устройство для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу

Формула изобретения

Устройство для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу, включающее рычаг с зацепом, опорой и силоизмерительным узлом, отличающееся тем, что оно снабжено рукояткой, скрепленной с концом рычага, выполненной упругой с проемом и прорезью, снабженной двухплечей балочкой, скрепленной средней частью с рукояткой под прорезью, и контактным винтом, выполненным с возможностью контактирования с первым плечом двухплечей балочки и установленным с возможностью смещения и фиксации в поперечной втулке, установленной с возможностью поворота и фиксации в рукоятке над прорезью, а силоизмерительный узел выполнен в виде стандартного индикатора, корпус которого скреплен с рукояткой в месте скрепления ее с рычагом, а наконечник выполнен с возможностью контакта со вторым плечом двухплечей балочки, при этом зацеп выполнен в виде раздвоенного поворотного относительно конца рычага и подпружиненного относительно него крюка с возможностью захвата поперечины клеммы, а опора выполнена в виде поворотного относительного рычага упора с возможностью взаимодействия с поверхностью катания и боковыми гранями головки рельса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к путевым механизмам и, в частности, к устройствам с ручным приводом для контроля надежности соединения анкерного скрепления железнодорожного пути (см. дополнительные материалы). В процессе текущего содержания рельсового пути необходимо периодически проверять силу прижатия клеммы скрепления к рельсу, сравнивать его с требуемым значением (порядка 7...7,8 кН) и делать выводы о необходимости проведения ремонтных операций. Простого, удобного в работе и точного по результатам измерения силы устройства для этого не производится.

Известно [1] устройство, которое может быть использовано для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу, включающее силоизмерительный узел, выполненный как динамометр, с зацепом и рукоятью. Зацеп выполнен с возможностью взаимодействия с поперечиной клеммы. Однако проконтролировать силу прижатия (7...7,8 кН) вручную без применения дополнительных приспособлений крайне проблематично.

Известно также [2] устройство, принятое за прототип, которое может быть использовано для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу, включающее рычаг с опорой и зацепом, выполненный как рычаг второго рода, с силоизмерительным блоком, выполненным как динамометр, скрепленный с консолью рычага. Проблем с реализацией требуемых сил в этом случае не возникает. Однако точность фиксирования силы в этом случае будет низкой из-за большой цены делений шкал существующих динамометров и быстрой утомляемости оператора, руки которого напрямую воспринимают рабочие силы, направленные неудобно вниз.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения силы прижатия клеммы к рельсу и снижение утомляемости оператора.

Поставленная цель достигается тем, что, устройство для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу, включающее рычаг с зацепом, опорой и силоизмерительным узлом, снабжено рукояткой, скрепленной с концом рычага, выполненной упругой с проемом и прорезью, снабженной двухплечей балочкой, скрепленной средней частью с рукояткой под прорезью, и контактным винтом, выполненным с возможностью контактирования с первым плечом двухплечей балочки и установленным с возможностью смещения и фиксации в поперечной втулке, установленной с возможностью поворота и фиксации в рукоятке над прорезью, а силоизмерительный узел выполнен в виде стандартного индикатора, корпус которого скреплен с рукояткой в месте скрепления ее с рычагом, а наконечник выполнен с возможностью контакта со вторым плечом двухплечей балочки, при этом зацеп выполнен в виде раздвоенного поворотного относительно конца рычага и подпружиненного относительно него крюка с возможностью захвата поперечины клеммы, а опора выполнена в виде поворотного относительно рычага упора с возможностью взаимодействия с поверхностью катания и боковыми гранями головки рельса.

