Способ выправки железнодорожного пути и машина для его реализации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (n>865137

Союз Совазскнк

Соцнаиистичасник

Рвснубюе (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 2405.74 (21) 2030049/29-11 (23) Приоритет " (32) 25.05.73 (31) A4627/73 (33) Австрия (51) м. кл.з

Е 01 В 27/17

Государствеиимй комитет

СССР по делам изебретеиий и отк м4ий

Опубликовано 15.0981. Бюллетень ¹ 34 (5З) НЖ625. 144.5 (088. 8) Дата опубликования описания "5.0981

Иностранец ., " ; щ„ g

Иозеф Тойрер (Австрия)

"EXP))."р (р, . t

Иностранная фирма i 4b.JJH > Г,";м., "Франц Плассер Банбаумашинен.-Индустригеэельшаф мбХ-". (ABcTpHH) (12) Автор изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ВЫПРАВКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО НУТ

И МАШИНА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭТОГО СПОСОБА

Изобретение относится к строительству и ремонту железнодорожного пути и, в частности, касается его выправки. 5

Известен способ выправки железнодорожного пути, заключающийся в том, что поднимают путь на требуемую величину, удерживают его в этом положении посредством фиксирующего устройства и производят уплотнение балласта в зоне пересечения рельсов и шпал посредством вибрации и давления, передаваемых рабочим органом, до упора каждого участка пути в фиксирующее устройство f1) .

Давление, передаваемое рабочим органом на путь, постоянно на всем прбтяжении выправляемого участка пути,независимо от величины его подъе- 2О басф, что приводит к неравномерному уплотнению балласта и, вследствие этого, некачественной выправке пути.

Известна машина для выправки железнодорожного пути, содержащая само-25 ходное шасси, подбивочные инструменты с виброприводами и приводами обжатия балласта, смонтированные на раме шасси с воэможностью перемещения в вертикальной плоскости приво дом и расположенные перпендикулярйо и параллельно продольной оси машины и с обеих сторон от нее, установленный на раме шасси вблизи подбивочных инструментов путеподъемник с приводом перестановки его по высоте, а также смонтированные на раме шасси устройство блокировки привода путеподъемника, гидросистему, блок управления и систему отсчета, включающую в себя измерительные тележки и тро- сы-хорды, связывающие указанные тележки, датчики положения пути в продольном профиле, связанные с соответствующими тросами -кордами и, указанным приводом путеподъемника через устройство его блокировки, причем блок управления электрически. связан с системой отсчета, приводом перестановки путеподъемника и приводами об— жатия балласта (2) .

Цель изобретения — повышение качества выправки пути °

Для достижения этой. цели давление рабочего органа на балласт устанавливают пропорциональным величине подьемки пути на каждом участке.

Кром того, машина для реализации предлагаемого способа снабжена запа865137 минающим блоком, клапаном регулировки давления, электрогидравлическим клапаном и концевым выключателем, причем каждый датчик положения пути в продольном. профиле через запоминающий блок и клапан регулировки давле ния связан с напорной магистралью гидросистемы, а через концевой выключатель и электрогидравлический клапан — с соответствующими приводами обжатия балласта °

При этсВе устройство блокировки привода перестановки путеподъемника по высоте содержит пороговый переклкачатель, соединенный электрически с датчиком положения пути в продольном профиле, и запорный клапан, связанный с. указанным приводом путеподъемника.

Кроме того, запоминающий блок соединен с клапаном регулировки давления и содержит элемент сравнения, датчик перемещения и мотор, включенный между элементом сравнения и указанным дат.— чиком перемещения.

На фиг. 1 изображена машина для выправки железнодорожного пути, вид сбоку,;. на фиг. 2 — устройство выправки этой машины, вид сверху; на фиг.

3 - диаграмма распределения отклонений, конечного давления подбивки и достигнутых коэффициентов уплотнения обработанного участка пути; на фиг.

4 †.диаграмма ошибок по высоте и конечных давлений, соответствующих от.дельным значениям ошибок; на фиг. 5» упрощенная схема устройства управления машиными на фиг. 6 — схема устройства управления со следящим мотором.

