Гидравлический путевой инструмент

МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ИНСТРУМЕНТ

ДЛЯ ПУТЕВЫХ РАБОТ

К механизированному путевому инструменту (МПИ) относят переносные и съёмные, обычно небольшие по массе, машины для различного ремонта, текущего содержания и даже сооружения рельсового пути. С его помощью производят большое количество операций со всеми элементами пути. Используют его и при работах на звеносборочных базах.

В настоящее время освоен выпуск МПИ для: работы с рельсошпальной решеткой; сверления отверстий в рельсах, упрочнения и снятия фасок; резания рельсов; их шлифования; работы со скреплениями, шпалами и балластом и др. элементами пути. Выпускают также энергетическое оборудование для привода этого инструмента.

Гидравлический путевой инструмент

Путевой инструмент с электрогидравлическим приводом развивает большие движущие силы при точном и плавном перемещении исполнительного органа, допуская регулировку скорости этого перемещения. Просадки и перекосы пути, его извилины и выбросы, угоны, а также сезонные температурные напряжения и пр. устраняют с помощью: домкратов, рихтовщиков, разгонщиков, сдвигателей и пр.

14.1.1. Домкраты

Путевыми домкратами (ПД) поднимают рельсошпальную решётку. Характеристики некоторых из них приведены в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Основные характеристики гидродомкратов

ПД имеют гидромеханический привод с встроенным или обособленным ручным гидронасосом (иногда с моторной насосной станцией). ПД с ручным приводом выполняют с нераздельными или раздельными (и скреплёнными) узлами гидронасоса и исполнительного органа–гидроцилиндра с гильзой и поршнем. ПД с опорой рельса на торец подъёмной гильзы или поршня в работе устойчивее (но у них велика высота подхвата), а при опоре на лапу возникают перекосы. Поэтому некоторые конструкции выполнены с несколькими лапами (иногда поворотными) и опорным торцом подъёмного элемента. Встроенный гидронасос выполняют в виде ручного плунжерного насоса с масляным резервуаром и всасывающими, нагнетающими, предохранительным и спускными клапанами. Гидросистемы обособленных насосов и гидроцилиндра ПД соединяют гидромуфтами. Подошва ПД выполнена жёсткой. Его корпус снабжён рукоятями для переноски и установки на место производства работ.

При работе ПД подошвой прочно устанавливают в вертикальном положении и подводят под рельс подъёмный элемент (в нижнем его положении). Затем приводят в действие насос, нагнетают рабочую жидкость в гидроцилиндр и смещают вверх подъёмный элемент, приподнимая рельс. Опускание рельса осуществляют с помощью спускного клапана, открывая его.

На рис. 14.1. приведена структурная схема ПД ДП 10 с двумя насосами (низкого и высокого давления), работающими последовательно, и с телескопическим цилиндром.

Перспективы развития ПД связаны с повышением гидроплотности их систем.

Зарубежные аналоги фирмы «Робель» (47.14), «Жейсмар» (СН 65) и др. отличаются от отечественных ПД несущественно.

Параметры, определяющие рабочий процесс ПД, это движущая сила P (Н) и скорость v (м/c) перемещения исполнительного органа. При этом:

(14.1)

где q – погонная масса рельсошпальной решётки, кг/м; L – длина понимаемой части решётки, м; W – сила сопротивления вертикальномусмещению шпал, Н.

Давление в гидросистеме, МПа, реализующее требуемую силу, p = P/F (здесь F – площадь поперечного сечения поршня).

14.1.2.Рихтовщики

С помощью рихтовщиков (РХ) исправляют неисправности пути в плане поперечной его сдвижкой. Большинство РХ выполняют с ручным (Р) приводом, однако применяют и моторный привод. У РХ РГУ 1 (РГУ 2) привод с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) “Дружба 4”, ” у РГУ 1М − с ДВС “Дружба 2-Электрон”, у РГУ 1МДМ − с ДВС ДМ, у РГУ 1МЕ − с электродвигателем (Э). Характеристики некоторых РХ приведены в табл. 14.2. (*− сила на рукояти гидронасоса.)

Таблица 14.2. Основные характеристики гидрорихтовщиков

РХ с моторным приводом снабжены четырьмя съёмными исполнительными органами, схожими с ПД, снабжёнными в верхней части подъёмного цилиндра ступенчатым выступом – “гребёнкой” для упора сбоку в выступающую часть рельса. РХ с ручным приводом схожи с исполнительными органами моторных РХ, имеют наклонную компоновку и снабжены рычажным четырёхзвенным механизмом с мощными рычагами (опорой, коромыслом, сошником) для лучшей передачи движущей силы и упора в балласт.

При работе РХ с ручным приводом и исполнительные органы моторного РХ устанавливают у рельса (со стороны, противоположной направлению требуемой сдвижки) так, чтобы выступ “гребёнки“ упёрся сбоку в рельс, а рычаги расположились под его подошвой. Устанавливать гидроцилиндры РХ следует под углом наклона (15…20)^о так, чтобы опора не проскальзывала на балласте, а РХ более 25 мм не приподнимал путь. Сдвижку пути осуществляют при силовом воздействии на рельс “гребёнки” цилиндра.

На рис. 14.2. представлена принципиальная гидравлическая схема моторного РХ, а на рис. 14.3. − структурная схема РХ ГР 12Б с ручным приводом.

Для РХ актуальны проблемы повышения гидроплотности и совершенствования опорного рычажного механизма (готовится к выпуску моторный РХ РГУ 4 с исполнительными органами в виде РХ с ручным приводом).

