Устройство для сверления отверстий в рельсах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОМ Е 1/06 ОПИСА К АВТОРСКО Ф1 ф СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) му свидетельству(21) 4823037/11 (22) 04.05,90 (46) 07,05.93. Бал, М 17 (71) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им, акад. В.Н,Образцова (72) Р.Д,Сухих и,Б,1(.Морозков (56) Патент ГДР Ь 241754, кл. Е 01 В 31/08, .1985. (54) УСТРОЙСЯВО ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ В РЕЛЬСАХ (57) Изобретение относится к механизирбванному путевому инструменту, в частности к ручным станкам для сверления отверстий: в железнодорожных рельсах при установке , контактных соединителей, Сущность изобретения: устройство для сверления отверстий. в рельсах состоит из корпуса 1, подвижного шпинделя 2 со сверлом 3 его у приво,г. .мами и рельсового захвата 7. Новым в устройстве является то, что оно снабжено дополнительной цепной передачей 8, звездочки 9, 10 которой установлены на кор-пусе соосно соответствующим звездочкам 11, 12 основной передачи, и покрайней ме- , ре одна из дополнительных звездочек вы-полнена с числом зубьев, отличающимся от. числа зубьев всех остальных звездочек на 5 й 4 зуба, причем ведущая дополнительная звездочка 9 снабжена блоком 13 соединения ее с ведущим валом привода и. отсоединения от него, а ведомые дополнительная 10 и основная звездочки 12 соединены соответственно с винтом-шпинделем и с айкой 16, при этом соединение с винтом-шпинделем выполнено в виде скользйщей шпонки или шлицов. 4 з,п. ф-лы, 9 ил,1813822 Корректор Н. Кешеля н акКНТ СССР ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1814 ВНИИПИ Госуд Составитель А,Пе Техред М.Моргент Тираж Подписное .,венного комитета по изобретениям и открытиям п113035, Москва, Ж, Раушская наф 4/5Изобретение относится к механизированному путевому инструменту, о частности к ручным станкам для сверления отверстий в железнодорожных рельсах при установке контактных соединителей.Цель изобретения - повышение эффективности работы путем обеспечения регулируемости режимов работы.На фиг.1 представлена структурная схема устройства для сверления отверстий в рельсах, на фиг.2 - устройство в разрезе с одним нижнигл рельсовым захватом; на фиг.З - то же, с одним верхним рельсовым захватом; на фиг.4 - то ке, с двумя рельсовыми захватами; на фиг,5 - то же, с регулируемыми рельсовыми захватами; на фиг.б - вид устройства сверху; на фиг.7 - то же, с двумя регулируемыми захватами; на фиг.8 - узелна фиг.б; на фиг.9 - узел фиксации дополнительной ведущей звездочки,Устройство состоит иэ корпуса 1, например рамного типа, с двумя вертикальными стойками. На корпусе размещен подвижный шпиндель 2 со сверлом 3, Последние выполнены с воэможностью взаимодействия с шейкой рельса 4. Рельсосверлилка снабжена приводом шпинделя с цепным 5 и винтовым 6 механизмами. На корпусе также установлен рельсовый захват 7, например, , винтового типа, Устройство снабжено дополнительной цепной передачей 8, Звездочки этой передачи 9 и 10 установлены на корпусе соосно соответствующим звездочкам 11 и 12 основной передачи, По крайней мере одна из дополнительных звездочек 9 или 10 выполнена с числогл зубьев, отличающимся (большим или меньшим) от числа зубьев всех остальных звездочек на (5 + 4) зуба, Конкретная величина отличия зависит от разности подач шпинделя со сверлом при холостом и рабочегл ходах. Ведущая звездочка 9 дополнительной цепной передачи снабжена блоком 13 соединения ее с ведущим оалогл 14 привода и отсоединения от него (для кратности далее этот блок будет именовать блоком фиксации). На фиг.1 этот блок условно обозначен как закладная шпонка, Ведущий оал снабжен приводной рукоятью 15, в частности, съемной, Ведомые дополнительная 10 и основная 12 звездочки соединены соответственно с винтом-шпинделем 2 и с гайкой 16. Последняя, в частности, размещена на радиально- упорных подшипниках 17 (например, шарикоподшипниках) о корпусе. Соединение звездочки 10 с винтом-шпинделем выполнено в виде скользящей шпонки 18 или . пицов.