Машина для выправки железнодорожного пути представляет собой самоходное шасси 1, перемещаемое по пути 2, состоящему из шпал и рельсов. Машина для уплотнения балласта под шпалами

3 пути имеет установленные на пере-. ставляемом по высоте носителе 4 подбивочные инструменты 5, которые могут приводиться в колебательное движение виброприводом 6 и посредством приводов 7 обжатия балласта могут, сближаться друг с другом в направлении к подбиваемой шпале. С обеих длинных сторон шпалы установлены подбивочные инструменты 5, а также предусмотрены дополнительные подбивочные инструменты 8 с каждого иэ торцов подбиваемой шпалы. Причем все инструменты укреплены на,носителе 4 подбивочных инструментов..Подбивочные инструменты 8 служат при этом для того, чтобы при асинхронной подбивке шпалы (уплотнении балласта под ней) предотвратить уход балласта вдоль шпалы наружу, и они посредстэом собственных приводов 9 обжатия балласта могут переставляться в направлении, перпендикулярном пути. Однако можно машину для выправки пути, оборудовать одним носителем подбивоч ного инструмента, который несет подбивочные инструменты для одновременной подбивки двух соседних шпал, как это показано на фиг. 2 тонкими линияДля нивелирования пути машина оборудована системой отсчета 10, которая имеет две, по одной для каждой рельсовой нити базовой прямой, выполненной, например, в виде проволочного троса. Для определения отклонения пути 2 от системы отсчета 10 установлены независимо перемещаемые ,по высоте от рамы шасси 1 и вдоль пути измерительные датчики 11 положения пути в продольном профиле, напри>5 мер регулируемые емкости или сопротивления. Измерительные датчики 11 определяют положение системы отсчета

10 посредством охватывающих базовую прямую вилкообразных рычагов. КонечgQ ные точки этих прямых, а также измери60

65 с помощью диаграммы на фиг. 3, по горизонтальной оси расстояния показаны с сильным искажением (э большем масштабе) . Средняя диаграмма показывает профильодовольно длинного участка пути, причем в направлении вертикальтельные датчики 11 движутся по рельсам с помощью собственных тележек, которые при транспортных перемещениях машины могут быть приподняты над рельсамиi

Для подъема пути 2 по ходу движения перед подбивочными инструментами

5 и 8 установлен путеподъемник 12, который посредством привода 13, например гидравлического цилиндра, может перемещаться по высоте. Путеподь.— емник 12 выполнен как фиксирующее путь устройство. Чтобы. избежать возможного подъема пути выше нужного уровня в области подбивочного инструмента, путеподъемник должен размещаться как можно ближе к месту подбивки.

Машина может быть. также дополнительно оборудована фиксирующим путь устройством непосредственно в области

40,подбиваемой шпалы или шпал. Для выправления пути в поперечном направлении машина добавочно оборудована ба" зовой прямой 14 и выправляющими инструментами, которые в показанном примере выполнения могут быть совмещены с путеподъемником.

Приводы 6,7 и 9 подбивочных инструментов и привод 13 путеподъемника

12, измерительный датчик 11, а также срабатывающий. IIpH CII cKBHHH HocHTeJIII

4 подбивочного инструмента концевой выключатель 15 соединены с блоком управления 16 для пропорционального уплотнения балласта высоким давлением. Для контроля работы и для установки или коррекции блока управления.

16 обслуживающим персоналом на раме шасси установлены ручной пульт управления 17 и контрольные приборы 18.

Способ выправки пути поясняется

865137 ной оси диаграммы отложены отклонения (ошибки) по высоте ь f — разность уежду заданным и фактическим положе-) ниями пути в профиле. Чтобы под нагрузками при работе после подбивки шпал этого участка получить равно. мерную его осадку, давление в приводах 7 и 9 подбивочного инструмента

5 и 8, при котором оканчивается их движение, выбирается с учетом ошибки по высоте hf . На нижней диаграмме показаны конечные давления P для некоторых мест этого участка пути, которые пропорциональны местным величинам подъема и величине д f, (изображены в виде стрелок). При конечном давлении Р производится подбивка 15 шпал, которые находятся на нулевой или близкой к нулевой величине д f

Иэ верхней диаграммы (фиг. 3) можно увидеть, что за счет уплотнения .балласта методом пропорциональной под- 20 бивки высокого давления с показанными на диаграмме конечными давлениями получается плавное распределение эоны уплотнения, пропорциональное профилю -с различным коэффициентом уплот- 25 нения VG балласта. Причем при подбивке одной. шпалы всегда обеспечивается минимальный коэффициент уплотнения, например VGO.

