Шпалоподбивочный агрегат

(5)5 Е 01 В 27/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к машинам для строительства и ремонта верхнего строения пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта. Цель изобретения - повы. шение эффективности агрегата путем расширения технологических возможностей и повышения качества уплотнения балласта. Шпалоподбивочный агрегат содержит раму 1, подбойки 2, установленные на раме 1 с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях, вибропривод 3, соединенный с подбойниками 2, механизм подачи подбоек и центрирующее устройство, образованные тягами 4 и 5 переменной длины. Агрегат снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, при этом число подбоек Рь число тяг пд, число степеней свободы подбоек Кп, Кв, отнимаемых каждой тягой и/или каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке 2 или виброприводу 3, число соответствующих шарниров крепления Вк, отнимающих одинаковое число степеней свободы, связаны соотношением 6 х Р= Кп п+,Е Кв,Вк 2 з,п.кф-лы, 4 ил.Изобретение относится к машинам для строительства и ремонта верхнего строения пути, в частности к устройствам для уплотнения балласта,Известен шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере одну пару подбоек, смонтированных на раме, вибропривод, закрепленный на одной из подбоек, и механизм подачи подбоек в виде гидроцилиндра, шарнирно закрепленного на верхних концах подбоек, Подбойки смонтированы на раме посредством вращательных шарниров, доставляющих подбойкам одну степень свободы. От заваливания подбоек шпалоподбивочный агрегат снабжен центрирующим устройством в виде пружин, соединенных с подбойками и рамой.Недостатком данного шпалоподбивочного агрегата является невозможность работать на стрелочных переводах, когда необходимо уплотнить балласт наклоненными подбойками.Наиболее близким к предлагаемому является шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии агрегата, вибропривод, соединенный с подбойками, механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу переменной длины,Недостатком известного агрегата является невозможность работы наклоненными подбойками для уплотнения балласта под стрелочными переводами и под рельсами, что снижает его эффективность.Цель изобретения - повышение эффективности агрегата путем расширения его технологических возможностей и повышения качества уплотнения балласта,Для достижения поставленной цели шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через оси симметрии агрегата, вибропривод, соединенный с подбойками, механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу, снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, установленным с возможностью поворота дополнительно по меньшей мере в одной вертикальной плоскости, не совпадающей с указанной вертикальной плоскостью а число подбоек, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемыхкаждой тягой и/или каждый шарнирномкрепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления, отнимающиходинаковое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением10бх Р= К, л) 4. Кв Вк, (1)Кгде Р) - число подбоек,Кл - число степеней свободы подбоек,отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;п - число соответствующих тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;20 К - число степеней свободы подбоек,отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или к виброприводу;В) - число соответствующих шарнировкрепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек.Пои этом верхние концы каждой парыподбоек соединены посредством эксцентрикового вибротора, а механизм подачи подбоек и центрирующее устройство образован семью тягами переменной длины, соединенных по три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой и каждой подбойкой, а пара подбоек соединена дополнительно с рамой седьмой тягой переменной длины, Кроме этого, две подбойки своими верхними концами соединены между собой посредством механизма подачи подбоек в виде тяги переменной 40 длины, причем на верхней части одной изподбоек закреплен вибропривод с трехколенным эксцентриковым валом, который соединен своими двумя коленами с тягой переменной длины механизма подачи и подбойкой, а подбойки соединены с рамой посредством крестовых или сферических шарниров и дополнительного гидроцилиндра подачи, центрирующее устройство выполнено в виде тяги переменной длины, 50 шарнирно соединенной с рамой и третьимколеном эксцентрикового вала вибропривода, поичем шарнир крепления тяги переменной длины центрирующего устройства к раме расположен на прямой, соединяющей шарниры крепления подбоек к раме.