Подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами

 

Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта железнодорожного пути. Целью является повышение качества уплотнения балласта путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек. Рама 1 подбивочного блока размещается на путевой машине 2 в вертикальных направляющих 3 и соединяется с нею гидроцилиндром 4 вертикального перемещения блока. Левый и правый рычаги 5 с помощью шарниров 6 крепятся к раме. В нижней части рычагов закреплены подбойки 7. Кроме того, рычаги 5 соединены с рамой 1 пружинами 14 посредством пальцев 15. С помощью пальца 8 левый рычаг соединен с гидроцилиндром 9 обжатия, который в свою очередь штоком 10 соединен с правым рычагом посредством эксцентрикового вала 11 с эксцентриситетом E. На эксцентриковом валу также закреплен дебаланс 12, установленный таким образом, что его масса направлена в сторону, противоположную эксцентриситету E. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 01 В 27/16.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9 Þ11 12 2 Р

Юия 7 (21) 4499637/27-11 (22) 31.10.88 (46) 23.09.90. Бюл. М 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (72) Ю.К.Егерев, А.В.Куликов, В.Н.Гусев и Л,М.Николаев (53) 625.144.5 (088.8) (56) Патент Швейцарии Мг 656658, кл. Е 01 В 27/16, 1981. (54) ПОДБИВОЧНЫЙ БЛОКДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТА ПОД ШПАЛАМИ (57) Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта железнодорожного пути. Целью является повышение качества уплотнения балласта путем обеспечения

„„5U 1594239 А1 регулирования амплитуды колебания подбоек. Рама 1 подбивочного блока размещается на путевой машине 2 в вертикальных направляющих 3 и соединяется с нею гидроцилиндром 4 вертикального перемещения блока. Левый и правый рычаги .5 с помощью шарниров б крепятся к раме. В нижней части рычагов закреплены подбойки 7. Кроме того, рычаги 5 соединены с рамой 1 пружинами 14 посредством пальцев

15, С помощью пальца 8 левый рычаг соединен с гидроцилиндром 9 обжатия, который в свою очередь штоком 10 соединен с правым рычагом посредством зксцентрикового вала 11 с эксцентриситетом е. На зксцентриковом валу также закреплен дебаланс 12, установленный таким образом, что его масса направлена в сторону, противоположную эксцентриситету е. 6 ил.

1594239

Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта железнодорожного пути.

Целью изобретения является повышение качества уплотнения балласта путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек, На фиг.1 изображен подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами, общий вид; на фиг.2 — тоже, при заглубленном положении подбоек в момент обжатия балласта под шпалами; на фиг.3 — схема взаимодействия элементов подбивочного блока при нижнем положении дебаланса; на фиг.4— тоже, после поворота эксцентрикового вала на 90О; на фиг,5 и 6 — графики изменения усилий, воздействующих на шток гидроцилиндра обжатия вдоль его оси, соответственно от усилий отпора балласта и от дебаланса.

Рама 1 подбивочного блока для уплотнения балласта под шпалами размещается на путевой машине 2 в вертикальных направляющих 3 и соединяется с нею гидроцилиндром 4 вертикального перемещения блока. Левый и правый рычаги 5 подбивочного блока с помощью шарниров 6 крепятся на раме 1. В нижней части рычагов 5 закреплены подбойки 7. С помощью пальца 8 левый рычаг 5 соединен с гидроцилиндром 9 обжатия, который в свою очередь штоком 10 соединен с правым рычагом 5 посредством эксцентрикового вала 11 с эксцентриситетом е, снабженного отдельным приводом вращения, например гидромотором (не показани).

На эксцентриковом валу 11 также закреплен дебаланс 12 массой m на расстоянии, равном радиусу г от центра вращения.

Дебаланс 12 установлен так, что его масса направлена в сторону, противоположную эксцентриситету е эксцентриковога вала 11 относительно центра его вращения с частотой в.

Шток 10 гидроцилиндра обжатия соединен с поршнем 13, Кроме того рычаги 5 соединены с рамой

1 блока пружинами 14 через пальцы 15, а шарниры 6 крепления рычагов 5 на раме делят рычаги в соотношении b;d, что определяет соотношение эксцентриситета е и амплитуды а колебания подбоек 7, . В процессе виброуплотнения балласта подбоек 7 за период колебаний Т испытывают периодическое поперечное воздействие от усилий отпора балласта R< и В, которые появляются на верхних концах рычагов 5

35 ао

55 усилием Р, где также действует центробежное усилие Q от дебаланса 12.