Вызываемая нагрузками на балласт осадка пути определяется конечными давлениями подбивки, но также зави. сит от количества уплотняемого балласта, его пористости, удельного ве-а также профиля пути после вып- 35 равки. Особенно первые нагрузки вызывают в большинстве случаев сильную остаточную деформацию выправленного пути, тогда как последующие деформации в основном пропорциональны логарифму числа последующих нагружений, -4O например числа проходящих по участку осей. Эксперименты показывают, что изменения удельного веса балласта под шпалами после подбивки, вызываемые прохождением поездов над недопод" 45 битыми шпалами, в основном происходят пропорционально логарифму суммарной нагрузки.

Изменение удельного веса или коэффициента Уплотнения балласта под шца 5р лами зависит от количества балласта, подлежащего уплотнению, которое в основном пропорционально разности

gf положений пути. Поэтому существенным является уплотнение балласта под шпалой в пропорциональной зависимости от величины подъема пути. Балласт под шпалами, которые необходимо поднять на большую величину вследствие большой разности между заданным и фактическим положениями пути, уплот- 60 няется с большим давлением, чем балласт, находящийся под шпалами, которые должны быть подняты на небольшую величину. Поэтому всегда имеет место больший или меньший коэффициент уп- 65 дотнения или больший или меньший sea в единице объема балласта. Эа счет создания непрерывного распределения зоны уплотнения, пропорциональной профилю пути на довольно длинных era участках с различными коэффициентами уплотнения за счет пропорциональной подбивки с высоким давлением, можно получить различную осадку пути пор действием нагрузки проходящих поездов. Например, те участки пути, где за счет больших величин подъема уплотняются большие количества балласта при подбивке (вследствие большего коэффициента уплотнения балласта перед первыми нагрузками), имеют в процентном отношении к первоначальнрй ошибке ь f меньшие осадки и в большинстве случаев осаживаются медленнее, чем участки, в которых эа счет мень-. ших величин подъема уплотнено меньшее количество балласта и сознательно создавался меньший коэффициент уплотнения.

Так как изменения коэффициента уплотнения или удельного веса балласта за счет нагрузок при работе зависят от уплотненного при подбивке количества балласта, которое пропорционально ошибке по высоте а f то при создании зоны уплотнения с одинаковым коэффициентом уплотнения вновь возникли бы различные осадки пути, в противоположность этому при пропорциональной подбивке высокого давления(верхняя диаграмма на фиг. 3)полу.чается зона уплотнения с различнымипропорциональными степени подъема или.количеству балласта — коэффициентами уплотнения. За счет этого можно получить при большом количестве циклов нагрузки, например большом количестве проходящих осей, равномерный удельный вес или равномерную осадку балласта и, следовательно, равномерную осадку пути ° для задания конечного давления подбивки могут применяться датчики давления — месдозы и т.п. для определения коэффициента уплотнения могут проводиться измерения с вжиманием пластинки или измерения усадки. Кро.ме того, коэффициент уплотнения может быть определен через измерения удельного веса посредством радиоактивных изотопов или по способу вытеснения воды.

На фиг. 4 (увеличенный масштаб) изображен разрез профиля довольно длинного участка пути. Причем по оси S отложены расстояния вдоль пути, а по вертикальной оси диаграммы нанесены ошибки пО высоте д f или конечные давления уплотнения P. Величина превышения, на которую давления Р, Р и т.д. берутся больше Р, в каждом случае, отмечена стрелками. Из схемы видно, что конечное давление подбивки в тех местах, в которых путь на)р865137 дится приблизительно в нулевом положении, вобщем. одинаково и равно величине Р, которая выбирается, например, в зависимости от состояния балласта, тогда, как давления Р и Р соответственно ошибке по высоте дf (см. ход кривой) увеличиваются. на по.казанную стрелками величину до мак"имального конечного давления подбивши Р4, в области максимальной ошибки

;.ло, высоте, которое сильнее уплотняет балласт иля так увеличивает его удельный вес, что он превышает величины удельного веса балласта под шпалами в области конечных давлений Р, РЗ или Рб., P . Несмотря на высокое конечное давление подбивки Р<, можно 15 обеспечить требуемое положение пути, -так как путь фиксируется в номинальном положении, чем создается упор во ,время пропорциональной подбивки вы-. соким давлением. При дальнейшей обра- 2О ботке этого пути конечные давления подбивки Р и Р снова уменьшаются цо величины конечного давления Р„ в той области, где путь приближенно находится в нулевом положении. 25

