Устройство для замены шпал

 

Использование: при ремонте железнодорожного пути. Сущность изобретения: устройство содержит раму, опирающуюся на ходовые тележки, стрелу, установленную на раме при помощи поворотной платформы, и механизм замены шпал, установленный на стреле. На раме с возможностью перестановки по высоте приводом установлен захват для шпалы, расположенный в зоне продольной плоскости симметрии устройства. Устройство также содержит механизм для вырезки балласта, состоящий из двух кареток, установленных на горизонтальных направляющих, закрепленных на раме с обеих сторон от продольной плоскости симметрии устройства перпендикулярно ей с возможностью перемещения на роликовых опорах приводами. Каждая из кареток содержит приводные бесконечные цепи, установленные в дугообразных направляющих, закрепленных на каретках при помощи рычагов с возможностью перемещения в вертикальной плоскости гидроцилиндрами. Приводные бесконечные цепи оснащены выгребными зубьями и содержат приводную звездочку с приводом и ведомую звездочку. Захват для шпалы удерживает шпалу, а механизм для вырезки балласта вырезает балласт из - под шпалы. При повороте стрелы с механизмом замены шпалы производится поиск и захват заменяемой шпалы, а затем - ее вытаскивание. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машинам для текущего содержания пути (железнодорожного, трамвайного), в частности к машинам для замены шпал.

Известна машина для одиночной смены шпал, содержащая смонтированную на самоходной рельсовой тележке вертикальную колонну, снабженную поворотной головкой, к которой шарнирно прикреплена стрела, снабженная шпалозахватом и гидроприводом, стрела выполнена в виде пантографных устройств (авт.св. СССР N 309089, кл Е 01 D 29/10, 1971).

Недостатками данной машины являются: для извлечения и установки шпалы требуется подъемка железнодорожного пути, при этом происходит нарушение положения пути на этом участке, для восстановления пути требуется дополнительная выправка пути и подбивка балласта под шпалами, что приводит к возрастанию трудоемкости работ и увеличению затрат, связанных с задержкой эксплуатации пути; отсутствуют устройства для механизации ручных работ, связанных как с заменой шпал, так и других выполняемых при текущем содержании пути.

Известна машина для смены шпал, содержащая установленную на ходовые тележки раму, смонтированную на ней с возможностью перемещения в вертикальной плоскости приводом каретку, по меньшей мере один захват для шпалы, установленный с возможностью перемещения посредством смонтированной на каретке стрелы поперек продольной оси, для поддержания шпалы машина имеет дополнительные захваты, смонтированные на каретке в поперечной оси машины плоскости, при этом дополнительные и указанный захваты установлены с возможностью поворота в поперечной вертикальной плоскости (авт. св. СССР N 1370169, кл. Е 01 В 29/10, 1988).

Недостатками данной машины являются: усложнение конструкции, так как для смены шпал в левую или правую сторону пути имеются самостоятельные рабочие органы, включающие в себя основные и дополнительные захваты шпал и приводы их горизонтального перемещения и поворота; для извлечения и установки шпалы требуется подъемка железнодорожного пути, при этом требуется выполнение работ для восстановления пути; отсутствуют устройства для механизации ручных работ, связанных как с заменой шпал, так и других выполняемых при текущем содержании пути.

Известна машина для выемки балласта из-под рельсошпальной решетки, содержащая выгребное устройство с замкнутой цепной лентой с выгребными зубьями, состоящей из трех частей первой части с параллельными и копланарными сторонами, расположенными горизонтально; второй части с параллельными и копланарными сторонами, расположенными под острым углом к первой части, и средней части, расположенной между первой и второй частями, и цепную ленту, идущую от средней части горизонтально вдоль первой копланарной стороны первой части, огибая ее концевые ролики, и вдоль копланарной стороны первой части, где эта цепная лента направляется вверх и идет вдоль одной стороны второй части, огибая ее верхние концевые ролики, и далее вниз, вдоль противоположной стороны второй части к средней части, при этом средствами поворота первая часть замкнутой цепной ленты располагается либо в позиции параллельно пути, либо в позиции, когда первая часть располагается перпендикулярно пути. Мотор, расположенный на второй части, вращает верхний концевой ролик, который приводит в движение цепную ленту с выгребными зубьями (патент США N 4882860, кл. Е 01 В 27/04, 1990).

Недостатком данной машины являются то, что она предназначена только для выемки балласта из-под рельсошпальной решетки на большом протяжении пути и не предназначена для замены шпал по следующим причинам: во-первых, на машине отсутствуют рабочие органы и устройства для замены шпалы и, во-вторых, при повороте выгребного устройства с замкнутой цепной лентой для выгребания балласта из-под заменяемой шпалы из позиции, когда цепная лента располагается параллельно пути, в позицию, когда цепная лента располагается перпендикулярно пути, выгребное устройство производит выгребание балласта на большом участке пути по радиусу, в том числе и под шпалами, которые не подлежат замене, что недопустимо.

