Принципы работы устройств забора и очистки путевого щебня. Классификация машин

По технологической структуре процесса очистки щебня или замены балласта машина или комплекс содержит основное рабочее оборудование для выгребания и подачи балласта на распределительно-транспортирующую систему, для разделения фракций засорителей и чистого щебня путем просеивания (грохот), систему распределения, транспортирования и раздельной выгрузки щебня и засорителей (в путь, в подвижной состав или на обочину пути). Кроме того, на машинах и комплексах устанавливается вспомогательное рабочее оборудование: ПРУ, виброплиты для уплотнения нижних слоев балластной призмы, дробилки для увеличения относительной площади поверхностей откола частиц щебня и др. Таким образом, щебнеочистительная машина или комплекс это сложная технологическая система, своеобразный «горно-обогатительный завод» на железнодорожном ходу.

По конструкции рабочих органов и схемам движения загрязненного и чистого щебня, а также засорителей машины и комплексы делятся на: высокопроизводительные машины с малой глубиной очистки, имеющие совмещенный центробежный рабочий орган для выгребания и очистки щебеночного балласта (ЩОМ-Д, ЩОМ-4, ЩОМ-4М, ЩОМ-ДО, БМС и др.); машины для очистки и замены балласта у торцов шпал, имеющие торцевые роторные выгребные устройства и центробежные или плоские вибрационные грохоты (УМ-М, УМ-С, ЩОМ-6Р, МВБ-150 и др.); машины и комплексы для глубокой очистки (замены) щебня (RM-80 UHR, СЧ-601, СЧ-700, СЧУ-800М, ЩОМ-6БМ, ЩОМ-6У, СЧ-1200, ЩОМ-1200, ЩОМ-1200ПУ и др.).

По назначению они подразделяются на машины для работы на перегонах, на стрелочных переводах, универсальные машины для работы на перегонах и стрелочных переводах; по основным выполняемым операциям – на машины для очистки щебня, для очистки и вырезки балласта, для вырезки (замены балласта); по конструктивному исполнению, в частности способу вырезки балласта – на машины с пассивными подрезными ножами и подгребными крыльями, с активными вырезающими органами (цепными скребковыми, роторными, баровыми) и пассивными подгребающими крыльями, с комбинированными рабочими органами; по способу очистки щебня – на машины с центробежными очистительными устройствами и машины с плоскими вибрационными грохотами; по способу транспортирования – на машины прицепные и машины самоходные; по типу ходовой части и тяговых единиц – на машины с железнодорожным ходом и локомотивом или тягово-энергетическим модулем и машины на комбинированном ходу с тракторной тягой; по способу удаления засорителя – на машины с рассеиванием засорителя в сторону от оси пути и машины с направленным переносом засорителя в специализированный подвижной состав (для последующего его вывоза) или выгрузки к основанию насыпи, или за пределы водоотводов в неглубоких выемках; по способу работы с путевой решеткой – на машины, работающие с подъемом РШР, машины, работающие без ее подъема, и машины, работающие при снятой РШР.

Центробежные щебнеочистительные рабочие органы системы А.М. Драгавцева применяются на отечественных щебнеочистительных машинах ЩОМ-4 и ЩОМ-4М, использование которых сокращается. Такие рабочие органы компактны, одновременно выполняют функции выгребного и очистного устройства, обладают высокой производительностью при удовлетворительном качестве очистки. Однако они имеют низкий уровень надежности, высокую энергоемкость и производят выброс засорителей на плечо балластной призмы и откосы земляного полотна, что приводит к появлению шлейфов и засорению водоотводов.