Подбивочный блок работает следующим образом.

Приводится во вращение эксцентриковый вал 11 от собственного привода (не показан), Вращающийся эксцентриковый вал

11 через шток 10 и гидроцилиндр 9, а затем и через рычаги 5, качающиеся на шарнирах

6 и удерживаемые в вертикальном положении пружинами 13, передает колебательное движение подбойкам 7, При поднятом положении рамы 1 (фиг.1) путевая машина 2, перемещаясь вдоль строящегося участка пути, останавливается подбивочным блоком над шпалой, после чего гидроцилиндром 4 рама 1 опускается.

Во время опускания подбивочного блока вибрирующие подбойки 7 углубляются и взаимодействуют в балластом, уплотняя прилегающие к подбойкам зоны балласта. В процессе уплотнения производится обжатие балласта под шпалами подбойками 7„ для чего верхние части рычагов 5 расталкиваются гидроцилиндром 9, Далее рабочие операции происходят в обратном порядке.

Производится разжатие вибрирующих подбоек 7 гидроцилиндром 9 и подъем рамы

1 подбивочного блока гидроцилиндром 4 в верхнее положение. Затем путевая машина

2 перемещается к следующей рабочей зоне до установки подбивочного блока над следующей lllilBtlOA.

Кинематику движения колеблющихся элементов подбивочного блока и, в частности, верхних частей рычагов 5, соединенных через эксцентриковый вал 11 и гидроцилиндр 9 обжатия, можно проследить по схемам взаимодействия элементов подбивочного блока в двух положениях вращающегося эксцентрикового вала 11 с закрепленным на нем дебалансом 12 (фиг,3 и 4), где в обоих случаях шток 10 гидроцилиндра 9 обжатия находится в выдвинутом не до конца состоянии, При вращении эксцентрикового вала 11 точка крепления штока 10 к зксцентриковому валу (т. С) вращается вокруг точки крепления верхней части правого рычага 5 к эксцентриковому валу(т, Д) по радиусу, равному эксцентриситету е вала. При этом pGcстояние между верхними точками рычагов 5 (т. В и т. Д) периодически увеличивается и уменьшается (с частотой, определяемой частотой вращения эксцентрикового вала) на величину 2е, что вызывает колебательные движения подбоек 7 как навстречу друг другу, так и в разные стороны, причем рычаги 5 колеблются на шарнирах 6 (т. А и т. Е) цент. 1594239

10

25 рабочей жидкости. Эти перемещения Л! 45

55 рального положения, в котором удерживаются пружинами 14, Размах колебаний а распределяется между левой и правой подбойками 7, исходя из равной жесткости левой и правой пружины 14, т.е. поровну.

При заглублении в балласт колеблющихся подбоек 7 последние испытывают на себе усилия отпора балласта как при движении навстречу друг другу, так и при движении в противоположные стороны, причем усилия отпора увеличиваются при движении подбоек в крайние положения, в кото-. рых достигают максимальных значений, и уменьшаются до нулевых в нейтральных положениях рычагов 5, Необходимость преодоления усилий отпора балласта вызывает возникновение на верхних точках (B — С) рычагов соответствующих усилий Р, определяемых соотношением частей Ь:d рычагов 5 относительно шарниров 6 и изменяющихся по величине от

0 до Рмакс в процессе колебаний.

Изменение величины усилия Р, возникающего на конце штока 10 гидроцилиндра

9 обжатия при вращении эксцентрикового вала 11, показано в виде графика (фиг.5), исходной точкой которого служит положение подбивочного блока (фиг.3), в котором усилие отпора балласта равно нулю (на фиг,4 эксцентрик преодолел 1/4 Т цикла колебаний и рычаги 5 находятся в крайнем положении и усилие отпора балласта вызывает максимальное по величине усилие P).