Наиболее близким к заявленному является устройство для замены шпал, содержащее опирающуюся на ходовые тележки раму, стрелу, установленную на раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и несущую механизм замены шпал (патент США N 3948185, кл. Е 01 В 29/05, 1976).

Недостатками устройства являются: невозможна замена железобетонных шпал, так как шпалы имеют заглубление для крепления рельсов и для их замены требуется или подъем рельсошпальной решетки, или выгребание балласта на глубину 100-150 мм от нижней поверхности шпалы; затруднено заглубление толкателя в балласт между путями, например, в зоне станций, когда имеются три и более путей, при уплотненном и загрязненном балласте заглубление механизма замены шпал невозможно; отсутствуют дополнительные устройства и сменные рабочие органы для выполнения работ, например для крепления шпал или их раскрепления, связанных как с заменой шпал, так и других работ, выполняемых при текущем содержании пути.

Технический результат изобретения повышение производительности, сокращение ручного труда при текущем содержании пути.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для замены шпал, содержащее опирающуюся на ходовые тележки раму, стрелу, установленную на раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и несущую механизм замены шпал, снабжено захватом для шпалы, установленным на раме с возможностью перестановки по высоте приводом и расположенным в зоне продольной плоскости симметрии устройства, и механизмом для вырезки балласта, состоящим из двух кареток, установленных с возможностью перемещения приводами вдоль горизонтальных направляющих, закрепленных на раме с обеих сторон от продольной плоскости симметрии устройства перпендикулярно ей, и приводных бесконечных цепей с выгребными зубьями, закрепленных на каретках с возможностью перемещения приводами в вертикальной плоскости.

Кроме этого, приводные бесконечные цепи с выгребными зубьями установлены в дугообразных направляющих, закрепленных на каретках с возможностью перемещения приводами в вертикальной плоскости, а механизм замены шпал смонтирован на стреле с возможностью поворота и включает в себя элементы крепления для сменных рабочих органов.

На фиг.1 изображено устройство для замены шпал, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Г на фиг.2; на фиг.4 разрез Д-Д на фиг.2; на фиг.5 разрез Е-Е на фиг.1; на фиг.6 разрез И-И на фиг.1.

На рельсовом пути 1 (фиг.1) со шпалами 2 на ходовых тележках 3 установлена рама 4, несущая двигатель 5, кабину 6, стрелу 7, закрепленную на поворотной платформе 8 с механизмом 9 замены шпал, закрепленным на стреле 7 при помощи рамки 10 с возможностью поворота вокруг осей 11 и 12, и с гидроцилиндрами 13 и 14 управления движением стрелы. На раме 4 смонтирован стеллаж 15 со сменными рабочими органами 16, накопитель 17 шпал и механизм 18 для вырезки балласта.

Механизм 18 для вырезки балласта (фиг.2, 3) состоит из двух кареток 19, установленных на горизонтальных направляющих 20, закрепленных на раме 4 с обеих сторон от продольной плоскости симметрии устройства перпендикулярно ей с возможностью перемещения на роликовых опорах 21 приводами, представляющими собой гидроцилиндры 22 с шарнирами 23 и 24. Каждая из кареток 19 содержит приводные бесконечные цепи 25, установленные в дугообразных направляющих 26, закрепленных на каретках 19 при помощи рычагов 27 и 28 с шарнирами 29 и 30 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости гидроцилиндрами 31 с шарнирами 32 и 33. Приводные бесконечные цепи 25 оснащены выгребными зубьями 34 и содержат приводную звездочку 35 с приводом 36 и ведомую звездочку 37.

Для удержания шпалы 2 при вырезке балласта устройство снабжено захватом 38 для шпалы, установленным на раме 4 и содержащий раму 39 (фиг.4) с направляющими 40, на которых установлена вертикальная каретка 41 с возможностью переустановки по высоте гидроцилиндром 42 с шарнирами 43 и 44. На нижнем торце вертикальной каретки 41 на осях 45 закреплены рычаги 46 с качающимися захватами 47 на осях 48. Верхние плечи рычагов 46 через шарниры 49 связаны с гидроцилиндром 50.

Механизм 9 замены шпал (фиг.5.) установлен, как и все сменные рабочие органы 16, на рамке 10 в установочных элементах 51 и содержит закрепленные на осях 52 рычаги 53 с качающимися захватами 54 на осях 55. Верхние плечи рычагов 53 через штоки 56 связаны с гидроцилиндром 57, закрепленным на рамке 10. Между рычагами 53 установлена пружина 58.

Рамка 10 установлена на вертикальной оси 59 поворота (фиг.6) с опорами 60 и 61 корпуса 62 и содержит привод поворота в горизонтальной плоскости, представляющий собой гидроцилиндр 63, который опорой 64 связан с рамкой 10, а опорой 65 с корпусом 62. Корпус 62 имеет горизонтальную ось 66 поворота с опорами 67 и 68, установленными в стреле 7. Привод поворота в вертикальной плоскости относительно оси 66 поворота аналогичен приводу поворота относительно оси 59 поворота. В нижней части рамки 10 в установочных элементах 51 при помощи штоков 69 и 70 гидроцилиндра 11 закреплен сменный рабочий орган 16.