Центробежный щебнеочистительный рабочий орган (рис. 4.4) представляет собой замкнутую сетчатую ленту 8, установленную в контуре, состоящем из роликовой батареи 13, отклоняющих 4 и натяжных 5 звездочек, контактирующих с двумя тяговыми цепями ленты. Привод ленты осуществляется через ведущий вал, на котором установлены две ведущие звездочки 7. Ведущий вал через карданный вал 9 связан с редуктором 12, имеющим два входных вала с присоединенными через муфты электродвигателями постоянного тока 11. На одном из валов редуктора установлен тормоз 10. На горизонтальном участке гибкая сетчатая лента 8 проходит пассивный подрезной нож 14 с направляющими для тяговых цепей. В нижней части ножа имеется сплошной лист, предотвращающий падение щебня и засорителей на балластное основание. При непрерывном движении машины по пути 1 в направлении стрелки путевой щебень захватывается подгребными крыльями 2 и через подрезной нож 14 попадает на горизонтальный участок гибкой сетчатой лены 8, разгоняется вместе с движением ленты и попадает на криволинейный участок, образуемый двумя роликовыми батареями. При разгоне слои щебня перемещаются друг относительно друга, мелкие фракции и засорители проникают к сетке и выбрасываются под действием центробежных сил в сторону на криволинейном участке. Чистый щебень поднимается по ленте и отлетает в конце криволинейного участка по касательной до удара в заслонку 6. После этого щебень падает на наклонную часть бункера 3. С наклонной части бункера часть щебня падает на путь за подрезным ножом, а часть щебня отбирается пластинчатым конвейером для выгрузки в путь перед задней тележкой. Щебень, выгруженный на путь сразу за подрезным ножом, разравнивается планировщиком. Отлетевшие в сторону засорители образуют шлейф около пути.

Машины для глубокой очистки щебеночного балласта оснащаются отдельным рабочим органом для выгребания и подачи балласта на транспортирующую систему (рис. 4.5). Рабочий орган содержит замкнутую выгребную цепь 11, которая имеет холостой участок, расположенный в желобе 4, участок вырезания балласта, расположенный в подпутной балке 10, и рабочий участок подъема балласта, расположенный в рабочем желобе 8. С целью безопасности и минимального пыления желоба закрыты. Выгребная цепь 11 имеет лопатки со стержнями (барами –bar – стержень (англ.), поэтому иногда такой рабочий орган называют баровым). Выгребная цепь приводится в движение приводом 6 через ведущую звездочку 7. Для привода используются электродвигатели или гидромоторы. При работе машина перемещается поступательно в направлении стрелки, вызывая подачу скребковой цепи 11 на участке вырезания балласта (в забое). Движущаяся цепь подрезает балласт и направляет его по желобу 7 к месту разгрузки – разгрузочному лотку 5, с которого он попадает на конвейер 3 и направляется к грохоту. Рабочий орган позволяет производить вырезку балласта на глубину до 1 м ниже УВГР (до нижней линии габарита приближения строений),

В современных щебнеочистительных машинах в основном применяются двух- или трехъярусные (по количеству сит) наклонные вибрационные грохоты с прямолинейными, или близкими к круговым, траекториями колебаний.

Наклонный вибрационный грохот (рис. 4.6) состоит из короба 3, внутри которого закреплены верхнее 2 и нижнее 5 сита. Верхнее сито имеет крупные ячейки, а нижнее сито – ячейки, размеры которых соответствуют просеиванию засорителей. Короб в верхней части имеет дебалансный вибратор 4 с приводом от электродвигателя или гидромотора, а в нижней части установлен на основании 9 через пружинные комплекты 7, служащие как упругие связи в колебательной системе грохота. При работе щебень с засорителями поступает на верхнее сито грохота с конвейера 1, после чего просеивается с разделение на фракции и засорители. Очищенный щебень поступает обратно в путь, а засорители перемещаются конвейером 6, входящим в состав системы выгрузки. При применении вибратора с круговой вынуждающей силой короб колеблется по траектории, близкой к круговой, так как пружинные комплекты 7 обладают горизонтальной и вертикальной жесткостью. При наклоне корпуса машины, например, в кривой, грохот должен сохранять горизонтальное положение. В противном случае наблюдается сползание вибрирующего материала в сторону, что приводит к снижению эффективности просеивания. Поэтому машина оснащается автоматизированной системой поддержания горизонтального уровня основания 9. Основание устанавливается на раме 11 машины через шарнирные опорные узлы 8 и соединено с ней также гидроцилиндрами 10, через которые отслеживается горизонтальное положение основания и короба грохота.