Подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 159423 1)5 Е 01 В 27/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯ Б.ЬЛ:,г:;." ,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВУ К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛ ю юпг г(54) ПОДБИВОЧНЫЙ БЛОКДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ БАЛЛАСТА ПОД ШПАЛАМИ(57) Изобретение относится к устройствамдля строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам дляуплотнения балласта железнодорожного пути, Целью является повышение качества уплотнения балласта путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек, Рама 1 подбивочного блока размещается на путевой машине 2 в вертикальных направляющих 3 и соединяется с нею гидроцилиндром 4 вертикального перемещения блока. Левый и правый рычаги .5 с помощью шарниров б крепятся к раме. В нижней части рычагов закреплены подбойки 7. Кроме того, рычаги 5 соединены с рамой 1 пружинами 14 посредством пальцев 15, С помощью пальца 8 левый рычаг соединен с гидроцилиндром 9 обжатия, который в свою очередь штоком 10 соединен с правым рычагом посредством зксцентрикового вала 11 с эксцентриситетом е. На зксцентриковом валу также закреплен дебаланс 12, установленный таким образом, что его масса направлена в сторону, противоположную эксцентриситету е. б ил.Изобретение относится к устройствам для строительства и ремонта железнодорожного пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта железнодорожного пути.Целью изобретения является повышение качества уплотнения балласта путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек,На фиг.1 изображен подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами, общий вид; на фиг.2 - тоже, при заглубленном положении подбоек в момент обжатия балласта под шпалами; на фиг.З - схема взаимодействия элементов подбивочного блока при нижнем положении дебаланса; на фиг.4 - тоже, после поворота эксцентрикового вала на 90 О; на фиг,5 и 6 - графики изменения усилий, воздействующих на шток гидроцилиндра обжатия вдоль его оси, соответственно от усилий отпора балласта и от дебаланса.Рама 1 подбивочного блока для уплотнения балласта под шпалами размещается на путевой машине 2 в вертикальных направляющих 3 и соединяется с нею гидро- цилиндром 4 вертикального перемещения блока. Левый и правый рычаги 5 подбивочного блока с помощью шарниров 6 крепятся на раме 1. В нижней части рычагов 5 закреплены подбойки 7. С помощью пальца 8 левый рычаг 5 соединен с гидроцилиндром 9 обжатия, который в свою очередь штоком 10 соединен с правым рычагом 5 посредством эксцентрикового вала 11 с эксцентриситетом е, снабженного отдельным приводом вращения, например гидромотором (не показани).На эксцентриковом валу 11 также закреплен дебаланс 12 массой щ на расстоянии, равном радиусу г от центра вращения, Дебаланс 12 установлен так, что его масса направлена в сторону, противоположную эксцентриситету е эксцентриковога вала 11 относительно центра его вращения с частотой в,Шток 10 гидроцилиндра обжатия соединен с поршнем 13,Кроме того рычаги 5 соединены с рамой 1 блока пружинами 14 через пальцы 15, а шарниры 6 крепления рычагов 5 на раме делят рычаги в соотношении Ь;б, что определяет соотношение эксцентриситета е и амплитуды а колебания подбоек 7,В процессе виброуплотнения балласта подбоек 7 за период колебаний Т испытывают периодическое поперечное воздействие от усилий отпора балласта Й 1 и Й 2, которые появляются на верхних концах рычагов 5 5 10 15 20 25 30 35 ао 50 55 усилием Р, где также действует центробежное усилие 0 от дебаланса 12.Подбивочный блок работает следующим образом.Приводится во вращение эксцентриковый вал 11 от собственного привода (не показан), Вращающийся эксцентриковый вал 11 через шток 10 и гидроцилиндр 9, а затем и через рычаги 5, качающиеся на шарнирах 6 и удерживаемые в вертикальном положении пружинами 13, передает колебательное движение подбойкам 7,При поднятом положении рамы 1(фиг.1) путевая машина 2, перемещаясь вдоль строящегося участка пути, останавливается подбивочным блоком над шпалой, после чего гидроцилиндром 4 рама 1 опускается.