Предлагаемое изобретение, по мнению авторов, является новым, неизвестным из уровня техники, что определяется новыми:

элементами:

рукояткой, дающей возможность использования силоизмерительного узла, точно фиксирующего силовые деформации, а не силы;

поперечной втулкой, дающей возможность достижения требуемой точности фиксации силовых деформаций;

двухплечей балочкой, плечи которой передают силовые деформации на подвижный элемент силоизмерительного узла;

контактным винтом, передающим силу на деформируемые элементы;

выполнением элементов:

выполнением рукоятки упругой с проемом и прорезью, что дает возможность реализовать преобразование сил в деформации;

выполнением контактного винта с возможностью контактирования с первым плечом двухплечей балочки, что реализует возможность преобразования сил в деформации;

выполнением силоизмерительного узла в виде стандартного индикатора, что повышает точность измерения;

выполнением наконечника индикатора с возможностью контактирования со вторым плечом двухплечей балочки, что обеспечивает функционирование силоизмерительного узла;

выполнением зацепа в виде раздвоенного поворотного и подпружиненного крюка с возможностью захвата поперечины клеммы, что снижает утомляемость оператора, обеспечивая легкость и надежность захватывания (с большой базой) клеммы;

выполнением опоры в виде поворотного упора с возможностью взаимодействия с поверхностью катания и боковыми гранями головки рельса, что обеспечивает устойчивость системы, реализуя поворотную ее опору как рычага первого рода;

соединением элементов:

скреплением рукояти с концом рычага, что обеспечивает выгодное соотношение сил, прилагаемых к элементам системы, снижая утомляемость оператора;

установкой втулки в рукоять с возможностью поворота и фиксации, что обеспечивает возможность регулирования точности измерения сил;

скреплением двухплечей балочки средней ее частью с рукояткой, что обеспечивает преобразование деформаций при передаче их на силоизмерительный узел;

установкой контактного винта с возможностью смещения и фиксации в поперечной втулке, что обеспечивает неразрывность измерительной цепи;

скреплением корпуса индикатора с рукояткой, что обеспечивает точное функционирование силоизмерительного узла;

шарнирным соединением крюка своим концом с концом рычага и подпружиниванием относительно него, что улучшает возможности манипулирования устройством и снижает утомляемость оператора;

шарнирным соединением упора с рычагом, что обеспечивает функционирование системы как рычага первого рода с надежной фиксацией его опоры;

относительным расположением элементов:

скреплением рукоятки с концом рычага, что увеличивает его длину и снижает утомляемость оператора;

установкой втулки в рукоятке над прорезью в ней, что обеспечивает функционирование системы преобразования сил в деформации;

размещением двухплечей балочки на рукояти под прорезью, что также обеспечивает функционирование системы преобразования сил в деформации;

размещением корпуса индикатора на рукояти в месте скрепления ее с рычагом, что обеспечивает минимизацию упругого смещения корпуса.

Предлагаемое изобретение, по мнению авторов, имеет изобретательский уровень, для специалиста явным образом не следует из уровня техники и не может быть создано с применением известных методов, методик, способов и приемов проектирования и конструирования машин, приборов и механизмов.

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым и может быть использовано в путевом хозяйстве. Организация-заявитель разработала и выполнила опытный образец устройства. Оно имеет массу не более 8 кг, габаритные размеры 1000×126×355 мм. При испытании устройство подтвердило свою работоспособность и реализовало поставленную цель при силе на рукоятке не более 400 Н оно фиксировало (при цене деления индикатора в 100 Н/дел.) силу прижатия клеммы к рельсу до 8 кН с производительностью до 150 измерений в час. В настоящее время разработана рабочая конструкторская документация устройства и подготовлен его серийный выпуск.

Предлагаемое устройство иллюстрируется конструктивными схемами, где на фиг.1 показано устройство на виде сбоку, а на фиг.2 - на виде спереди.

