд на следующий нажимной механизм 4.2 модуля 2, при этом предыдущий механизм 4.1 модуля 1 приходит в исходное состояние, при этом вращение круглой щетки 8.1 модуля 1 прекращается. При дальнейшем движении колеса 3 происходит наезд на следующий нажимной механизм 4.3 модуля 3, запуская вращение круглой щетки 8.3, при этом вращение круглой щетки 8.2 модуля 2 прекращается.
Работа двигателя перемещения 10 происходит пока хотя бы один нажимной механизм 4 находится в рабочем (нажатом) состоянии.
Для реализации полезной модели могут быть использованы чашеобразные щетки, в частности, выпускаемые под торговой маркой «Практика».
За счет вращения колес колесной пары при движении транспортного средства с заданной скоростью (от 1 до 5 км/час), приводящих в действие подвижные элементы устройства: подвижную опору, пружинный механизм и круглые щетки происходит очистка сектора боковой поверхности колеса колесной пары или полной площади боковой поверхности колеса в зависимости от поставленной технической задачи. Благодаря возникновению вибраций и использованию щеток происходит их самоочистка путем естественного осыпания.