Зарубежные аналоги РХ фирмы “Робель” и др. (8Т и пр.) несущественно отличаются от отечественного оборудования.

Движущая сила P РХ должна соответствовать сумме сил W сопротивления сдвигу и вывески рельсошпальной решётки. Она, по опытным данным, составляет (40 ± 10) кН в зависимости от угла α наклона цилиндра, сдвижки и вывески (до 2 мм):

(14.2)

Скорость сдвижки у современных рихтовщиков составляет в среднем (15 ± 5)·10^-4 м/с.

14.1.3. Разгонщики

С помощью разгонщиков (РГ) восстанавливают нормальные зазоры между рельсами в стыках, нарушенные при угоне пути. Характеристики некоторых РГ приведены в табл. 14.3.

Большинство РГ схожи по конструкции и состоят из двух гидроцилиндров и двух корпусов, с одним из которых скреплены торцы цилиндров, а с другим – торцы штоков. На обоих корпусах размещены управляемые вручную рельсовые зажимы. На одном

Таблица 14.3. Основные характеристики гидроразгонщиков

из корпусов установлен гидронасос с ручным приводом. Имеются ролики для перемещения по рельсу (у РЛ 12 их нет).

При работе один корпус скрепляют зажимом с головкой первого из состыкованных рельсов, а другой – с головкой второго. При работе гидронасоса на цилиндры и штоки действуют осевые силы, смещающие корпусы РГ и зажатые ими концы рельсов. Для уменьшения требуемой силы стыковые болты, костыли и пр. ослабляют.

В качестве примера на рис. 14.4. представлена структурная схема РГ Р25. Для РГ также актуальны проблемы повышения гидроплотности и надёжности скрепления корпусов с рельсами, особенно в кривых и при большом износе головок рельсов.

Зарубежные аналоги фирмы «Жейсмар» и др. (ESN-M, AТR-12 и пр.) близки по устройству и характеристикам к отечественному оборудованию. РГ ATR-12 выполнен с приводом от отдельного моторного насоса и имеет один гидроцилиндр.

Движущая сила, Н, РГ должна соответствовать силе сопротивления W смещаемого рельса:

(14.3)

где ω₁ – погонная сила сопротивления смещению рельса, Н/м (при ослабленном костыльном скреплении (4 ± 2)·10³, при неослабленном – (8 ± 3)·10³); L – длина смещаемого участка рельсового пути, м.

Скорость разгонки у современных РГ составляет примерно (11 ± 4)·10⁴, м/c.

14.1.4. Сдвигатели рельсовых путей

С помощью сдвигателей (СРП) осуществляют разрядку температурных напряжений в рельсовых плетях, введение их в расчётный температурный интервал и обеспечение необходимого стыкового зазора между ними. Характеристики некоторых СРП приведены в табл. 14.4.

Таблица 14.4. Основные характеристики сдвигателей

По своему устройству СРП схожи с РГ, выполненными более “мощными” для реализации больших движущих сил и перемещений исполнительного органа. Их привод раздельный, в виде ручных гидронасосов (ГР 1 у УНГ 75 и СГР 1-8 у НРП 100-05) или в виде комбинированного насоса (НГЭК у УНГ 75) и моторного насоса у НРП 100-05. Для увеличения хода исполнительного органа применены дополнительные тяги − вставки, удлиняющие штоки гидроцилиндров. СРП выполнены блочными с возможностью разборки на несколько узлов.

Операции взаимодействия элементов СРП и рельсовых плетей схожи с операциями при разгонке стыков. Однако требуется обязательная вывеска плетей на ролики, катучие опоры или пластины из антифрикционных материалов (полиамида, фторопласта). Технологический процесс должен соответствовать специальным «Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» – (М.: Транспорт, 2000).

На рис. 14.5. приведена структурная схема СРП УНГ 75.

Для СРП актуальны те же проблемы, что и для РГ. Кроме того, вся его конструкция должна быть жёсткой и прочной при наименьшей массе.

Зарубежные аналоги фирмы «Пляссер и Тойрер» (НДМ 50/70, ОДМ 50/70), «Жейсмар» (ТН 70, ТН 70V2, ТН 70E, ТН 70EC) и др. по конструкции и характеристикам несущественно отличаются от отечественных образцов.

Расчёт изменения Δl длины L плети, м, и требуемой движущей силы P, Н, ведётся по формулам:

(14.4)

где α – коэффициент линейного расширения стали, 1/ºC; Δt – увеличение температуры закрепления плети, ºC; E − модуль упругости рельсовой стали, Па; F – площадь поперечного сечения рельса, м²; q − погонная масса рельса, кг/м; f_i – коэффициент трения скольжения подошвы рельса по подкладкам.

Следует иметь в виду, что при P ≥ 687 кН, в случае “натяжения” плети и ослаблении скреплений не на всей её длине могут возникать необратимые удлинения рельсов.

Скорость сдвижки у составляет около (0,37 ± 0,03)·10^-3, м/с.

14.1.5. Прочие устройства

Эти устройства используют при аварийном восстановлении железнодорожного пути. К ним относятся специальные прессы, ножницы, разжимы, стяжки и пр. Они имеют нераздельный или раздельный гидромеханический привод. Их характеристики приведены в табл. 14 5. (Рабочая сила в кН, рабочий ход в м).

Выпускаются и другие, кроме вышеперечисленных, гидравлические путевые инструменты. Следует отметить МПИ АСМ 109М центра «Транспорт» – мощное многофункциональное устройство с ручным насосом, домкратом, рихтовщиком, разгонщиками, ликвидатором уширения колеи, гайкорезом и съёмниками.

Таблица 14.5. Основные характеристики устройств