Таким образом, шток 10 гидроцилиндра

9 обжатия в процессе колебаний подбоек 7 периодически испытывает толкающе-вытягивающие усилия P со стороны эксцентрикового вала 11, вызванные отпором балласта. Шток 10 в свою очередь, воздействуя на поршень 13 гидроцилиндра 9 обжатия, вызывает периодически то в поршневой, то в штоковой полостях некоторое перемещение поршня, а с ним и штока 10 относительно гидроцилиндра 9 за счет упругости штока 10, зависимые от давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах 9, по величине сопоставимы с эксцентриситетом е вала 11, а при заглублении подбоек 7 в балласт и обжатие последнего под шпалой, когда усилие Р отпора балласта значительно возрастает Л!, достигает величины, близкой к Л I, что снижает амплитуду колебаний подбоек

7, а с нею и эффект уплотнения.

С такой же частотой си вращается вокруг т, Д закрепленный на эксцентриковом валу дебаланс 12 массой m. При вращении дебаланса 12 на эксцентриковый вал 11; а следовательно, и на соединенные с ним вер30

40 хнюю часть правого рычага 5 и на шток 10 гидроцилиндра 9 обжатия действуют постоянное по величине (при постоянной в) и переменное по направлению центробежное усилие Q, величина которого при известном радиусе r вращения массы m дебаланса оп ределяется: Q = m в r. г

В определенном положении подбивочного блока (фиг,3) усилие Q направлено перпендикулярно оси  — С гидроцилиндра 9 обжатия и не воздействует на шток 10 вдоль его оси. Однако, при дальнейшем дебалансе

12 в процессе колебаний в сторону положения, изображенного на фиг.4, составляющая усилия Q, спроецированная на ось В—

С гидроцилиндра 9 возрастает до величины

Q (фиг.4), При дальнейшем повороте усилие от дебаланса 12, воспринимаемое штоком

10, убывает до нулевого значения, а затем вновь возрастает, но уже в противоположном направлении, стремясь выдвинуть шток

10 из гидроцилиндра 9 обжатия.

Изменение величины спроэцированной на ось  — С гидроцилиндра 9 составляющей центробежного усилия 0 от дебаланса 12 изображено в виде графика (фиг.6), исходной точкой кото рого служит положение подбивочного блока, изображенное на фиг.3, в котором составляющая усилия 0 равна нулю.

Анализируя графики изменения воздействующих на шток 10 гидроцилиндра обжатия 9 усилий (фиг.5 и 6), видно, что усилие отпора балласта и усилие от дебаланса воздействуют на шток 10 в противофазе, следовательно и перемещение Л 1и Л 0 направлены в противоположные стороны. Следовательно для исключения снижения номинальной амплитуды колебания подбоек 7 при их эаглублении в балласт, т.е. для повышения качества уплотнения балласта, необходимо, чтобы перемещения поршня 13 гидроцилиндра 9 обжатия взаимокомпенсировались, т.е. Л i = Л а. или, если пренебречь разностью площади поршня 13 со стороны поршневой полости и со стороны штоковой полости гидроцилиндра 9, условием неподвижности штока 10 является равенство воздействующих на него усилий P = Q.

Усилие P упрощенно определяется по отпору балласта:

Р = — R, б тогда условие равенства усилий на штоке 10 принимает вид — R =туг

1594239

Как видно из полученной формулы, степень уплотнения балласта, определяемая через площадь рабочих поверхностей подбоек 7 усилием R. а следовательно, и качество уплотнения, зависит прямопропорционально от частоты колебаний подбоек 7, т.е. частоты вращения эксцентрикового вала 11 с дебалансом 12.

Кроме рассмотренных усилий на шток

10 на протяжении периода колебаний 1 действуют и другие менее значительные силы (инерционность рычагов, подбоек, других движущихся элементов, реакции элементов гидропровода и др,), что потребует для каждой конкретной конструктивной схемы подбивочного блока некоторой сдвижки дебаланса 12 с направления, противоположного эксцентриситету е вала 11, с целью оптимизации системы.

Формула изобретения

Подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами, включающий в себя раму. размещенную на путевой машине, 5 рычаги с подбойками, шарнирно закрепленные на раме и соединенные с последней пружинами, гидроцилиндр обжатия и эксцентриковый вал с приводом, установленный в верхней части одного из рычагов, 10 причем гидроцилиндр одним концом шарнирно соединен с верхней частью одного из рычагов, а другим — с эксцентриковым валом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества уплотнения балласта

15 путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек, он снабжен установленным на эксцентриковом валу дебалансом с центром масс, расположенным противоположно эксцентриситету указанного вала.

1594239

Фиг. Л

1594239

Составитель В,Гутиков

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор И.Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2815 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5