Способ эксплуатации машин очистки балластной призмы

 

Изобретение относится к области железнодорожной техники, а именно к рельсовым дорожным машинам. Способ эксплуатации машин для очистки балластной призмы включает в себя футеровку восходящего желоба материалом с более высокими, чем у стали 110Г13Л, физико-механическими характеристиками и более высокой абразивной стойкостью, армирование заборной части корпуса заходного листа пластинами из твердого сплава и армирование твердым сплавом скользунов и корпусов рыхлителей. Указанная совокупность признаков обеспечивает замену сменных изнашиваемых элементов машины исходя из условия обеспечения равного ресурса работы всех изнашиваемых элементов и/или их кратности для групп элементов. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении производительности машины за счет сокращения ее остановов. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое решение относится к области железнодорожной техники, а именно к эксплуатации машин для вырезки балласта железнодорожного пути, т.е. для очистки балластной призмы.

Известен [1. Рудоль Шильдер и Франц Пиредер. Оздоровление основной площадки с помощью вырезной машины АНМ 800-R. Специальная публикация из журнала “ETR - Eisenbahntechnische Rundschau”, журнал 9, 2000 г., стр. 577-586; 2. Беляев С.А. Повышение долговечности баровых цепей //Путь и путевое хозяйство, 1999 г., № 2, с.18-19] способ эксплуатации машин, предназначенных для очистки балластной призмы от засорителей, включающий в себя: 1 - установку на агрегаты машин соответствующих сменных элементов (к таким наиболее изнашиваемым элементам в первую очередь относят рыхлители, устанавливаемые на баровую цепь; скользуны, изменяющие расположение баровой цепи; заходной лист футеровки на восходящем желобе, служащий для направления удаляемого из под пути щебня в восходящий желоб; футеровка восходящего желоба; футеровка нисходящего желоба), 2 - работу машины по вырезанию щебня (из балластной призмы под путем, транспортировке его по восходящему желобу, просеиванию от загрязнителей и мелкой фракции, возврату пригодного балласта по нисходящему желобу обратно под путь), 3 - последующий останов машины при достижении предельно-допустимого износа какого-то сменного элемента (например, рыхлителей), 4 - замену этого элемента на новый, - 5 повторную работу машины, 6 - следующий ее останов при достижении предельно - допустимого износа следующего элемента (например, заходного листа), 7 - замену этого элемента, 8 - повторную работу машины и т.д.

Таким образом, способ эксплуатации представляет собой неравномерный цикл работы и остановов на замену изношенных элементов. Т.к. ресурс этих элементов различен, то цикл неравномерен. Так, за время работы машины до замены футеровки нисходящего желоба может потребоваться Х-замен рыхлителей, Y-замен скользунов, Z-замен заходного листа, i-замен футеровки восходящего желоба и т.д.

Из описания способа видно, что недостатком способа эксплуатации является низкая производительность машины из-за частых (и не совпадающих по частоте и длительности) остановов машины.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение производительности машины за счет сокращения количества остановов. Это обеспечивается подбором таких материалов, их физико-механических свойств, толщин и конструкции сменных элементов, которые обеспечивают заданный (управляемый) ресурс равным для всех элементов или кратным для групп элементов.

На фиг.1 показана графическая иллюстрация зависимости относительной интенсивности износа элементов от пути, пройденного машиной в работе при реальном способе эксплуатации машины; на фиг.2 - то же, при предлагаемом способе с равной стойкостью элементов; на фиг.3 - то же, при кратной стойкости элементов.

Положим, что машина содержит в качестве наиболее изнашиваемых элементов рыхлители, заходной лист, футеровку восходящего желоба, футеровку нисходящего желоба и скользуны. Положим, что максимальная стойкость у футеровки [2] нисходящего желоба и она составляет 40 км пути. При этом футеровка выполнена в виде облицовочного листа толщиной t₁ из стали 110Г13Л (сталь Гатфильда, ее физико-механические характеристики, например, прочность σ_в, износостойкость К_h, трещиностойкость K_1C, известны). Положим для себя этот период стойкости L₁ постоянным, при этом интенсивность износа во времени изменяется по некоторой закономерности, описанной кривой 1 на фиг.1.

Максимально технический результат достигался бы, если бы стойкость остальных элементов была такой же, т.е. L₁. Это позволяло бы останавливать щебнеочистительную машину только через каждые 40 км пути и проводить замену всех элементов одновременно. Но каждый из этих остальных элементов имеет свою конструкцию, материал и т.д., следовательно, интенсивность их износа будет во времени протекать по другой зависимости. Желательно, чтобы их периоды стойкости совпали с L₁. Достичь это можно, изменяя конструкцию элементов, материал, его физико-механические свойства, толщину. Так. например, простое увеличение (было t₁) толщины t₂ футеровки восходящего желоба (по ней в отличие от нисходящего желоба перемещаются мелкие фракции и засорители балласта, т.е. ее износ более интенсивен) приведет, кривая 2 на фиг.1, к нужному техническому результату. Результат можно достичь, заменив сталь 110Г13Л на другую (термообработанную), обладающую более высокими физико-механическими характеристиками, например абразивной стойкостью.

