Система управления рабочим органом для уплотнения балласта железнодорожного пути

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ нов,А.Н,За е ту ви реГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова, Научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом и Центральное конструкторское бюро тяжелых путевых мащин(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 376515, кл. Е 01 В 27/02, 02.08,71 (прототип).(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ОРГАНОМ ДПЯ УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ, содержащая гидроцилиндр прижатия уплотнительных по верхностей рабочего органа к баллас 801 096324(59 Е 01 В 27 12 ту, связанный с блоком управления,включающим в себя датчик давления,подключенный к рабочей полости указанного гидроцилиндра, задатчик давления, усилитель и гидрораспределитель, выход которого подключен к гидроцилиндру прижатия, о т л и ч а ю . -щ а я с я тем, что, с целью повьппения ее эффективности путем регулирования изменений напора балласта нарабочий орган при изменении скоростиего движения, она снабжена элементомсравнения, датчиком скорости рабочегооргана, мерным катком, нелинейнымкорректирующим элементом и сумматором,при этом датчик скорости рабочегооргана соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого с динен с задатчиком давления, а вы ход - с элементом сравнения, прич датчик давления подключен к элеме сравнения, выход которого через у литель соединен с входом гидрорас делителя.б 324 1 109Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к системам управления рабочими органами для уплотнения балласта железнодорож 5 ного пути непрерывного действия.Известна система управления рабочим органом для уплотнения балласта железнодорожного пути, содержащая гидроцилиндр прижатия уплотнительцых 10 поверхностей рабочего органа к балласту, связанныйс .блоком управления, включающим датчик давления, подключенный к рабочей полости гидроцилиндра, задатчик давления, усилитель и гидрораспределитель, выход которого подключен к гидроцилиндру прижатия 1.1 3.Однако известная система не обеспечивает эффективного управления процессом уплотнения балласта железнодорожного пути при изменении скорости перемещения рабочего органа и как следствие не обеспечивает равномерного уплотнения балласта.Как показывает опыт эксплуатации рабочих органов непрерывного действия скорость их перемещения в процессе работы приходится менять ввиду различных условий уплотнения балласта.Цель изобретения - повышение эф 30 фективности системы управления рабочим органом для уплотнения балласта, железнодорожного пути путем регулирования изменений напора балласта на рабочий орган при изменении скорос 35 ти его движения.Поставленная цель достигается тем, что система управления рабочим органом для уплотнения балласта железнодорожного пути содержащая гид 40 роцилиндр .прижатия уплотнительных поверхностей рабочего органа к балласту, связанный с блоком управления, включающим в себя датчик давления, подключенный к рабочей полости ука 45 занного гидроцилиндра, задатчик давления и гидрораспределитель выход которого подключен к гидроцилиндру прижатия, снабжена элементом сравнения, датчиком скорости рабочего орга 50 на, мерным катком, нелинейным корректируюцим элементом и сумматором, при этом датчик скорости рабочего органа соединен с одним из входов сумматора, второй вход которого сое-. дицец с эапатчиком давления, а вы 55 ход - с элемецтом сравцеция, причем датчик давления подключен к элементу сравцгцц, выход которого через усилитель соединен с входом гидрораспределителя.На чертеже изображена принципиальная схема системы управления рабочим органом для уплотнения балласта железнодорожного пути,Объектом воздействия является рабочий орган 1 для уплотнения балласта железнодорожного пути, содержащий корпус с встроенным вибровозбудителем и уплотнительными клиньями 2 и ,3, имеющими соответственно уплотни- . тельные поверхности 4 и 5, расположенные под углами к оси ремонтируемого пути, например клин 2 расположен под углом о( . Рабочий орган подвешен через упругие элементы б и 7 на продольной балке 8. Задний конец балки через шарнир 9 соединен с возможностью поворота в плане с промежуточным звеном 10. Последнее через шарнир 11 установлено ца несущей конструкции 12 путевой машины. Передний конец балки 8 через шарнир 13 также установлен ца несущей конструкции путевой машины.Между несущей конструкцией 12 и промежуточным звеном 10 шарнирно установлен гидроцилицдр 14 прижатия уплотнительных клиньев 2 и 3 рабочего органа к балластному сло 1 о. Гидроцилиндр 14 является исполнительным бочки органом системы управления рабочим органом.Система управления также содержит задатчик 15 давления, соединенный с сумматором 1 б. Выход последнего соединен с элементом 17 сравнения, к второму входу которого подключен датчик 18 давления, вход которого соединен с рабочей полостью гидроцилиндра 14, Выхоц элемента 17 сравнения соединен с входом усилителя 19, выход которого соединен с гидрораспределителем 20, подключенным к гидроцилиндруМерный каток 21, контактирующий с рельсовой нитью 22 уплотняемого пу ти, соединен с датчиком 23 скорости движения машины, а датчик 23 через нелинейный корректирующий элемент 24 - с сумматором 16 (корректируюший элемент представляет собой нелинейный усилитель).