мобильный модульный рельсосварочный комплекс (мрск)

Формула изобретения

1. Мобильный модульный рельсосварочный комплекс для сварки рельсов в пути, содержащий электрогенератор, источник сварочного тока, электродуговой сварочный программируемый аппарат, шлифовальный и рельсорезный станки, электрокабели, инструмент и запас расходных материалов, отличающийся тем, что комплекс выполнен в виде модуля с размерами и общей массой, позволяющими установить его в кузов грузовика малой грузоподъемности, в котором размещен и закреплен комплект оборудования, при этом источник сварочного тока, электродуговой сварочный программируемый аппарат, шлифовальный и рельсорезный станки выполняют съемными, выносными, для проведения процесса сварки рельсов, при этом в оснащение комплекса дополнительно включены: осветительные устройства, зонт или палатка и дефектоскоп, позволяющие проводить сварку в темное время суток и в погоду с атмосферными осадками, а также выполнять контроль качества сварного стыка.

2. МРСК по п.1, отличающийся тем, что электродуговой сварочный программируемый аппарат выполнен в виде рельсосварочного автомата с программируемым контроллером для автоматического управления процессом сварки и с устройством для установки и крепления на рельсе в зоне стыка, подлежащего сварке.

3. МРСК по п.1, отличающийся тем, что модуль выполнен с конструктивными элементами для крюков стропов с целью возможности его погрузки на автомобильный или железнодорожный транспорт, а также выгрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рельсовому транспорту, а именно к комплексам для строительства и ремонта железнодорожных путей, сварке рельсов.

Известен путевой рельсосварочный и термообрабатывающий комплекс, RU 2272859 2001.12.06. (2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.), который имеет раму, смонтированные на ней: кабину управления, силовую установку, сварочную машину, манипулятор для перемещения сварочной машины, сварочное оборудование, систему охлаждения сварочной машины, термообрабатывающий блок.

Для сварки рельсов используется машина электроконтактной сварки, массой около 3,5 тонн, для перемещения которой требуется манипулятор соответствующей грузоподъемности.

Комплекс имеет тяговую и прицепную части, при этом обе имеют устройства для комбинированного хода с возможностью перемещения по автомобильным и железным дорогам. Работу комплекса обеспечивает энергоустановка (электрогенератор) мощностью не менее 300 кВт. Работа комплекса по сварке рельсов требует обязательного занятия пути (колеи).

На шести фигурах (рисунках), в указанном патенте приведены различные варианты комплекса, который представляет собой целый поезд на комбинированном (железнодорожном и автомобильном) ходу, назначение которого - проведение сварки рельсов в путевых условиях.

Основным и главным недостатком этого изобретения является то, что для сварки рельсов необходимо перекрывать движение поездов. Другим главным недостатком является большая металлоемкость комплекса.

Известно также изобретение - патент US 2002170884 A1 «СВАРКА РЕЛЬСОВ, УСТРОЙСТВА ЦЕНТРОВКИ И УДЕРЖИВАНИЯ РЕЛЬСОВ, СВАРОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И СВАРОЧНЫЙ КОМПЛЕКТ» изложен (на языке оригинала) на 19 стр., в том числе иллюстраций на 11 стр., содержащих 25 фигур. Формула патента содержит 20 пунктов.

Изобретение по указанному патенту относится к оборудованию, приспособлениям и технологии используемых при сварке рельсов в пути.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПО ПАТЕНТУ: «устройства: фиксирования рельсов, удерживания сварочной ванны, источник сварочного тока, автоматизированная сварочная головка (робот), входящие в комплект для сварки секций рельсов длиной до или более чем 1800 футов, должны точно выравнивать и совмещать концы рельсов, удерживать сварочную ванну, и все должно быть достаточно компактным, чтобы размещать на транспортном средстве, таком как оборудованный на комбинированном ходу грузовик (автодорога-рельсовый путь) или в морском контейнере», (0006).

Применяемый способ сварки - автоматический электродуговой в среде защитных газов (CO₂, аргон или в их смеси), для чего в комплект входят газовые баллоны.

Фиг.1-5, 12-19 отражают устройства и их узлы для совмещения, фиксирования рельсов и удерживания сварочной ванны. Фиг.6-11, 20-25 отражают размещение агрегатов, устройств и приспособлений в кунге автомобиля. В описании и формуле указаны их отличительные признаки и взаимодействия при использовании.

Главным и основным недостатком заявленного в патенте комплекта оборудования (так же как и по патенту RU 2272859 2001.12.06) является то, что сварка рельсов может производиться только в положении, когда транспортное средство находится на рельсах, т.е. занимает путь. Для магистральных железных дорог, где очень высокая интенсивность движения поездов, т.е. поезда движутся с малым промежутком времени: от 5 до 20 минут. При такой плотности движения поездов занятие колеи любым транспортным средством Правилами эксплуатации железных дорог запрещается.

Заехать на железнодорожный путь с автомобильной дороги и съехать обратно транспортное средство на комбинированном ходу может только на одноуровневом переезде, которых достаточно мало и число их постоянно уменьшается за счет строительства двухуровневых пересечений железнодорожных путей и автомобильных дорог.

Использовать такой комплект можно только в технологическое «окно», когда движение поездов по участку пути полностью остановлено, что ограничивает использование транспортного средства на комбинированном ходу и делает его бесперспективным.

