Гидросистема подбивочного блока шпалоподбивочной машины

 

Использование: в приводах вибрационных машин, уплотняющих балласт под шпалами железнодорожного пути. Сущность изобретения: гидросистема подбивочного блока содержит источник постоянного давления, гидроцилиндры сжима-разжима 4, 5 и 2, 3 соответственно наружных и внутренних шпалоподбоек, цилиндр-преобразователь 9 давления жидкости, гидрораспределители 6 - 8 потока жидкости, клапаны - редукционный 14, предохранительный 15, обратные 10 - 13, дроссель 16 с обратным клапаном. В сливной магистрали гидрораспределителя 6 размещен предохранительный клапан 15. В линии, соединяющей этот гидрораспределитель со штоковыми полостями гидроцилиндров 2 и 3, размещен обратный клапан 13. Штоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 соединяются с напорной магистралью 1 через обратный клапан 12. Кроме того, в цилиндр-преобразователь 9 встроен обратный клапан 10, разобщающий бесштоковую полость цилиндра-преобразователя и штоковые полости гидроцилиндров 4 и 5, кторые соединены со штоковой полостью цилиндра-преобразователя через дроссель 16 с обратным клапаном, причем дроссель задерживает движение жидкости, вытесняемой из цилиндра-преобразователя 9. Обратный клапан 10 принудительно открывается поршнем цилиндра-преобразователя 9 в конце хода при сжиме шпалоподбоек. 2 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, преимущественно к приводам подбивочных, вибрационных машин, уплотняющих балласт под шпалами железнодорожного пути.

Известна гидросистема подбивочного блока шпалоподбивочной машины, выбранная в качестве прототипа, содержащая источник текущей среды под постоянным давлением, гидроцилиндры сжима-разжима внутренних и наружных подбоек, распределители потока жидкости, редукционный и обратный клапаны, дроссель с обратным клапаном.

Противодавление, необходимое для стабилизации амплитуды колебаний подбоек, создается соединением штоковых полостей гидроцилиндров сжима-разжима наружных подбоек с напорной магистралью и подключением к поршневым полостям гидроцилиндров сжима-разжима внутренних подбоек насосно-аккумуляторной установки, содержащей насос, гидроаккумулятор, предохранительный и переливной клапаны.

Недостатками прототипа являются низкая жесткость, вследствие чего при контакте подбоек с балластом происходит просадка поршня в гидроцилиндрах сжима-разжима подбоек, что снижает амплитуду колебаний рабочих площадок подбоек, что отрицательно сказывается на производительности машины и качестве уплотнения балласта, а также насосно-аккумуляторная установка, подключенная к поршневым полостям гидроцилиндров сжима-разжима внутренних подбоек, совершает полезную работу только в режиме разжима, что приводит к непроизводительной затрате мощности двигателя.

Целью изобретения является повышение производительности подбивочной машины и улучшение условий эксплуатации гидросистемы за счет повышения ее жесткости, осуществления сжима наружных и разжима внутренних подбоек путем соединения рабочих полостей гидроцилиндров сжима-разжима с источником постоянного давления, а также повышение надежности работы, снижение себестоимости производства подбивочной машины за счет уменьшения количества узлов и комплектующих.

Указанная цель достигается тем, что гидросистема подбивочного блока шпалоподбивочной машины, содержащая источник текучей среды под постоянным давлением, гидроцилиндры сжима-разжима внутренних и наружных шпалоподбоек, дроссель с обратным клапаном, включенный в магистраль, сообщенную со штоковыми полостями гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек, двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель для сообщения полостей гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек с напорной или сливной магистралью, двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель для сообщения бесштоковых полостей гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек с напорной или сливной магистралью и редукционный клапан, дополнительно содержит цилиндр-преобразователь давления с обратным клапаном в корпусе, третий двухпозиционный гидрораспределитель, предохранительный клапан и три обратные клапана, причем редукционный клапан установлен на входе третьего гидрораспределителя, соединяющего бесштоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек в одной из позиций с напорной магистралью, а в другой со сливной, предохранительный клапан включен в сливную магистраль от указанного гидрораспределителя для сообщения бесштоковых полостей гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек со сливной магистралью, штоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек соединены через обратный клапан указанного дросселя со штоковой полостью цилиндра-преобразователя давления, бесштоковая полость которого соединена через редукционный клапан и указанную одну из позиций третьего гидрораспределителя с бесштоковыми полостями гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек, а через обратный клапан цилиндра-преобразователя давления - со штоковой полостью этого цилиндра, причем третьим гидрораспределителем в одной из позиций соединен редукционный клапан со сливной магистралью, а в другой эта магистраль перекрыта. Указанным двупозиционным четырехлинейным гидрораспределителем в одной из позиций соединены штоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек с напорной магистралью, а бесштоковые - со сливной, а в другой позиции бесштоковые полости этих гидроцилиндров соединены с напорной магистралью, а штоковые полости отсечены одним из обратных клапанов от сливной магистрали и через второй обратный клапан соединены с напорной магистралью, при этом третьим обратным клапаном напорная магистраль отделена от входа редукционного клапана и бесштоковой полости цилиндра-преобразователя давления.