На фиг, 1 изображен шпалоподбивочный агрегат с семью тягами переменной длины; на фиг, 2 - шпалоподбивочный агрегат, подбойки которого соединены с рамой крестовыми шарнирами; на фиг, 3 - то же, 1693155510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 но подбойки соединены с рамой сферическими шарнирами; на фиг. 4 - узел крепления тяг переменной длины к подбойкам по фиг, 1,Шпалоподбивочный агрегат содержит раму 1, шарнирно установленные на ней подбойки 2, поворачивающиеся вокруг горизонтальных осей при сближении под шпалой. Вибропривод 3 соединен с подбойками 2. Механизм подачи подбоек 2 образован тягами 4 переменной длины. Центрирующее устройство включает в себя одну или несколько тяг 5, например, переменной длины, Тяги 4 и 5 могут быть выполнены в виде гидроцилиндров. Шпалоподбивочный агрегат снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, например переводом поршня гидроцилиндров тяги 5 центрирующего устройства в плавающее положение. Подбойки 2 имеют дополнительную одну или несколько степеней свободы, Число подбоек 2, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой. число степеней свободы, отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме или другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления, отнимающих одинаКовое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением 6 х,), Р 3 = Кп п 1+, Кв В к. (1)1 Кгде Р - число подбоек;Кл - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;п 1 - число тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;КВ - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждым шарниром крепления подбоек к раме, другой подбойке или виброприводу;Вк - число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек.Указанная формула справедлива для случая синхронного движения подбоек 2 или их погружении в балласт. При этом все имеющиеся степени свободы подбоек 2 (шесть степеней свободы в пространстве у каждой подбойки) отнимаются их шарнирами крепления друг к другу, виброприводу, к раме, тягами центрирующего устройства и механизма подачи. Причем число связей, накладываемых на подбойки, равно числу степеней свободы подбоек 2. При этом от вибропривода 3 подбойки 2 совершают синхронные движения, разрыхляя верхний слой балласта при погружении в него,При обжатии балласта одна связь на подбойки 2 накладывается самим балластом, при этом для создания равенства усилий на подбойки 2 одна связь в ш палоподбивочном агрегате оказывается лишней и ее необходимо исключить приспособлением отключения центрирующего устройства, Для случая обжатия балласта будет справедлива формула бх Р= Квп 11 КвВкв 1 1 к 2)КДополнительная степень свободы у подбоек 2 позволяет наклонять их, например, поворачивая в поперечной плоскости, обрабатывать стрелочные переводы, уплотнять балласт в зоне пересечения шпал и рельсов,В качестве примера реализации укаэанного подхода при формировании схем шпалоподбивочного агрегата можно представить два шпалоподбивочных агрегата,В шпалоподбивочном агрегате по фиг. 1 и 4 верхние концы каждой пары подбоек 2 соединены эксцентриковым вибратором 3. Механизм подачи подбоек 2 и центрирующее устройство образованы семью тягами 4 и 5 переменной длины, соединенными по три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой 1 и с каждой подбойкой 2, а пара подбоек 2 соединена дополнительно с рамой седьмой тяой 6 переменной длины механизма подачи. ОО - ось симметрии агрегата.Шпалоподбивочный агрегат по фиг. 2 и 3 содержит две подбойки 2 своими верхними концами соединенные между собой посредством механизма подачи подбоек в виде тяги 4 переменной длины. На верхней части одной из подбоек 2 закреплен вибропривод 3 с трехколенным эксцентриковым валом, соединенным своими двумя коленами с тягой 4 переменной длины механизма подачи и подбойкой 2, а подбойки 2 соединены с рамой 1 посредством крестовых 7 (фиг. 2) или сферических 8 (фиг, 3) шарниров и дополнительного гидроцилиндра 9 подачи. Центрирующее устройство выполнено в виде тяги 5 переменной длины, шарнирно соединенной с рамой 1 и третьим коленом эксцентрикового вала вибропривода 3. Шарнир 10 крепления тяги 5 переменной длины центрирующего устройства к раме расположен на прямой, соединяющей шарниры 7 или 8 крепления подбоек 2 к раме 1. Это необходимо для того, чтобы при повороте подбоек 2 дополнительным гидроцилиндром 9 подбойки 2 не изменяли своего50 положения вдоль шпалоподбивочного агрегата.Шпалоподбивочный агрегат работает следующим образом,При погружении подбоек 2 в балласт виброприводом 3 осуществляется синхронная вибрация подбоек 2, при этом в шпалоподбивочном агрегате по фиг. 1 и 4 тяги 4 и 5 переменной длины могут относиться и к механизму подачи подбоек 2 и 3 к центрирующему устройству. Изменяя длину тяг 4 и 5 можно осуществлять все возможные движения подбоек, осуществляя повороты и перемещения в различных направлениях Чь работать одной подбойкой, осуществлять ротацию подбоек 2 и т.д, Седьмой тягой 6 переменной длины можно наклонить подбойки 2 в поперечной плоскости, подавая подбойки 2 под рельсы для уплотнения балласта под ними. При этом согласно формуле (1) 2 х 6=5+7, где 2 - число подбоек; 6 - число степеней свободы подбоек 2 в пространстве; 5- число степеней свободы, отнимаемых вращательным шарниром, соединяющим подбойки 2.