устройство для завинчивания и отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути

Формула изобретения

Устройство для завинчивания и отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути, содержащее раму, установленную на две ходовые тележки, гайковерты с зондирующими для определения месторасположения гаек органами, отличающееся тем, что гайковерты с зондирующими органами смонтированы на ходовых тележках, каждая ходовая тележка оборудована зажимами для взаимодействия с рельсами и связана с рамой дифференциально подключенным гидроцилиндром перемещения, при этом сумма рабочих площадей штоков гидроцилиндров обеих тележек равна рабочей площади поршня каждого из гидроцилиндров, а диаметр штока гидроцилиндра первой по ходу движения тележки выполнен меньшего размера, чем диаметр штока другой тележки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механизации путевого хозяйства железнодорожного транспорта и может быть использовано при укладке рельсовых "плетей" или при осуществлении работ по их температурной разрядке.

Известны устройства для завинчивания и отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути, например устройство по авт. св. СССР N 958569, E 01 B 29/28; устройство по авт. св. СССР N 1059044, E 01 B 29/28, содержащие перемещаемую по рельсам пути тележку с ходовыми колесами со смонтированными на ее раме гайковертами и зондирующими органами для определения месторасположения гаек скреплений.

Известные устройства позволяют завинчивать и отвинчивать гайки промежуточного рельсового скрепления при последовательном перемещении тележки от шпалы к шпале с остановкой над каждой шпалой. Темп работы таких устройств недостаточен, в частности, из-за последовательных затрат времени на переезд тележки с гайковертами от шпалы к шпале и на непосредственный процесс завинчивания-отвинчивания гаек скреплений.

Известно устройство, например, устройство по авт. св. СССР N 1696636, E 01 B 29/28, содержащее перемещаемую по рельсам пути платформу со смонтированными на ее раме симметрично ее продольной оси с возможностью вертикального перемещения бесконечными направляющими с нижней горизонтальной ветвью с установленными на них с возможностью перемещения тележками с установленными на них с возможностью перемещения вдоль тележки гайковертами.

Работа по завинчиванию или отвинчиванию гаек скреплений производится при непрерывном перемещении платформы с одновременной обработкой ряда гаек ряда шпал рядом тележек, гайковерты на которых дополнительно ориентируются, перемещаясь вдоль тележки. Темп работы устройства повышается, в частности, за счет совмещения перемещения с работой по непосредственному завинчиванию-отвинчиванию гаек. Однако ориентировка гайковертов для попадания их на гайки скреплений усложнена и вызывает затруднения при различной эпюре шпал, при нарушении эпюры шпал, что постоянно наблюдается в пути.

Известно устройство, например устройство по авт. св. СССР N 787541, E 01 B 29/28, содержащее перемещаемый по рельсам пути экипаж с направляющими на его раме, на которых смонтирована тележка, способная опускаться и перемещаться по рельсам пути, на которой в свою очередь на своих направляющих установлены каретки с гайковертами. Каретки с гайковертами оборудованы с обеих сторон приводимыми гидроцилиндрами зондирующе-ориентирующими рычагами с упорами с внешней от гайковертов стороны.

Устройство способно завинчивать-отвинчивать гайки рельсовых скреплений на нескольких шпалах одновременно, однако при этом усложнена ориентировка и наводка каждого гайковерта на свою гайку и, кроме того, время переезда не совмещено с временем завинчивания-отвинчивания, т.е. увеличение темпа работ достигается за счет увеличения количества одновременно работающих гайковертов.

Известно устройство по авт. св. СССР N 1204658, E 01 B 29/28, содержащее перемещаемый по рельсам пути экипаж, включающий в себя установленную на ходовые тележки раму, смонтированные на раме экипажа тележки для перемещения по рельсам пути с механизмами их перемещения вдоль рамы экипажа, смонтированные на тележках гайковерты с зондирующими органами для определения месторасположения гаек. Рама каждой тележки оборудована продольным направляющим пазом с размещенным в нем роликом, закрепленным на раме экипажа. Механизм перемещения тележки выполнен в виде смонтированного на раме экипажа контргруза и связанного с тележкой гибкой тягой, огибающей закрепленные на раме экипажа отклоняющие блоки.