Фиг.5 показывает упрощенную схему блока управления.16 на фиг. 1. Служащий входным звеном цепи управления измерительный датчик 11 соединен с источником напряжения 19,. чтобы соответственно положению датчика относительно системы отсчета 10 выдавать пропорциональное ошибке электрическое напряжение кли сигнал по проводу

20 . Провод 20 соединяет через усилитель и реле 21 измерительный датчик с запоминающим блоком 22, который предназначен для запоминания последнего наибольшего отклонения (ошибки) по высоте пути и соединен с клапаном регулировки давления 23, например 40 электрогидравлическим сервоклапаном, который в цепи управления является исполнительным звеном. Клапан регулировки давления 23 расположен в магистрали подачи жидкости под давлением 45 между маслобаком 24 и приводами .7 или 9. Измерительный датчик 11 через провод 20 соединен с пороговым переключателем 25, чтобы при появлении нулевого сигнала возбуждать электрогидравлический клапан 26, который работает как запорный клапан так, чтобы привод 13 путеподъемника 12 мог фиксироваться в нулевом или номинальном положении пути. Переключатель 25 может иметь также второй выход, который.55 связан с электрогидравлическим клапаном 27, работающим в качестве испол нительного звена, который включен в магистраль между насосом 28 для аодечи гидравлической жидкости под давле- Щ нием к приводу 13 путеподъемника 12, выполненному в виде гидравлического цилиндра. .Работа устройства, с помощью которого может быть реализован предла- 65 гаечный способ, происходит следующим образом.

Идущий от измерительного датчика

11 сигнал запоминается в блоке 22 до тех пор, пока при опускании носителя 4 подбивочного инструмента для подбивки шпалы 3 не сработает концевой выключатель 15, который запитывает обмотку реле 21 и прекращает передачу сигнала с измерительного датчика 11 к блоку 22. Последнее запомненное значение, соответствующее местной максимальной ошибке по высоте, через усилитель подводится к клапану регулировки давления 23, который устачавливает давление в магистрали приводов 7 или 9 пропорционально запомненной в накопителе измерен-. ных значений местной максимальной ошибке по высоте. Концевой выключатель 15 вызывает также притягивание электрогидравлического клапана 29, кбторый открывает подвод гидравлической жидкости под давлением от насоса

28 из бака 24 через клапан 23 к приводам 7 или 9. В этом положении выключателя балласт под каждой шпалой уплотняется пропорционально максимальной местной величине подъема,т.е. разности между заданным и фактическим положениями, и посредством подбивки под давлением поджимается под фиксирующим устройством (путеподъемником 12) до тех пор, что получаются эоны уплотнения, пропорциональные положению пути но уровню. Если установленная на втором выходе переключателя 25 величина сигнала не превышается величиной сигнала, поступающего от измерительного датчика 11, то подъем пути происходит лишь за счет подбивки шпал с помощью подбивочного инструмента 5 или 8 за счет подъема балластом. Если сигнал с измерительного датчика превышает установленную величину сигнала, соответствующую, например, ошибке по высоте 6 мм,электрогидравлический клапан 27 эапитывается и осуществляет путем включения привода 13 подъем пути посредством путеподъемника 12 в заданное положение.

- Независимо от величины местной максимальной ошибки по высоте и сигнала измерительного датчика 11 йере кл очателем 25 обеспечивается блокировка привода 13 при достижении заданно го положения пути, и путь путеподъемником 12 фиксируется в заданном поло- жении. Как только достигается установленное клапаном 23 конечное давление подбивки, носитель подбивочно- го инструмента поднимается, отключает выключатель 15 с помощью электрогидравлического клапана 29, прерывает подачу жидкости под давлением в приводы,7 и 9. Далее посредством одновременного притяжания реле блок 22 снова соединяется с датчиком измери865137 тельных значений 11, а но время продвижения машины к следующей подбинае-. мой шпале определяется величина ошибки по высоте и максимальное ее значение для. этой шпалы и заносится н блок 22. Клапан регулировки давления

23 также может быть включен н цепи управления так,. чтобы обеспечить магистраль подачи жидкости под данлени ем для приводов 7 или 9 обратной связью с блоком 22 или соотнетствующим сумматором (блоком сравнения).