Чтобы достичь требуемый технический результат, стойкость заходного листа (она обычно не превышает 15 км) можно повысить до L₁ путем изменения его конструкции (армировать твердым сплавом всю или часть поверхности, оснастить износостойкими наплавками и т.д.), материала (применить сложнолегированную или инструментальную сталь и т.д.), его физико-механических характеристик (износостойкость и трещиностойкость), толщины. Так, например, исполнение корпуса заходного листа из конструкционной стали, армирование его заборной части пластинами из твердого сплава и рабочей поверхности отходами (ломом) твердого сплава повысит его стойкость. Выбор марки (физико-механических характеристик) твердого сплава, его толщины t₃, (или доли площади, армированной отходами) позволит достичь требуемого периода L₁ стойкости (кривая 3).

Аналогично стойкость (7-10 км) рыхлителей баровой цепи, особенно расположенных в ее нижнем ряду, можно повысить путем армирования корпуса рыхлителя твердосплавным наконечником, выполненным из соответствующей марки твердого сплава и имеющим определенную форму и определенное отношение диаметра d₁ к диаметру d₂ корпуса (кривая 4). Также можно оснастить твердым сплавом скользуны (исходная кривая 5).

Работа машины с такими элементами состоит в следующем. По мере вырезки балласта из под железнодорожного пути, транспортировании балласта по восходящему желобу, отсеивании мелкой фракции и засорителей, возврата пригодного балласта по нисходящему желобу обратно под путь все указанные элементы устройства подвергаются износу. Он протекает по своим (кривые 1, 2, 3, 4 и 5) закономерностям и в некоторый момент (L₁) времени достигает критического (предельно допустимого) значения сразу для всех элементов. Щебнеочистительную машину останавливают и проводят замену сразу всех изношенных элементов, т.е. (вместо нескольких остановок, как в прототипе) сокращается количество (и суммарное время) простоев машины, что доказывает достижение технического результата.

Частным случаем управления (задания) периодом стойкости элементов может быть пример такого исполнения (конструкция, материал и т.д.) элементов, когда их стойкость будет кратна стойкости наименее изнашиваемого элемента, фиг.3.

Так, на фиг.1 показана закономерность изнашивания реально существующих элементов. Видно, что их стойкости L₁, L₂, L₃ и L₄ нe кратны, т.е. щебнеочистительную машину за время L₁ изнашивания футеровки нисходящего желоба придется остановить три раза (точки 10, 11, 12) для замены рыхлителей, три раза (точки 13, 14 и 15) для замены заходного листа, два раза (точки 2 L₅) для замены скользунов, один раз (точка 16) для замены футеровки восходящею желоба и один раз (точка L₁) для замены футеровки нисходящего желоба. Для достижения технического результата можно выбрать несколько вариантов решения. Самый простой для случая, показанного на фиг.1, очевидно, будет состоять в том, чтобы выровнять стойкость (L₃= L₄=L_i) рыхлителей и заходного листа, выровнять стойкость (L_s=L₁=L₂=L_j) футеровок восходящего и нисходящего желобов, сделать их кратными (L_i/L_j=k) и выбрать размер кратности (например, k=1/3). Такой пример показан на фиг.3. Достичь такого можно разными конструктивными решениями. Например, можно рыхлитель оснастить наклонно расположенной твердосплавной пластиной, а рабочую поверхность заходного листа снабдить продольными (вдоль хода щебня) износостойкими наплавками и поперечными (либо наклонными). Наплавки могут иметь разную высоту, ширину в₁ и в₂, быть расположены на разных l₁ и l₂ расстояниях (в зависимости от мест интенсивного изнашивания). Аналогичными наплавками (и/или армирующими твердосплавными вставками) может быть снабжена футеровка восходящего желоба и скользуны.

Тогда способ эксплуатации машины будет реализован следующим образом. После достижения (L_i) предельного износа производят одну замену (точка 1 на фиг.3) рыхлителей и заходного листа, затем через такой же период (2L_i) меняют их повторно (точка 2 на фиг.3) и в некоторый момент времени L_j=3L_i одновременно меняют рыхлители, заходной лист, футеровки восходящего и нисходящего желобов и скользуны. Количество остановов машины меньше, чем в случае, отраженном на фиг.1, что подтверждает достижение технического результата.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации машин для очистки балластной призмы, включающий в себя установку на агрегаты машины сменных элементов, работу машины по вырезке балласта железнодорожного пути, последующий останов машины по мере износа сменных элементов, замену изношенного сменного элемента, повторную работу машины до очередной замены изношенного сменного элемента, отличающийся тем, что останов машины и замену изношенных элементов осуществляют исходя из условия обеспечения равного ресурса работы всех изнашиваемых элементов и/или их кратности для групп элементов, для этого применяют футеровку восходящего желоба материалом с более высокими, чем у стали 110Г13Л, физико-механическими характеристиками, и более высокой абразивной стойкостью, армирование заборной части корпуса заходного листа пластинами из твердого сплава и армирование твердым сплавом скользунов и корпусов рыхлителей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рыхлитель оснащают расположенной наклонно твердосплавной пластиной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочую поверхность заходного листа снабжают наплавками, выполненными из износостойкого материала.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что наплавками из износостойкого материала снабжают футеровку восходящего желоба.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3