При работе путевой машины гидро- цилиндром 14 производится поворот в горизонтальной плоскости продольной балки 8 вместе с подвешенным ца цей рабочим органом 1 вокруг шарниров 9 и 13, и соответственно, изменяется3 1096 угол атаки д уплотнительной поверхности 4 к оси ремонтируемого пути. Такой поворот позволяет регулировать степень виброобжатия балластного слоя в подшпальной зоне (соответственно, степень его уплотнения) в зависимости от текущих условий уплотнения. При неизменной скорости движечия машины за счет поддержания постоянного давления жидкости в рабочей полости 10 гидроцилиндра и, соответственно, постоянного давления уплотнительных поверхностей клиньев на балластный слой обеспечивается равномерное уплотнение балласта вдоль пути. 15При движении путевой машины вдоль фронта работ силовая компенсация изменений скоростного напора балласта на уплотнительные клинья рабочего органа вследствие изменений скорости О движения путевой машины осуществляется следующим образом.Перед началом работы оператор при помощи задатчика 15 давления, выполненного, например, в виде потенциометра, устанавливает требуемое начальное давление в рабочей полости гидроцилиндра 14. Сигнал, пропорциональный задаваемому давлению поступает на вход сумматора 16. При движе-о нии машины датчик 23 скорости вырабатывает сигнал, пропорциональный угловой скорости вращения мерного катка 21, катящегося по рельсовой нити 22 пути, соответственно, пропорциональный скорости движения машины, Этот сигнал поступает в нелинейный корректирующий элемент 24, с выхода которого сигнал подается к второму входу сумматора 16, Вследствие нелинейности передаточной характеристики корректирующего элемента 24 уровень этого сигнала не обязательно линейно зависит от скорости движения машины (не сбязательно пропорционален скорости), а изменяется по зависимости, определяемой видом балласта, требованиями технологии, конструктивными особенностями рабочего органаи т.д50Влияние вида балласта, требований технолгии и т.д, на сигнал, поступающий с выхода корректирующего элемента 24, отражается путем перенастройки, переключения или смены корректи рующего элемента 24 на другой, реализующий другую функциональную зависимость между сигналом, поступающим 324 4с выхода датчика 23 скорости, и сигналом, поступающим с выхода корректирующего элемента 24 на сумматор 16. Вид отмеченной функциональной зависимости, в общем случае нелинейной, определяется условиями работы (вид балласта, технология и т.д.) .Таким образом, благодаря нелинейности характеристики корректирующего элемента 24, несмотря на то, что сигнал от датчика 23 линейно связан со скоростью движения рабочего органа (пропорционален скорости), сигнал, поступающий на вход сумматора 16, от корректирующего элемента 24 нелиней-, но (непропорционально) зависит от ско. рости движения машины.Нелинейный характер данной зависимости отражает тот факт, что результат уплотнения, например достигнутая плотность у щебня в балластном слое, зависит нелинейно от скорости движения рабочего органа.Сигнал, вырабатываемый задатчиком 15 давления, и сигнал, поступающий от элемента 24, складываются в сумматор 16, на выходе которого образуется управляющий сигнал, пропорциональный сумме этих сигналов. Управляющий сигнал поступает на элемент 17 сравнения, на который поступает также сигнал от датчика 18 давления, пропорциональный давлению масла в рабочей полости гидроцилиндра 14. Если управляюший сигнал и сигнал от датчика 18 не равны между собой, например в случае изменения скорости движения машины, и, соответственно, скоростного напора балласта на рабочий орган 1, на выходе элемента 11 сравнения появляется сигнал рассогласования, поступающий на вход усилителя 19, на выходе которого появляется сигнал управления гидрораспределителем 20. Через гидрораспределитель 20 начинает подаваться жидкость в рабочую полость гидроцилиндра 14. Гидроцилиндр поворачивает в горизонтальной плоскости продольную балку 8 с рабочим органом 1 до тех пор, пока давление на рабочих поверхностях 4 и 5 клиньев 2 не создаст в рабочей полости гидроцилиндра 14 давление, эквивалентно управляющему сигналу, определяемому заданной степенью плотности балласта и дополнительным скоростным напором балласта на рабочий орРан.1096324 Составитель Н.ПрытковаРедактор Т,Митейко Техред О.Неце Корректор И.Демчик Заказ 3756/20 Тираж 519 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППЛ Патент" г. Ужгород, ул. Проектная,Давление в рабочей полости гидро- цилиндра 14 увеличивается с увеличени" ем скорости движения машины, так как при этом увеличивается сигнал от элемента 24 и для уравновешивания сигналов от сумматора 16 и датчика .18 на элементе 17 сравнения требуется большое значение давления. С уменьшением скороСти движения машины давление уменьшается соответственно.Таким образом, система управления рабочим органом для уплотнения балласта железнодорожного пути позволяет поддерживать заданную степень уплотнения балласта путем поддержания 15 угла атаки о, соответственно текущим условиям уплотнения, с силовой компенсацией возникающих изменений ,скоростного напора балласта на рабочий орган при изменении скорости движения машины.Использование системы управления рабочим органом позволяет повысить качество уплотнения балластного слоя железнодорожного пути. Повышение качества уплотнения ведет к повышению безопасности движения поездов по отремонтированному участку пути, а также к снижению уровня трудозатрат на дополнительные выправочно-подбивочные работы, производимые механизированным инструментом с привлечением значительного количества трудовых ресурсов.Поэтому предлагаемая система управления рабочим органом для уплотнения балласта более эффективна, чем известная.