Устройство для замены шпал работает следующим образом.

В транспортном положении устройство с рамой 4 (фиг.1) на ходовых тележках 3 перемещается от двигателя 5 по рельсовому пути 1 со шпалами 2, при этом стрела 7 повернута вдоль продольной оси, механизм 18 для вырезки балласта поднят, а каретки 19 находятся в среднем положении, захват 38 для шпалы поднят в крайнее верхнее положение. Подлежащая замене шпала 2 (фиг.2) заранее определена и отмечена. При подъезде к отмеченной шпале 2 устройство устанавливается в рабочее положение: захват 38 для шпалы (фиг.4) с вертикальной кареткой 41 по направляющим 40 рамы 39 гидроцилиндром 42 опускается в среднее положение, гидроцилиндр 50 через верхние шарниры 49 поворачивает рычаги 46 на осях 45 и через оси 48 качающимися захватами 47 сжимает шпалу 2, подлежащую замене, и удерживает ее в этом положении;
приводами 36 (фиг.2, 3) через приводные звездочки 35 и ведомые звездочки 37 приводные бесконечные цепи 25 приводятся в движение по дугообразным направляющим 26;
каретки 19 (фиг.2) по горизонтальным направляющим 20 на роликовых опорах 21 перемещается гидроцилиндрами 22 в крайнее положение, при этом механизм 18 для вырезки балласта занимает исходное положение Л;
гидроцилиндрами 31 рычаги 27 и 28 опускают дугообразные направляющие 26 с приводными бесконечными цепями 25 в балласт, при этом после полного перемещения дугообразных направляющих 26 в вертикальной плоскости они занимают положение М. Рычаги 27 и 28 обеспечивают при повороте криволинейную траекторию движения дугообразных направляющих 26 с наименьшими габаритами в плоскости, перпендикулярной к продольной оси устройства;
гидроцилиндрами 22 производится перемещение кареток 19 навстречу друг другу к центру устройства, при этом балласт из-под шпалы 2 выгребными зубьями 34 выгребается и по дугообразным направляющим 26 приводными бесконечными цепями 25 поднимается и ссыпается между соседними шпалами и по торцам шпал или поступает на специальные транспортеры. В конце перемещения кареток 19 происходит полная выемка балласта из-под заменяемой шпалы 2. Каретки 19 с дугообразными направляющими 26 и приводными бесконечными цепями 25 возвращаются в положение М;
дугообразные направляющие 26 с приводными бесконечными цепями 25 поднимаются гидроцилиндрами 31 в положение Л, а гидроцилиндрами 22 каретки 10 возвращаются в среднее (транспортное) положение К, освобождая пространство для работы стрелы 7;
стрела 7 с установленным на рамке 10 механизмом 9 замены шпал гидроцилиндрами 13, 14 поворотом на поворотной платфоpме 8 устанавливается в положение П над заменяемой шпалой 2, рычаги 53 качающимися захватами 54 захватывают заменяемую шпалу 2;
гидроцилиндром 50 освобождаются качающиеся захваты 47 рычагов 46, освобождая шпалу 2 от захвата;
стрела 7 гидроцилиндрами 13 и 14 выдвигает шпалу 2 с определенным углом наклона в положение С, поворачивается в горизонтальной плоскости на поворотной платфоpме 8 на 90^о и укладывает шпалу 2 в свободную ячейку накопителя 17 шпал;
гидроцилиндром 57 рычаги 53 с качающимися захватами 54 освобождают шпалу 2;
поворотом стрелы 7 в горизонтальной плоскости производится поиск и захват новой шпалы 2;
после установки новой шпалы 2 происходит ее захват захватом 38 и операции крепления с использованием сменных рабочих органов 16, закрепляемых при помощи рамки 10 на стреле 7 в положение Н.

Стрела 7 с соответствующими рабочими органами может использоваться для других работ, например для засыпки щебнем траншей под шпалой, для уплотнения балласта под шпалой и для работ, не связанных с заменой шпал, например срезка кустарника и др.

Формула изобретения

1. Устройство для замены шпал, содержащее опирающуюся на ходовые тележки раму, стрелу, установленную на раме с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и несущую механизм замены шпал, отличающееся тем, что оно снабжено захватом для шпалы, установленным на раме с возможностью перестановки по высоте приводом и расположенным в зоне продольной плоскости симметрии устройства, и механизмом для вырезки балласта, состоящим из двух кареток, установленных с возможностью перемещения приводами вдоль горизонтальных направляющих, закрепленных на раме с обеих сторон от продольной плоскости симметрии устройства перпендикулярно ей, и приводных бесконечных цепей с выгребными зубьями, закрепленных на каретках с возможностью перемещения приводами в вертикальной плоскости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводные бесконечные цепи с выгребными зубьями установлены в дугообразных направляющих, закрепленных на каретках с возможностью перемещения приводами в вертикальной плоскости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм замены шпал смонтирован на стреле с возможностью съема при помощи рамки, которая установлена на стреле с возможностью поворота и включает в себя элементы крепления для сменных рабочих органов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6