Схема, показанная на фиг. 6, работает следующим образом. Полученные с измерительного датчика 11 местные максимальные ошибки по высоте через реле 21 подводятся к исполнительному мотору 30, который осуществляет вращение винтового шпинделя и сдвиг сидящей на шпинделе гайки 31 пропорционально соответствующей ошибке по высоте. Гайка 31 служит для управления клапаном регулировки давления

23 через вилку и трос с электрическим датчиком перемещения 32, например поворотным потенциометром. Для правилвной установки гайки 31 посредством мотора 30 датчик перемещения

32 через провод обратной связи соединен с элементом сравнения 33. Таким образом, любое положение гайки 31 пропорционально выдаваемому измерительным датчиком 11 сигналу, а при его изменении оНо устанавливается мотором 30. Мотор 30 можно выполнить в виде шагового мотора, тогда показанная в примере выполнения цепь обратной связи может не понадобиться.

Выполнение машины не ограничивается данным примером выполнения с одной группой подбивочных инструментов.

С помощью машины с двумя группами подбивочного инструмента для одновре.— менной обработки двух соседних шпал может быть получен равномерный результат при работе. Хотя машины с гидравлическими приводами эффективны для реализации способа по процес:су асинхронной подбивки, в машинах можно применять также механический шпиндельный привод.

Предлагаемый способ выправки железнодорожного пути и машина для реализации этого способа обеспечивают качественную выправку пути в продольном профиле независимо от величины подъемки пути.

Формула изобретения

1. Способ выправки железнодорожного пути, заключающийся в том, что поднимают путь на требуемую величину, удерживают его в этом положении посредством фиксирующего устройства и производят уплотнение балласта в зоне пересечения рельсов и шпал посредством вибрации и давления, передаваемых рабочим органом, до упора каждого участка пути в фиксирующее устройство, о т л и ч а ю щ и, и с я тем, что, с целью. повышения качества выправки, давление рабочего органа на балласт устанавливают пропорциональным величине подъемки пути на каждом уч аст"".- °

2. Машина для реализации способа по п. 1, содержащая самоходное шасси, подбиночные инструменты с вибропричодами и приводами обжатия балласта, смонтированные на раме шасси с возмож,ностью перемещения в вертикальной ! плоскости приводом и расположенные перпендикулярно и параллельно продольной оси машины, с обеих сторон от нее, установленный на раме шасси

15 вблизи подбивочных инструментов путеподъемник с приводом перестановки его по высоте, а также смонтированные на раме шасси устройство блокировки привода путеподъемника, гидЩ росистему, блок управления и систему отсчета, включающую в себя измерительные тележки и тросы-хорды, связывающие указанные тележки, датчики положения пути в продольном профиле, связанные с соответствующими тросами-хордами и указанным приводом путе-. подъемника через устройство его блокировки, причем блок управления электрически связан с системой отсчета, приводом перестановки путеподъемника и приводами обжатия балласта, о т л и ч а ю щ а я с я тем,-что она снабжена запоминающим блоком, клапаном регулировки давления, электрогид- равлическим клапаном и концевым выключателем, причем. каждый датчик поло-. жения пути в продольном профиле через запоминающий блок и клапан регулировки давления связан с напорной магистралью гидросистемы, а через

40 концевой выключатель и электрогидравлический клапан - с соответствующими приводами обжатия балласта.

3. Машинапоп. 2, отличак -. щ а я с я тем, что устройство бло4 кировки привода пеРестановки путеподъемника по высоте содержит пороговый переключатель, соединенный электрически с датчиком положения пути, в

1продольном профиле и эапорный клапан, связанный с укаэанным приводом путеподъемника.

4. Машина по пп. 2 и 3, о т л и— ч а.ю щ а я с я тем, что запоминаю- ° щий блок соединен с клапаном регулировки давления и содержит элемент сравнения, датчик перемещения и мотор, включенный между элементом сравнения и укаэанным датчиком перемещения.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

Щ 1. ДоМбровский Н.Г. и др. Строительные и путевые машины. М., -ТраНс-порт", 1967, с ° 384-386 (прототип).

2. Патент СССР по заявке 92004028; кл. E 01 В 27/17, 26.04.73, 14.01 ° 74 (приоритет).