В частности, при выполнении устройства по фиг.З, 4, оно снабжено дополнителькым рельсовым захватом 19, например, винто-рычажного (фиг.З, 4) или винтового типа.Один из захватоо рельсосверлилки (например, захват 7) выполнен нижним с возмож 5 ностью взаимодействия с подошвой рельса4. Другой захват (например, захват 19) выполнен верхним с возможностью взаимодействия с головкой рельса. Оба захватавыполнены съемными, скрепленными с кор 10 пусом рельсосверлилки, например, быстродействующими болтами с воротками.В частности, рельсовые захваты 7, 19снабжены дополнительными блоками20,34 регулирования их положения на кор 15 пусе,При выполнении устройства в соответствии с п,2 формулы изобретения, ведущаязэездочка 9 дополнительной передачи 8 выполнена с числом зубьев Ев 1, пропорцио 20 нальным отношению "К" подач шпинделя карабочем и холостом ходу, по следующемусоотношению:Ец = (1 - к) 701 Ед 2 По 2,гДе Уо 1, Еоэ, Уо 2 - числа зУбьео на веДУЩей25 звездочке 11 основной передачи 5, ведомойзвездочке 10 дополнительной передачи 8 иведомой звездочке 12 основной передачи,Например, для получения отношенияподач шпинделя на рабочем и холостом хо 30 ду, равного 0,01, при Ео 1 = 22 = Ео 2 = 19,число зубьев Ев 1 принимают равным 18.В одном из вариантов предусмотренывинтовые механизмы, которые представляют собой горизонтальные 20 и 21 и верти 35 кальные 22 и 23 винты, ввернутые всоответствующие гайки, Горизонтальный 21и вертикальный 23 винты верхнего зажимаввернуты о соответствующие гайки 24 и 25на зажиме - на его основном элементе 26.40 Указанные винты оперты на подшипники 27и 28 (в частности, на подшипники скольжения) корпуса. Горизонтальный 20 и вертикальный 22 винты нижнего зажимаовернуты в соответствующие гайки 29 и 3045 на корпусе и оперты на подшипники 31 и 32зажима. Во избекение перекосов рельсосверлилка снабжена, например, направляющими пазами ЗЗ и штырями 34.Блок 13 отсоединения и соединения с50 ведущим валом 14 привода ведущей звездочки 9 дополнительной цепной передачи 8выполнен в виде поворотной шпанки-пластины 35 с граненым торцом 36. Пластика взоне указанного торца шарниром 37 соеди 55 нена с ведущим валом. Последний в зонешарнира выполнен с осевым углублением38 и сквозной радиальной прорезью 39, Такая же прорезь 40 выполнена в удлиненнойступице 40 звездочки 10. В осевом углублении 38 вала между пластиной 35 и торцом10 15 20 30 35 5 18указанного углубления установлен подпружиненный пружиной 41 цилиндрический фиксатор 42. На фиг.11 блок 11 изображен о положении, когда звездочка 9 отсоединена от вала 14,Устройство работает следующим обра, зом.Вначале блок фиксации 13 приводят вположение, когда ведущая звездочка 9 дополнительной цепной передачи 8 отсоединена от ведущего вала 14 передачи. Затем вращением рукояти 15 через основную цепную передачу 5 со звездочками 11, 12 приводят во вращение гайку 16 винтового механизма 6 относительно подшипника 17 корпуса 1. При этом винт-шпиндель 2 ввинчивается в гайку, смещаясь в осевом направлении с большой скоростью при большой подаче холостого хода, равной ходу винта-шпинделя (например, 10 мм/об) так(в ту сторону), чтобы винт-шпиндель смещался от рельса 4 (на фиг,1 слева направо).Вращение осуществляют до тех пор, пока винт-шпиндель не придет в крайнее дальнее положение от рельса, При этом от вращения винт-шпиндель удерживают силы трения в его опорах на корпусе при необхо,. димости винт-шпиндель слегка придерживают от проворота). Выполнение передачи . 5 цепной поднимает ведущий вал 14 с рукоятью кверху и повышает удобство пользования рельсосверлилкой без низкого нагибания к зерилле. После этого в шпиндель 2 устанавливают сверло 3, Затем корпус 1 .