На фиг.1 представлена кинематическая схема подбивочного блока; на фиг.2 - схема гидросистемы подбивочного блока.

Гидросистема подбивочного блока содержит напорную магистраль 1, соединенную с источником текучей среды постоянного давления, гидроцилиндры сжима-разжима 2, 3 и 4,5 соответственно внутренних и наружных подбоек, гидрораспределители 6-8 потока жидкости, цилиндр-преобразователь 9 давления жидкости со встроенным в него обратным клапаном 10, обратные клапаны 11-13, редукционный клапан 14, предохранительный клапан 15, дроссель 16 с обратным клапаном; сливную магистраль 17, маслопроводы 18-30.

Гидросистема работает следующим образом.

Сжим подбоек происходит при включении электромагнитов гидрораспределителей 6 и 7.

При включении электромагнитов гидрораспределителя 6 маслопровод 28 соединяется с напорной магистралью 1, обратный клапан 13 (по формуле - первый обратный клапан) открывается и жидкость под давлением поступает в маслопровод 26 и далее в штоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 сжима-разжима внутренних подбоек. При этом из поршневых полостей этих гидроцилиндров жидкость выжимается в маслопровод 25, соединенный распределителем 6 с маслопроводом 27, и далее на вход предохранительного клапана 15 и в сливную магистраль 17. Предохранительный клапан 15 выполняет функцию подпорного, создавая при сжиме некоторое давление (определяемое условиями эксплуатации) в поршневых полостях гидроцилиндров 2 и 3, препятствуя снижению амплитуды колебаний.

При включении электромагнита гидрораспределителя 7 маслопровод 19 соединяется с маслопроводом 23. Жидкость из напорной магистрали 1, пройдя через третий обратный клапан 11 и редукционный клапан 14, поступает в маслопровод 19, а далее в маслопровод 23 и поршневые полости гидроцилиндров 4 и 5 сжима-разжима наружных подбоек. Из штоковых полостей этих гидроцилиндров жидкость вытесняется в маслопровод 29, откуда, минуя дроссель 16, через обратный клапан - в штоковую полость цилиндра-преобразователя 9. Из поршневой полости цилиндра-преобразователя 9 жидкость выжимается в маслопровод 20 и далее на вход редукционного клапана 14 и через гидрораспределитель 7 в поршневые полости гидроцилиндров 4 и 5. Давление в штоковых полостях гидроцилиндров 4 и 5 поддерживается повышенным относительно давления в напорной магистрали 1, оно определяется отношением площадей поршня поршневой и штоковой полостей цилиндра-преобразователя 9. При сжиме подбоек поршень цилиндра-преобразователя 9 может выбрать объем поршневой полости. В этом случае поршень принудительно откроет обратный клапан 10, образуя дросселирующую щель между запорным элементом клапана и седлом. Жидкость начнет перетекать из маслопровода 21 в поршневую полость цилиндра-преобразователя 9 и далее в маслопровод 20, на вход редукционного клапана 14. За счет дросселирования обратного клапана 10, принудительно открытого поршнем цилиндра-преобразователя 9, в маслопроводах 21, 22 и 29, а также в штоковых полостях цилиндра-преобразователя 9 и гидроцилиндров 4 и 5 поддерживается давление, повышенное относительно давления в напорной магистрали 1, оно определяется условием статического равновесия поршня цилиндра-преобразователя 9. При нарушении равновесия сил, действующих на поршень цилиндра-преобразователя 9, он смещается, тем самым увеличивая открытие клапана 10 или уменьшая его. Соответственно снижается или повышается давление в маслопроводах 21, 22 и 29 и штоковых полостях гидроцилиндров 4 и 5 и цилиндра-преобразователя 9.

Третий гидрораспределитель 8 позволяет осуществить два режима работы гидросистемы при сжиме. В одной из позиций он соединяет со сливной магистралью 17 маслопровод 18. При этом редукционный клапан 14 понижает давление в маслопроводе 30 в соответствии с настройкой.

В другой позиции выход жидкости из маслопровода 18 перекрыт и редукционный клапан 14 пропускает через себя поток без изменений.

По окончании рабочего хода сжима происходит разжим подбоек. Для этого отключаются электромагниты гидрораспределителей 6 и 7, гидрораспределители возвращаются в исходное положение. При этом гидрораспределитель 6 соединяет маслопровод 25 с напорной магистралью 1 и маслопровод 28 с маслопроводом 27. Жидкость под давлением поступает в поршневые полости гидроцилиндров 2 и 3, а из штоковых полостей жидкость выжимается в маслопровод 26. Обратный клапан 13 препятствует проходу жидкости в гидрораспределитель 6 и она выжимается через маслопровод 24 и второй обратный клапан 12 в напорную магистраль 1.