Завинчивание-отвинчивание гаек рельсовых скреплений производится при непрерывном перемещении экипажа устройства его приводом и при ускоренном от шпалы к шпале перемещении тележек с их остановкой над шпалой для непосредственного осуществления процесса завинчивания или отвинчивания гаек скреплений. Непрерывное перемещение экипажа устройства очень эффективно, так как отпадает необходимость управляться с инерцией большой массы при разгоне и остановке всего экипажа, но остановка тележек, особенно точная, вызывает затруднения при их ускоренном перемещении, что еще более усугубляется тем, что их перемещение осуществляется падением контргруза и, таким образом, неуправляемо. Вызывает затруднения и последовательная обработка шпал двумя тележками, что усугубляется при различной эпюре шпал, а тем более при ее нарушении. Кроме того, для перемещения экипажа используется свой механизм перемещения, а для перемещения каждой тележки - свой механизм перемещения, что усложняет общую конструкцию устройства.

Известно устройство для завинчивания и отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути (патент СССР N 656539, E 01 B 29/28 - прототип), содержащее установленную на две одноосные ходовые тележки раму со смонтированными на ней рельсовыми тележками с гайковертами и зондирующими для определения месторасположения гаек органами. Рельсовые тележки смонтированы с возможностью их перемещения вдоль рамы силовыми гидроцилиндрами.

Обработка гаек рельсового скрепления осуществляется при последовательном перемещении экипажа устройства (установленной на ходовые тележки рамы, естественно, с силовой установкой и механизмом перемещения ходовых тележек) с остановкой над каждой шпалой или группой шпал в случае установки нескольких рельсовых тележек, и, таким образом, время обработки гаек скреплений шпалы включает в себя время завинчивания-отвинчивания и время перемещения от шпалы к шпале, что снижает эффективность его работы. Возможность перемещения рельсовых тележек вдоль рамы экипажа, а следовательно, и вдоль пути позволяет ориентировать гайковерты, перемещая в процессе ориентировки несравненно более легкие, чем экипаж, тележки. Использование же механизмов для перемещения экипажа и перемещения рельсовых тележек усложняет конструкцию и также снижает эффективность работы устройства.

Необходимо устройство для завинчивания или отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути, способное завинчивать или отвинчивать группу гаек крепежных элементов шпалы, что облегчает зондирование (нахождение) их и ориентирование на них торцовых ключей гайковертов, и при этом во время завинчивания или отвинчивания гайковертами крепежных элементов одной шпалы обеспечивать переезд гайковертов для обработки крепежных элементов следующей шпалы, что в свою очередь обеспечит непрерывный процесс обработки шпал пути, а следовательно, высокую производительность и эффективность. Устройство должно обеспечивать обработку шпал при их различной эпюре, с нарушением эпюры, а также с учетом расстояний между стыковыми шпалами, которые меньше расстояний между шпалами в середине пути, перемещение к очередной шпале должно осуществляться простыми эффективными средствами за время, затрачиваемое на завинчивание-отвинчивание гаек рельсового скрепления обрабатываемой шпалы, механизм перемещения гайковертов должен выполнять и функцию механизма перемещения устройства, и при этом процесс перемещения должен обеспечивать подход к шпале гайковертов с условием наиболее точной остановки их торцовых ключей над гайками скреплений.

Для этого в известном устройстве, содержащем раму, установленную на две ходовые тележки, гайковерты с зондирующими для определения месторасположения гаек органами, гайковерты с зондирующими органами смонтированы на ходовых тележках, каждая ходовая тележка оборудована зажимами для взаимодействия с рельсами и связана с рамой дифференциально подключенным гидроцилиндром перемещения, при этом сумма рабочих площадей штоков гидроцилиндров обеих тележек равна рабочей площади поршня каждого из гидроцилиндров, а диаметр штока гидроцилиндра первой по ходу движения тележки выполнен меньшего размера, чем диаметр штока другой тележки.

Наличие двух тележек со смонтированными на них гайковертами с зондирующими органами позволяет одной из тележек переезжать в момент обработки гаек скреплений второй тележкой, что обеспечивает непрерывность процесса завинчивания-отвинчивания гаек скреплений, что в свою очередь обеспечивает высокую производительность и эффективность работы устройства.