устройства с помощью рельсового захвата 7 скрепляют с рельсом 4 в месте производства работ. Далее вращением рукояти 15 в противоположную сторону так, как было описано выше, быстро с большой подачей холостого хода подводят винт-шпиндель со сверлом к шейка рельса. Затем блок фиксации 13 приводят в положение, когда звездочка 9 соединена с ведущим валом 14 привода. После этого продолжают работу, вращая рукоять в прежнем направлении, при подаче рабочего хода, существенно меньшей (в К раэ) подачи холостого хода, Меньшая подача рабочего хода обеспечивает воэможность работы при небольшой, не превышающей санитарные нормы, силе давления на рукоять и весьма небольшом износе сверла. Сверление отверстия при рабочей подаче реализуется следующим образом. Частота вращения сверла : соответствует частоте вращения рукояти 15 (примерно 60120 оборотов в минуту), разделенной на передаточное число дополнительной цепной передачи 8, равной отношению числа зубьев звездочки 10 к числу зубьев звездочки 9. В частности, это передаточное число близко к единице. В этом случае вращение с рукояти 15 через дополнительную цепную передачу 8 со звездочками 9 и 10 передается на винт-шпиндель 2 со сверлом 3 с малым изменением скорости, В общем же случае, как отмечалось выше, изменение скорости вращения определяется передаточным числом дополнительной цепной передачи 8. При вращении рукояти 15 в рассматриваемом положении фиксатора 13 кроме передачи 8 работает и основная цепная передача 5, вращается гайка 16 со скоростью, равной скорости вращения привод ой рукояти 15, деленной на передаточное число основной передачи 5. Это передаточное число равно отношению числа зубьев звездочки 12 к числу зубьев звездочки 11. Так как по крайней мере одна из дополнительных звездочек выполнена с числом зубьев, отличающимся от числа эубьеб всех остальных звездочек на 5 + 4 зуба, то передаточные числа основной передачи 5 и дополнительной передачи 8 не равны друг другу и скорости вращения винта-шпинделя со сверлом и гайки 16 винтового механизма 6 различны (в случае равенства указанных передаточных чисел винт и гайка вращаются с одинаковой скоростью, смещение винта относительно гайки отсутствует, подачи нет). Вследствие различия скоростей вращения винта и гайки имеет место смещение винта, однако с меньшей подачей по сравнению с режимом холостого хода, когда винт был неподвижен,Эта подача (заглубление сверла в рельс) тем меньше, чем меньше разница в скоростях вращения винта и гайки, чем меньше различие в передаточных числах основной и дополнительной передач, чем меньше отличие 40 числа зубьев ведущей звездочки дополнительной передачи от числа зубьев всех остал ьн ых звездочек. В рассматриваемом режиме, например, с частотой вращения сверла 90 об/мин и подачей 0,1 мм/об осуществляется сверление шейки рельса. Для просверливания отверстия требуется число оборотов рукояти, равное отношению толщины шейки рельса в обрабатываемом месте к подаче сверла (в частности, 12 мм:0,1 мм/об = 120 об.). Продолжительность сверления равна отношению указанного числа оборотов рукояти к частоте ее вращения 1 например, 120 об.:90 об/мин 1,33 мин; эта величина намного меньше, чем у прототипа; у него она составляет около 8 мин). После образования отверстия фиксатор 13 переводят в положение, когда звездочка 9 отсоединана от ведущего приводного вала, и вращением рукояти 15 в противоположную сторону быстро на большой подаче холосто10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 го хода (например, за 410 оборотов рукояти) отводят вал-шпиндель со сверлом от рельса, Затем рельсовый захват 7 открепляют от рельса, снимают станок и убирают сверло из шпинделя. При необходимости рукоять 15 снимают с вала 14.При выполнении устройства фиг.