Другие недостатки изобретения по патенту US:

- сварочный генератор работает от двигателя автомобиля, поэтому весь комплекс неразрывен с автомобилем;

- использован способ электродуговой сварки в среде защитного газа, что вызывает необходимость наличия баллонов с газом, а также применения укрывающих средств от сдувания ветром газовой защиты при сварке (в патенте: « щиты из органического стекла или другого пригодного материала » (0079);

- наличие в комплекте оборудования: гидро- и пневмоагрегатов, обособленных от исполнительных механизмов, аппаратов управления и программируемых устройств, индукционного нагревателя;

- в комплекте отсутствуют такие важные и необходимые для работы по сварке рельсов, как шлифовальный и рельсорезный станки и т.д.;

- устройства, приспособления для совмещения, фиксирования рельсов и удерживания сварочной ванны слишком сложны и имеют немалую массу (в патенте не указано), а их необходимо снимать из транспортного средства и устанавливать на рельсы;

- предусмотрено снятие сварочного робота и установка его на устройства для совмещения, фиксирования рельсов и удерживания сварочной ванны (Фиг.23, 24), однако это можно выполнить на небольшом удалении от транспортного средства (0078) - насколько позволяет длина: сварочных кабелей, кабелей питания и управления робота, гидравлических и пневматических шлангов, шлангов подачи защитного газа и т.д.

Заявленный мобильный модульный рельсосварочный комплекс (МРСК) лишен указанных недостатков по патентам RU 2272859 2001.12.06 и US 2002170884 A1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

МРСК представляет собой модуль (контейнер), размеры основания которого (длина и ширина) и масса всего снаряжения позволяют установить его в кузове грузовика малой грузоподъемности (например, в кузове самого маленького отечественного грузовика - грузовой «Газели»). Высота модуля до 1,8 м. Модуль выполнен с конструктивными элементами для крюков стропов с целью возможности его погрузки на автомобильный или железнодорожный транспорт, а также выгрузки.

На МРСК для сварки рельсов используется электродуговой способ с использованием самозащитной сварочной проволоки, который осуществляется специальным электродуговым сварочным программируемым аппаратом с микропроцессорным контроллером, т.е. сварка производится автоматически, без участия оператора (сварщика), роль которого сводится к установке сварочного автомата на свариваемый стык рельсов, его включению (запуску) и наблюдению за процессом сварки. Масса сварочного автомата не превышает 30 кг.

Масса полностью снаряженного модуля составляет порядка 1 тонны: сам модуль - до 350 кг, электрогенератор - до 150 кг, электродуговой сварочный программируемый аппарат - до 30 кг, источник сварочного тока - до 30 кг, рельсорезный станок - до 50 кг, шлифовальный станок - до 30 кг, дефектоскоп - до 5 кг, инструмент (домкраты, лом, лопата, комплект слесарного инструмента и т.п.) - до 40 кг, осветительные приборы - до 10 кг, электрокабели, удлинители - до 20 кг, запас расходных материалов (на 100 сварных стыков) - до 120 кг.

Обслуживание МРСК осуществляют 2 человека: оператор сварочного аппарата (сварщик) и механик по электрооборудованию (шлифовщик).

На Фиг.1 приведен эскиз МРСК, схема расположения в нем основного оборудования: 1 - стационарно закрепленный электрогенератор и выносные: 2 - источник сварочного тока, 3 - электродуговой сварочный программируемый аппарат, 4 - рельсорезный станок, 5 - шлифовальный станок, а также 6 - инструмент и приспособления, 7 - расходные материалы. Доставка МРСК к местам работ возможна автомобильным и специальным железнодорожным транспортом, Фиг.2. МРСК может быть выгружен из транспортного средства, при этом также можно выполнять сварку рельсов, поскольку он оснащен всем необходимым оборудованием для осуществления этого процесса. Максимальное расстояние от МРСК до подлежащего сварке стыка определяется длиной электрического кабеля (удлинителя). Как правило, кабеля длиной до 150 метров достаточно для выполнения сварки практически в любой ситуации.

МРСК может быть дополнительно экипирован вспомогательными средствами. Дефектоскопом для самоконтроля качества сварного стыка после его выполнения. Осветительными приборами для освещения места работы в темное время суток. Зонтом или легкой палаткой для выполнения сварочных работ во время атмосферных осадков.

Термообработку стыка, выполненного электродуговой автоматической сваркой, проводить не требуется, поскольку сварные швы накладываются послойно. Режимы сварки выбраны такими, что каждый последующий слой поддерживает температуру предыдущего и в целом термический цикл процесса такой, что сварной стык не требует дополнительной термообработки.

Работа МРСК осуществляется в следующем порядке. МРСК доставляют на перегон на дрезине, оснащенной подъемным механизмом или на автомобиле.

Двое сварщиков разворачивают МРСК: раскладывают и подсоединяют электрокабели, выносят и готовят к работе источник сварочного тока, электродуговой сварочный программируемый аппарат, рельсорезный станок, шлифовальный станок, запускают электрогенератор. Стыки должны сходиться в расчищенном шпальном ящике, зазор между свариваемыми рельсами должен составлять 10+25 мм.

Сварщики устанавливают электродуговой сварочный программируемый аппарат в зоне стыка, закрепляют его и начинают сварку (процесс длится 0-15 мин). После остывания стыка ниже 100°С производят абразивную зачистку сварных стыков, в первую очередь, поверхности катания и боковой рабочей грани рельса. Последняя операция - ультразвуковой самоконтроль сварного стыка. Приемочный контроль проводит штатный дефектоскопист.

Функциональные возможности и производительность МРСК значительно выше, чем у комплексов (аналогов) по патентам RU 2272859 2001.12.06 и US 2002170884 А1, а металлоемкость и стоимость на порядок ниже и, следовательно, себестоимость сварного стыка на порядки меньше при одинаковом качестве и надежности сварного стыка.