Связь каждой из двух ходовых тележек с рамой силовым гидроцилиндром для их взаимного друг относительно друга перемещения и оснащение каждой ходовой тележки рельсовым зажимом позволяет при последовательном срабатывании рельсовых зажимов перемещать каждую тележку и все устройство последовательно вдоль по железнодорожному пути, сближая или раздвигая тележки с гайковертами друг относительно друга с учетом различной эпюры шпал или же ее нарушения, и при этом максимальный ход каждой тележки равняется сумме ходов обоих гидроцилиндров, в чем, таким образом, усматривается простая эффективная конструкция для перемещения как каждой тележки, так и всего устройства в целом.

Сумма рабочих площадей штоков обоих гидроцилиндров, равная рабочей площади поршня каждого из гидроцилиндров при дифференциальном подключении гидроцилиндров при равных объемных подачах рабочей жидкости в каждый из гидроцилиндров, позволяет перемещать каждую тележку с одинаковой скоростью, причем эта скорость относительно пути в два раза превышает скорость срабатывания каждого гидроцилиндра, складываясь из скорости тележки относительно рамы и рамы относительно заторможенной тележки, что, таким образом, позволяет перемещать к очередной шпале каждую тележку за время обработки шпалы гайковертами заторможенной тележки.

Выполнение диаметра штока гидроцилиндра первой по последовательному ходу перемещения устройства тележки меньшего размера при дифференциальном подключении гидроцилиндров позволяет гидроцилиндру, перемещающему раму, сработать раньше, выбрав при этом весь свой ход, и, таким образом, подход к шпале каждой тележки осуществляется при работе одного гидроцилиндра с остановкой тележки над шпалой с не до конца выбранным ходом штока гидроцилиндра, что благоприятствует точности остановки тележки за счет понижения скорости ее перемещения перед остановкой, а также за счет того, что останавливается лишь часть массы устройства. Возможность поочередной остановки каждой тележки с промежуточным положение штока гидроцилиндра с полностью выбранным в это время ходом штока другого гидроцилиндра при перемещении рамы позволяет вести обработку шпал при их различной эпюре или ее нарушении.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства сбоку; на фиг. 2 - рельсовый зажим тележки; на фиг. 3 - гидросхема подключения гидроцилиндров взаимного перемещения тележек и рамы друг относительно друга; на фиг. 4 - последовательное размещение тележек устройства в процессе завинчивания-отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления железнодорожного пути.

Устройство содержит установленную на две одноосные ходовые тележки 1 и 2 с ходовыми колесами 3 для перемещения их по рельсам 4 железнодорожного пути 5 раму 6. На тележки 1 и 2 рама 6 установлена с возможностью их взаимного перемещения направляющими 7 рамы по роликам 8 тележек силовыми гидроцилиндрами двойного действия 9 и 10, гильзы которых смонтированы на тележках, а штоки соединены с рамой.

На каждой тележке смонтированы гайковерты 11 с вертикально-подвижными торцeвыми ключами 12 их шпинделей, зондирующие органы 13 и зажимы 14 для взаимодействия с головками рельсов 4 пути 5. Каждый рельсовый зажим 14 представляет собой шарнирно смонтированную на раме тележки пару рычагов 15, соединенных между собой силовым гидроцилиндром 16. Нижние концы рычагов 15 выполнены с нажимными губками 17 для взаимодействия с боковыми гранями головки рельса 4.

Гидроцилиндры 9 и 10 управляются каждый своим четырехходовым трехпозиционным гидрораспределителем 18 и 19 с позицией соединения штоковой полости гидроцилиндра с напорной магистралью, а поршневой со сливной, позицией с запертыми цилиндровыми ходами и позицией дифференциального подключения гидроцилиндра, когда с напорной магистралью соединяются обе полости гидроцилиндра.

Диаметр d₁ штока гидроцилиндра 9 тележки 1 выполнен меньшего размера, чем диаметр d₂ штока гидроцилиндра 10 тележки 2, но при этом сумма их рабочих площадей равняется рабочей площади поршня каждого из гидроцилиндров. Ход поршня обоих гидроцилиндров одинаков и равняется половине максимального перемещения каждой из тележек относительно друг друга.

Работает устройство следующим образом.