При осуществлении обжатия балласта одна из тяг 5 должна быть исключена из схем путем перевода ее поршня в плавающее положение, так как при обжатии балласт накладывает одну связь. При этом формула (2) будет справедлива, так как 2 х 6=5+6+1, Число 6 вместо 7 получилось изза исключения одной связи (отключения одной тяги 5 центрирующего устройства). При этом осуществляется асинхронная работа подбоек 2 с обеспечением равенства усилий на подбойках 2 для равномерного уплотнения балласта под шпалами,В шпалоподбивочном агрегате по фиг, 2 и 3 виброприводом 3 осуществляется синхронная работа подбоек 2 для равномерного раэрыхления верхнего слоя балласта. При этом по формуле (1) 2 х 6=1+1+2+4 х 2, где 2 - число подбоек; 6 - число степеней свободы каждой подбойки 2 в пространстве, 1 - число степеней свободы, отнимаемых тягой 5 центрирующего устройства; 1 - число степеней свободы, отнимаемых дополнительным гидроцилиндром 9 механизма подачи; 2 - число степеней свободы, отнимаемых тягой 4 механизма подачи подбоек, так как тяга 4 (гидроцилиндр) соединена с другими элементами вращательными шарнирами, 2 - число крестовых шарниров 7,4 - число степеней свободы, отнимаемых каждым крестовым шарниром 7, При обжатии балласта подбойками 2 тяга 5 центрирующего механизма будет исключаться из работы. путем перевода поршня (гидроцилиндра) в плавающее положение, В этом случае по формуле 5 10 15 20 25 ЗО 35 40(2) 2 х 6=1+2+4 х 2+1, При этом будет осуществляться асинхронная работа подбоек 2, позволяющая осуществить равномерное уплотнение балласта под шпалой с каждой ее стороны, Дополнительным гидроцилиндром 9 можно осуществлять наклон подбоек 2 и обжимать балласт под рельсами, формируя несущий столб из балласта.Аналогично может быть рассмотрен шпалоподбивочный агрегат по фиг. 3. При этом по формуле (1) 2 х 6=3+1+1+Зх 2. В этом случае поршень относительно гильзы гидро- цилиндра - тяги 5 центрирующего устройства должен быть зафиксирован от перемещения, а сама тяга 5 должна крепиться шарнирно, В этом случае она отнимет три ступени свободы. При выключении тяги 5 из работы одна степень свободы будет освобождаться, так как поршень может входить в гильзу, т,е. тяга 5 в этом случае отнимает две степени свободы и осуществляется асинхронная работа подбоек 2 при обжатии балласта. Формула (2) имеет вид 2 х 6=2+1+2+Зх 2+1,Аналогично может быть построено бесконечное множество шпалоподбивочных агрегатов, подчиняющихся формуле (1) при заглублении подбоек 2 в балласт, и формуле (2) при обжатии подбойками 2 балласта, подбойки 2 которых имеют дополнительные степени свободы, позволяющие осуществлять уплотнение балласта под стрелочными переводами, под шпалами железнодорожного пути с другого железнодорожного пути и т,д. Таким образом, установка подбоек 2 с возможностью дополнительных поворотов и подчинение конструкции шпалоподбивочных агрегатов формулам (1) и (2) позволяет повысить качество уплотнения балласта, расширить функциональные возможности шпалоподбивочных агрегатов и тем самым повысить их эффективность.Формула изобретения 1. Шпалоподбивочный агрегат, содержащий раму, по меньшей мере две подбойки, установленные на раме с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось симметрии агрегата,вибропривод, соединенный с подбойками,механизм подачи подбоек, образованный тягой переменной длины, центрирующее устройство, включающее в себя по меньшей мере одну тягу переменной длины, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения технологических воэможностей и повышения качества уплотнения балласта, он снабжен приспособлением отключения центрирующего устройства, подбойки установлены свозможностью поворота дополнительно по меньшей мере в одной вертикальной плоскости, не совпадающей с указанной вертикальной плоскостью, а число подбоек, число тяг, число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой и/или каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу, число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек, связаны следующим соотношением бх Р= Кл п+,"., КвВк,1 кгде Р, - число подбоек;Кл - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждой тягой механизма подачи подбоек и центрирующего устройства;п - число соответстующих тяг, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек;Кв - число степеней свободы подбоек, отнимаемых каждым шарниром крепления подбойки к раме, другой подбойке или виброприводу;Вк - число соответствующих шарниров крепления подбоек, отнимающих одинаковое число степеней свободы подбоек,2. Агрегат по и. 1, от л и ч а ю щи й сятем, что верхние концы пары подбоек соединены посредством эксцентрикового вибратора, а механизм подачи подбоек и5 центрирующее устройство образованысемью тягами переменной длины, соединенных по три сферическими или крестовыми шарнирами с рамой и с каждойподбойкой, а пара подбоек соединена до 10 полнительно с рамой седьмой тягой переменной длины механизма подачи.3, Агрегат по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что две подбойки своими верхними концами соединены между. собой посредством15 механизма подачи подбоек в виде тяги переменной длины, причем на верхней частиодной из подбоек закреплен вибропривод стрехколенным эксцентриковым валом, который соединен двумя коленами с тягой пере 20 менной длины механизма подачи иподбойкой, а подбойки соединены с рамойпосредством крестовых или сферическихшарниров и дополнительного гидроцилиндра подачи, центрирующее устройство вы 25 полнено в виде тяги переменной длины,шарнирно соединенной с рамой и третьимколеном зксцентрикового вала вибропривода, причем шарнир 1 крепления тяги переменной длины центрирующего устройства к30 раме выполнен сферическим и расположенна прямой, соединяющей шарниры крепления подбоек к раме,1693155Составитель А,Савельеведактор Н.Яцола Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец Заказ 4056 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10