З, 4, в соответствии с п,4 формулы изобретения ее работа отличается от описанного выше тем, что вначале с ее корпусом скрепляют один из съем нцх рельсовых захватов 7, 19 (основной 7 или дополнительный 19), а другой съемный захват снимают, В случае производства работ при паложительнцх температурах окружающей средц, при рыхлом состоянии балласта, при малых интервалах движения поездов с рамой 1 скрепляют нижний захват 7, вцполненнцй с возможностью взаимодействия с подошвой рельса, С помощью захвата 7 рельсосверлилка и крепится к этой подошве (балласт под подошвой не слежавшийся и не смерзшийся; рельсосверлилка, скрепленная с подошвой, не мешает частому движению поездов), В случае производства работ при отрицательных температурах окружающей среды. при плотном состоянии балласта, при достаточно больших интервалах движения поездов с рамой 1 скрепляют верхний захват 19, выполненный с возможностью взаимодействия с головкой рельса, С помощью захвата 19 рельсосверлилка и крепится к этой головке (балласт под подошвой смерзшийся, плотный, под подошву подсунуть элементы захвата трудно рельсосверлилка, скрепленная с головкой рельса, не помешает движению поездов, так как образование отверстия происходит быстро. а поезда ходят относительно редко). В принципе не исключено использование обоих захватов - операция установки рельсосверлилки на рельс и ее снятия при этом несколько удлинится, однако жесткость системы существенно повысится, сверлить станет легче, повысится производительность, уменьшится износ сверла,В случае установки на корпусе 1 рельсосверлилки захвата с помощью дополнительных блоков 2034 осуществляют регулирование положения этого захвата на корпусе, Регулирование осуществляют по высоте, устанавливая ось винта-шпинделя 2 на требуемом расстоянии (от поверхности катания головки рельса и от основания его подошвы), где для данного типа рельса необходимо выполнить отверстие, Регулирование осуществляют по горизонтали в зависимости от длийц имеющегося сверла и от ширинц головки или подошвы обрабатываемого типа рельса. В случае выполнения в соответствии с п.2 формулы изобретения ее работа от описанного выше отличается следующим. Вначале, исходя из условий производства работ, характеристик сверл, обрабатываемых рельсов и пр., принимают отношение подач шпинделя 2 рельсосверлилки на рабочем и холостом ходу(например, 0,01), Затем, при принятых (из условий технологичности, стоимости, простотц и пр.) числах зубьев на ведущей звездочке 11 основной передачи (например, 19) на ведомой звездочке 10 дополнительной передачи (например, 19) и на ведомой звездочке 12 основной передачи (например, 19) по предложенному и приведенному выше и ниже в п.4 формулы изобретения соотношению назначают число зубьев ведущей дополнительной звездочки 9. (В рассматриваемом примере это число зубьев равно 18). Далее в назначенными параметрами выполняют элементы цепных передач и устанавливают их на корпусе 1 рельсосверлилки, образуя цепные передачи 5 и 8, которые обеспечивают работу с назначеннцм соотношением подач на рабочем и холостом ходу. (Для рассматриваемого примера при К = 0,01 в случае подачи холостого хода, равной заходу винта (10 мм/об), подача рабочего хода составит 10 0,01 = 0,1 мм/аб).В случае установки на корпус 1 рельсосверлилки нужного рельсового захвата 7 или 19 при необходимости регулирования его положения на раме приводят в действие дополнительные блоки регулирования положения - дополнительные винтовые механизмы. Так для регулирования захвата 7 по горизонтали вращают горизонтальный винт 20 в подшипниках 31 этого захвата. При этом винт ввинчивается или вывинчивается из горизонтальной гайки 29 на корпусе 1, обеспечивая необходимое горизонтальное смещение корпуса и захвата по нижним направляющим пазам 33, Для регулирования этого захвата по вертикали вращают вертикальный