Во время опускания подбивочного блока вибрирующие подбойки 7 углубляютсяи взаимодействуют в балластом, уплотняя прилегающие к подбойкам зоны балласта. В процессе уплотнения производится обжатие балласта под шпалами подбойками 7 для чего верхние части рычагов 5 расталкиваются гидроцилиндром 9,Далее рабочие операции происходят в обратном порядке.Производится разжатие вибрирующих подбоек 7 гидроцилиндром 9 и подъем рамы 1 подбивочного блока гидроцилиндром 4 в верхнее положение. Затем путевая машина 2 перемещается к следующей рабочей зоне до установки подбивочного блока над следующей шпалой.Кинематику движения колеблющихся элементов подбивочного блока и, в частности, верхних частей рычагов 5, соединенных через эксцентриковый вал 11 и гидроцилиндр 9 обжатия, можно проследить по схемам взаимодействия элементов подбивочного блока в двух положениях вращающегося эксцентрикового вала 11 с закрепленным на нем дебалансом 12 (фиг,З и 4), где в обоих случаях шток 10 гидроцилиндра 9 обжатия находится в выдвинутом не до конца состоянии,При вращении эксцентрикового вала 11 точка крепления штока 10 к зксцентриковому валу (т. С) вращается вокруг точки крепления верхней части правого рычага 5 к эксцентриковому валу(т, Д) по радиусу, равному эксцентриситету е вала. При этом расстояние между верхними точками рычагов 5 (т. В и т. Д) периодически увеличивается и уменьшается (с частотой, определяемой частотой вращения эксцентрикового вала) на величину 2 е, что вызывает колебательные движения подбоек 7 как навстречу друг другу, так и в разные стороны, причем рычаги 5 колеблются на шарнирах 6(т. А и т. Е) цент 15942395 10 20 25 рабочей жидкости. Эти перемещения Ь 45 50 рального положения, в котором удерживаются пружинами 14, Размах колебаний а распределяется между левой и правой подбойками 7, исходя из равной жесткости левой и правой пружины 14, т.е. поровну.При заглублении в балласт колеблющихся подбоек 7 последние испытывают на себе усилия отпора балласта как при движении навстречу друг другу, так и при движении в противоположные стороны, причем усилия отпора увеличиваются при движении подбоек в крайние положения, в кото-. рых достигают максимальных значений, и уменьшаются до нулевых в нейтральных положениях рычагов 5,Необходимость преодоления усилий отпора балласта вызывает возникновение на верхних точках (В - С) рычагов соответствующих усилий Р, определяемых соотношением частей Ь:б рычагов 5 относительно шарниров 6 и изменяющихся по величине от 0 до Рмакс в процессе колебаний.Изменение величины усилия Р, возникающего на конце штока 10 гидроцилиндра 9 обжатия при вращении эксцентрикового вала 11, показано в виде графика (фиг,5), исходной точкой которого служит положение подбивочного блока (фиг.З), в котором усилие отпора балласта равно кулю (на фиг,4 эксцентрик преодолел 1/4 Т цикла колебаний и рычаги 5 находятся в крайнем положении и усилие отпора балласта вызывает максимальное по величине усилие Р),Таким образом, шток 10 гидроцилиндра 9 обжатия в процессе колебаний подбоек 7 периодически испытывает толкающе-вытягивающие усилия Р со стороны эксцентрикового вала 11, вызванные отпором балласта. Шток 10 в свою очередь, воздействуя на поршень 13 гидроцилиндра 9 обжатия, вызывает периодически то в поршневой, то в штоковой полостях некоторое перемещение поршня, а с ним и штока 10 относительно гидроцилиндра 9 за счет упругости штока 10, зависимые от давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах 9, по величине сопоставимы с эксцентриситетом е вала 11, а при заглублении подбоек 7 в балласт и обжатие последнего под шпалой, когда усилие Р отпора балласта значительно возрастает Л 1, достигает величины, близкойк Ь 1, что снижает амплитуду колебакий подбоек 7, а с нею и эффект уплотнения. С такой же частотой в вращается вокруг т, Д закрепленный на эксцентриковом валу дебаланс 12 массой а. При вращении дебаланса 12 на эксцектриковый вал 11; а следовательно, и на соединенные с ним вер 30 35 40 хнюю часть правого рычага 5 и на шток 10 гидроцилиндра 9 обжатия действуют постоянное по величине (при постоянной в) и переменное по направлению центробежное усилие О, величина которого при известном радиусе г вращения массы гп дебаланса оп- ределяется: 0 = гп и) г.