Гидрораспределитель 7 соединяет маслопровод 23 со сливной магистралью и жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 4 и 5 вытесняется на слив. В поршневую полость цилиндра-преобразователя 9 поступает жидкость под давлением из напорной магистрали 1 через обратный клапан 11 и маслопровод 20. Из штоковой полости цилиндра-преобразователя 9 жидкость поступает через дроссель 16 в маслопровод 29 и далее в штоковые полости гидроцилиндров 4 и 5. Дроссель 16 замедляет движение поршня цилиндра-преобразователя 9 с тем, чтобы часть жидкости, потребной для разжима наружных подбоек, поступила из напорной магистрали 1 через обратный клапан 11, маслопровод 20, обратный клапан 10, маслопроводы 21 и 29 в штоковые полости гидроцилиндров 4 и 5. Это позволяет значительно уменьшить объем цилиндра-преобразователя. После завершения разжима поршни гидроцилиндров 4 и 5 становятся на упор, давление в штоковых полостях гидроцилиндров 4 и 5, маслопроводах 21, 22 и 29 выравнивается с давлением в штоковой полости цилиндра-преобразователя 9, которое повышено по сравнению с давлением в напорной магистрали 1 и определяется отношением площадей поршневой и штоковой полостей цилиндра-преобразователя 9. Повышенное давление надежно прижимает поршни гидроцилиндров 4 и 5 к упорам и обеспечивает стабилизацию амплитуды колебаний подбоек.

Поршни гидроцилиндров 2 и 3, став после разжима на упор, прижимаются к нему давлением напорной магистрали 1. В штоковых полостях гидроцилиндров 2 и 3 давление отсутствует, так как обратный клапан 12 отсекает их от напорной магистрали 1. Таким образом, стабилизация амплитуды колебаний подбоек обеспечивается более высоким давлением, чем у прототипа.

Обратный клапан 11 отсекает цилиндр-преобразователь 9 и клапан 14 от напорной магистрали, тем самым сохраняя давление, необходимое для стабилизации амплитуды колебаний шпалоподбоек при падении давления в общей гидросистеме, что возможно в процессе работы машины.

Анализ работы предлагаемой гидросистемы показал, что по сравнению с прототипом снижаются затраты мощности вследствие исключения отдельного насоса, уменьшается выделение тепла, повышается быстродействие цилиндров сжима-разжима подбоек вследствие подключения поршневых полостей гидроцилиндров внутренних подбоек к напорной магистрали, стабилизация амплитуды колебаний подбоек достигается за счет повышенного по сравнению с прототипом давления в гидроцилиндрах сжима-разжима наружных подбоек, в результате повышается эффективность гидросистемы.

Формула изобретения

ГИДРОСИСТЕМА ПОДБИВОЧНОГО БЛОКА ШПАЛОПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащая источник текучей среды под постоянным давлением, гидроцилиндры сжима-разжима внутренних и наружных шпалоподбоек, дроссель с обратным клапаном, включенный в магистраль, сообщенную со штоковыми полостями гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек, двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель для сообщения полостей гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек с напорной или сливной магистралью, двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель для сообщения бесштоковых полостей гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек с напорной или сливной магистралью и редукционный клапан, отличающаяся тем, что она снабжена цилиндром-преобразователем давления с обратным клапаном в корпусе, третьим двухпозиционным гидрораспределителем, предохранительным клапаном и тремя обратными клапанами, при этом редукционный клапан установлен на входе третьего гидрораспределителя, соединяющего бесштоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек в одной из позиций с напорной магистралью, а в другой - со сливной, предохранительный клапан включен в сливную магистраль от указанного гидрораспределителя для сообщения бесштоковых полостей гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек со сливной магистралью, штоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек соединены через обратный клапан указанного дросселя со штоковой полостью цилиндра-преобразователя давления, бесштоковая полость которого соединена через редукционный клапан и указанную одну из позиций третьего гидрораспределителя с бесштоковыми полостями гидроцилиндров сжима-разжима наружных шпалоподбоек, а через обратный клапан цилиндра-преобразователя давления - со штоковой полостью этого цилиндра, причем третьим гидрораспределителем в одной из позиций соединен редукционный клапан со сливной магистралью, а во второй эта магистраль перекрыта, указанным двухпозиционным четырехлинейным гидрораспределителем в одной из позиций соединены штоковые полости гидроцилиндров сжима-разжима внутренних шпалоподбоек с напорной магистралью, а бесштоковые - со сливной, а во второй позиции - бесштоковые полости этих гидроцилиндров с напорной магистралью, а штоковые полости отсечены одним из обратных клапанов от сливной магистрали и через второй обратный клапан соединены с напорной магистралью, при этом третьим обратным клапаном напорная магистраль отделена от входа редукционного клапана и бесштоковой полости цилиндра - преобразователя давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2