Согласно предложению по фиг.1 и 2 устройство для проверки силы прижатия клеммы скрепления к рельсу включает в себя рычаг 1 с зацепом 2, опорой и силоизмерительным узлом. Оно снабжено рукояткой 3, скрепленной с концом рычага 1. Рукоятка 3 выполнена упругой с проемом 4 и прорезью 5. Она также снабжена двухплечей балочкой 6, скрепленной средней своей частью с рукояткой 3 над прорезью 5. На рукоятке 3 имеется также контактный винт 7, выполненный с возможностью контактирования с первым (по фиг.1 - правым) плечом двухплечей балочки 6 и установленный с возможностью смещения и фиксации, например, винтом 8 в поперечной втулке 9. Последняя установлена с возможностью поворота и фиксации, например, винтом 10, в рукоятке 3 над прорезью 5. Силоизмерительный узел выполнен в виде стандартного индикатора 11 для измерения перемещений. Его корпус 12 скреплен с рукояткой 3 в месте скрепления ее с рычагом 1. Наконечник 13 индикатора выполнен с возможностью контакта со вторым плечом (по фиг.1 - левым) двухплечей балочки 6. Зацеп 2 устройства выполнен в виде поворотного (шарнир 14) относительно конца (по фиг.1 - левого) рычага 1 и подпружиненного (пружиной растяжения 15) относительно него крюка 16 с возможностью захвата поперечины клеммы 17. Опора устройства выполнена в виде поворотного (шарнир 18 на некотором рассчитанном по известным зависимостям расстоянии от шарнира 14) относительно рычага 1 упора 19, сделанного с возможностью взаимодействия с поверхностью катания и боковыми гранями головки рельса 20.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Вначале (фиг.1, 2) поперечину клеммы 17 скрепления захватывают раздвоенным подпружиненным крюком 16, при необходимости поворачивая его относительно шарнира 14 на конце рукояти 1. Затем поворотным упором 19 осторожно опирают устройство на поверхность катания головки рельса 20. После этого совмещают нулевой штрих основной шкалы индикатора 11 со стрелкой, поворачивая ободок на его корпусе 12. Затем проверяют постоянство показаний индикатора 11, для чего 2...3 раза нажимают на его измерительный наконечник 13 через двухплечую балочку 6 и отпускают ее. Если после этого стрелка индикатора 11 займет не нулевое положение, то снова совмещают с ней нулевой штрих основной шкалы индикатора 11. Далее плавно, без рывков правой рукой, помогая, при необходимости, левой рукой, нажимают вниз на рукоятку 3. При этом контактным винтом 7 воздействуют на двухплечую балочку 6, реализуя взаимодействие последней с наконечником 13 индикатора 11. Наконечник 13, смещаясь относительно начального положения, обуславливает смещение стрелки индикатора 11, пропорциональное силе воздействия крюка 16 на клемму 17. Величину этой силы определяют по протарированной шкале индикатора 11. Фиксируя цифру деления шкалы, соответствующую началу резкого замедления поворота стрелки индикатора 11 в момент отрыва клеммы 17 от элементов (изолирующего уголка) скрепления, определяют силу прижатия клеммы 17 к рельсу (на шкале индикатора 11 могут заранее отметить деление, соответствующее требуемой нормированной силе). Затем осторожно, без ударов и толчков освобождают проверяемую клемму 17 от крюка 16 и, сохраняя предосторожность, аккуратно перемещают устройство на следующую проверяемую клемму 17.

Периодически выполняют тарировку силоизмерительного узла. Для этого нагружают рукоятку 3 тарированной силой, расфиксирывают втулку 9 относительно рукоятки 3 (например, отвернув винт 10), поворачивают втулку 9 относительно рукоятки 3 в нужную сторону (по часовой или против часовой стрелки), устанавливая цену деления индикатора (например, 100 Н/дел.). Далее, при необходимости, устанавливают натяг измерительного стержня индикатора (порядка 1...2 мм).

Для этого расфиксирывают контактный винт 7 относительно втулки 9 (например, отвернув винт 8), смещают контактный винт 7 относительно втулки 9 (соответственно вниз или вверх) и опирают его в соответствующее (по фиг.1 - левое) плечо двухплечей балочки 6.

Источники информации

1. Политехнический словарь. / Под ред. И.И.Артоболевского. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С.143.

2. Крайнев А.Ф. Механизмы машин: Фундаментальный словарь. - М.: Машиностроение, 2000. - С.628, рис.б.