Во время процесса завинчивания-отвинчивания гаек промежуточного рельсового скрепления гайковертами одной тележки вторая тележка переезжает и настраивается на завинчивание-отвинчивание гаек крепежных элементов следующей шпалы. Переезд каждой тележки осуществляется через шпалу через два промежутка между ними для всеобщего охвата всех шпал пути обеими тележками устройства, при этом тележки то сближаются между собой, то удаляются друг от друга.

На фиг. 4 в положении А изображено устройство с наиболее близко расположенными между собой тележками в их генеральном перемещении вдоль пути по стрелке. В положении Б изображено устройство с наиболее удаленными друг от друга тележками.

В положении А тележка 2 затормаживается зажимами за рельсы пути, торцовые ключи гайковертов опускаются на гайки скреплений, производится завинчивание или отвинчивание гаек крепежных элементов шпалы. Штоковые полости обоих гидроцилиндров 9 и 10 соединяются каждая со своей равноколичественной напорной магистралью рабочей жидкости, а поршневые полости со сливной магистралью. Начинают перемещаться вправо относительно заторможенной тележки 2 рама 6 и тележка 1. Тележка 1 относительно пути 5 перемещается со скоростью, складывающейся из скорости перемещения рамы относительно пути и тележки относительно рамы. Поскольку d₁ меньше d₂, и, следовательно, объем штоковой полости гидроцилиндра тележки 2 меньше объема штоковой полости гидроцилиндра тележки 1, то заполнение гидроцилиндра тележки 2 произойдет раньше, чем гидроцилиндра тележки 1, и, таким образом, рама 6 остановится, а тележка 1 продолжит свое движение относительно рамы, но уже с пониженной приблизительно в два раза скоростью относительно пути до тех пор, пока зондирующие органы тележки не обнаружат месторасположение гаек скреплений очередной шпалы а₃ и не выдадут команду на остановку тележки закрытием цилиндровых ходов обоих гидроцилиндров обоими гидрораспределителями. Подход тележки 1 к шпале осуществляется с пониженной скоростью, что благоприятно сказывается на точности ее остановки и, кроме того, осуществляется с резервом хода ее гидроцилиндра, что позволяет корректировать ход перемещения тележки при различной эпюре шпал или же при ее нарушении. Устройство приводится в положение Б.

В положении Б затормаживается тележка 1, торцeвые ключи ее гайковертов опускаются на гайки скреплений, производится завинчивание или отвинчивание гаек скреплений очередной шпалы a₃. Гайковерты тележки 2 к этому времени закончили работу по завинчиванию или отвинчиванию гаек скреплений своей шпалы b₁, тележка растормаживается, каждый гидроцилиндр обеих тележек своим гидрораспределителем соединяется с напорной магистралью по дифференциальной схеме. Начинают перемещаться вправо к заторможенной тележке 1 рама 6 и тележка 2. Тележка 2 относительно пути 5 перемещается со скоростью, складывающейся из скорости перемещения рамы относительно пути и тележки относительно рамы, причем эта скорость равна скорости до этого перемещавшейся тележки 1 за счет равного расхода рабочей жидкости из-за указанного конструктивного устройства рабочих площадей штоков и поршней гидроцилиндров. Поскольку d₁ меньше d₂, и, следовательно, объем заполнения гидроцилиндра каретки 1 меньше объема заполнения гидроцилиндра каретки 2, а с учетом неполностью выбранного хода он еще меньше, то заполнение рабочей жидкостью гидроцилиндра тележки 1 произойдет раньше, чем гидроцилиндра тележки 2 и, таким образом, рама 6 остановится, а тележка 2 продолжит свое движение относительно рамы, но уже с пониженной приблизительно в два раза скоростью относительно пути до тех пор, пока зондирующие органы тележки 2 не обнаружат месторасположение гаек скреплений очередной шпалы и не выдадут команду на остановку тележки закрытием ходов обоих гидроцилиндров обоими гидрораспределителями. Таким образом, и подход тележки 2 к очередной шпале осуществляется с пониженной скоростью и с запасом хода своего гидроцилиндра, который кроме всего прочего сказывается на объеме заполнения гидроцилиндра тележки 2 при перемещении тележки 1. Устройство занимает положение А. Цикл повторяется.