винт 22 в подшипниках 32 на захвате 7. Винт, ввинчиваясь или вывинчиваясь в гайку 30 на корпусе, обеспечивает необходимое вертикальное смещение корпуса и захвата по направляющим штырям 34. Для регулирования захвата 19 по горизонтали вращают горизонтальный винт 21 в подшипниках 27 корпуса. Этот винт, ввинчиваясь или вывинчиваясь из гайки 24 на захвате 19,обеспечивает необходимое горизонтальное смещение корпуса и захвата по верхним направляющим пазам ЗЗ. Для регулирования этага захвата по вертикали вращают вертикальнцй винт 23 в подшипниках 28 корпуса. Этот винт, ввинчиваясь или вцвин-,чиваясь из гайки 25 на захвате, абеспечива- сти путем обеспечения регулируемости реет требуемое вертикальное смещение кор- жимав работы, она снабжена допалниельпуса и захвата па направляющим штырям най цепной передачей и блоком фикса а;и црасфиксации дополнительной звездочки наВ случае перевода фиксатора 13 из по ведущем валу, при этом противоположный ложения, когда звездочка 9 отсаединена указанному конец шпинделя выполнен (режим холостого хода) от приводного веду- резьбавым и размещен в гайке, эакрепленщего вала 14 на корпусе (зто положение и ной на корпусе в радиально-упорных падпредставлено на фиг.11), в положение, ког- шипниках, причем ведомая основная да звездочка 9 соединена (режим рабочего 10 звездочка закреплена на гайке, а одна из хода) с приводным валом. поступают следу- дополнительных звездочек имеет зубьев ющим образом, Небольшим относительным больше, чем у каждой из остальных, поворотом вала 14 на рукоять и звездочки 9. 2. Устройства по п.1, о т л и ч а ю щ е есовмещают сквозные пазы 39 и 40 на этом с я тем, что число зубьев на ведущей дополвалу и удлиненной ступице звездочки. За нительной звездочке определяется из соаттем шпанку-пластину 35, преодолевая не- ношениябольшое сопротивление пружины 41, ,1 =-(1-К) а 1 7,/го 2,которую сжимает смещаемый граненым где ( - число подач шпинделя;торцом 36 пластины цилиндрический фикса- Ео 1, 7 2, 702 - числа зубьев саатветствентор 42, поворачивают относительно шарни на на ведущей звездочке основной передара 37 (па часовой стрелке или против чи, ведомой звездочке дополнительной часовой) на 90 О, Этим поворотом шпанку- передачи и ведомой звездочке основной пепластину вводят в прорези 39 и 40 на валу редачи.14 и на ступице звездочки 9, образуя без, Устройство по п,1. а т л и ч а ю щ е елюфтовое соединение вала и звездочки, В 25 с я тем, чта блок фиксации и расфиксации этом повернутом положении шпанка-пла- включает всебя шарнирнасмантированную стина фиксируется цилиндрическим фикса- с воэможностью поворота на ведущем валу тором 42, который пружиной 41, смещаясь в и саасна ему шпанку, радиальные пазы на осевом углублении 38 торца вала 14, прижи- валу и ступице ведущей дополнительной мается к одной из боковых граней шпанки звездочки и стержень, подпружиненный в пластины, При переводе фиксатора 13 в направлении шпанки в осевой проточке на положение, когда звездочка и вал раэьеди- валу,нены, описанные выше операции выполня, Устройство по п,1, а т л и ч а ю щ е еются в обратном порядке. с я тем, что она снабжено дополнительнымФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 35 захватом для взаимодействия с рельсом, 1,У стройство для сверления отверстий при эгам адин из захватав предназначен в рельсах, содержащее корпус с захватом для взаимодействия с подошвой, а другой - для взаимодействия с рельсом, смантиро- с головкой рельса, оба выполнены сьемныванные в корпусе ведущий вал и ведомый ми,шпиндель. связанные цепной передачей, и 40 5. Устройство па п,1, отл и ч а ю щ е есверло, закрепленное на конце шпинделя, с я те;., чта одна иэ дополнительных звезобращенном к рельсу, о т л и ч а ю щ с е с ядачек имеет на 1 - 9 зубьев больше, чем у тем, что, с целью повышения эффективно- каждаи из остальных,