гВ определенном положении подбивочного блока (фиг,З) усилие 0 направлено перпендикулярно оси В - С гидроцилиндра 9 обжатия и не воздействует на шток 10 вдоль его оси, Однако, при дальнейшем дебалансе 12 в процессе колебаний в сторону положекия, изображенного на фиг,4, составляющая усилия О, спроецированная на ось В - С гидроцилиндра 9 возрастает до величины 0 (фиг.4), При дальнейшем повороте усилие от дебаланса 12, воспринимаемое штоком 10, убывает до нулевого значения, а затем вновь возрастает, но уже в противоположном направлении, стремясь выдвинуть шток 10 из гидроцилиндра 9 обжатия.Изменение величины спроэцированной на ось В - С гидроцилиндра 9 составляющей центробежного усилия 0 от дебаланса 12 изображено в виде графика (фиг.6), исходной точкой кото рого служит положение подбивочного блока, изображенное на фиг.З, в котором составляющая усилия 0 равна нулю.Анализируя графики изменения воздействующих на шток 10 гидроцилиндра обжатия 9 усилий (фиг.5 и 6), видно, что усилие отпора балласта и усилие от дебаланса воздействуют на шток 10 в противофазе, следовательно и перемещение Ь и Л 0 направлены в противоположные стороны, Следовательно для исключения снижения номинальной амплитуды колебания подбоек 7 при их эаглублении в балласт, т.е. для повышения качества уплотнения балласта, необходимо, чтобы перемещения поршня 13 гидроцилиндра 9 обжатия взаимокомпенсировались, т.е. Ь = Л О, или, если пренебречь разностью площади поршня 13 со стороны поршневой полости и со стороны штоковой полости гидроцилиндра 9, условием неподвижности штока 10 является равенство воздействующих на него усилий Р = О.Усилие Р упрощенно определяется по отпору балласта:Р= - й,бтогда условие равенства усилий на штоке 10принимает вид- й =тугбКак видно из полученной формулы, степень уплотнения балласта, определяемая через площадь рабочих поверхностей подбоек 7 усилием В, а следовательно, и качество уплотнения, зависит прямопропорционально от частоты колебаний подбоек 7, т.е. частоты вращения эксцентрикового вала 11 с дебалансом 12.Кроме рассмотренных усилий на шток 10 на протяжении периода колебаний 1 действуют и другие менее значительные силы (инерционность рычагов, подбоек, других движущихся элементов, реакции элементов гидропровода и др,), что потребует для каждой конкретной конструктивной схемы подбивочного блока некоторой сдвижки дебаланса 12 с направления, противоположного эксцентриситету е вала 11, с целью оптимизации системы,Формула изобретения Подбивочный блок для уплотнения балласта под шпалами, включающий в себя раму. размещенную на путевой машине, 5 рычаги с подбойками, шарнирно закрепленные на раме и соединенные с последней пружинами, гидроцилиндр обжатия и эксцентриковый вал с приводом, установленный в верхней части одного из рычагов, 10 причем гидроцилиндр одним концом шарнирно соединен с верхней частью одного из рычагов, а другим - с эксцентриковым валом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества уплотнения балласта 15 путем обеспечения регулирования амплитуды колебания подбоек, он снабжен установленным на эксцентриковом валу дебалансом с центром масс, расположенным противоположно эксцентриситету указанного вала.20Пр водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 2815 ВНИИПИ Государ Тираж 454 Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5