Важным узлом в путеподъемных и выправочных устройствах является рельсовый захват. На машинах применяют в основном электромагнитные (рисунок 7) и роликовые (рисунок 8) захваты. От надежности захвата и удержания решетки в процессе работы существенно зависит производительность и точность постановки решетки в требуемое положение. При сбросе захватом решетки требуется дополнительное время на перезарядку рабочих органов и устранение перекосов решетки. В результате снижаются производительность и точность постановки решетки.

Рисунок 5 – Кинематическая схема ПРУ ВПР-02

1 – гидроцилиндр подъема пути; 2 – вертикальная направляющая; 3 – кронштейн; 4 – гидроцилиндр привода захватов; 5 – балансир; 6 – захватные ролики; 7 – рихтующий гидроцилиндр

Рисунок 6 – Кинематическая схема ПРУ ВПО-3-3000

1 – гидроцилиндр подъема пути; 2 – реактивный кронштейн; 3 – гидроцилиндр сдвига пути; 4 – электромагнитные роликовые захваты; 5 – рихтующие ролики; 6 – траверса; 7 – центральная балка; 8 - шарнирный узел крепления центральной балки и реактивного кронштейна

Сброс решетки электромагнитным захватом происходит по нескольким причинам. На пути с асбестовым балластом происходит налипание металлических включений к магниту. Электромагнитное поле рассеивается, подъемная сила захвата уменьшается. Необходима очистка пространства в зоне рельса от балласта.

Рисунок 7 – Электромагнитный рельсовый захват

1 – электромагнитная катушка; 2 – опорный ролик; 3 – корпус электромагнита

Рисунок 8 – Роликовый рельсовый захват

1 – гидроцилиндр привода захвата; 2 – рихтующий ролик; 3 – захватный ролик

Одной из причин сброса решетки является также неравномерность нагрузок на катушки по длине захвата. При изгибе решетки наибольший ее прогиб смещается в сторону более длинного свободного пролета и практически может находиться вне рельсового захвата. В результате задние катушки нагружаются больше, чем передние и это способствует отрыву от рельса всего магнита. Отрыву захвата способствует также неравномерность зазоров по его длине между нижней пластиной магнита и головкой рельса. По концам захвата они больше, чем в середине. Выравнивание нагрузок на катушки и равномерность зазоров можно обеспечить использованием секционных рельсовых захватов небольшой длины. При односекционном захвате эти недостатки можно устранить применением одноконсольного захвата. Консоль у захвата должна быть только с задней стороны.

Отрыв захвата от рельса происходит также вследствие неудачной конструкции подвески корпуса захвата к поперечной балке. Усилие на перемещение захвата вдоль рельса передается в верхней части его корпуса. При увеличении сопротивления перемещению захвата (особенно на стыках) создается дополнительный момент, разворачивающий магнит в вертикальной плоскости относительно переднего ролика. Это способствует отрыву захвата от рельса. Указанный недостаток можно устранить присоединением подвески к нижней части его корпуса. При такой конструкции существенно уменьшается момент, разворачивающий магнит. С этой же целью можно использовать захват с несимметричным расположением катушек относительно его подвески. Повышает надежность работы электромагнитного захвата также использование дублирующих рельсозахватных роликов.

Роликовые захваты используются в основном на машинах циклического действия. Они приводятся в действие при остановке машины во время рабочего цикла. В настоящее время делается попытка использования этих захватов на машинах непрерывного действия. Однако разработанные конструкции имеют ряд недостатков. В частности, не отработана конструкция, надежно удерживающая решетку в вывешенном состоянии при проходе рельсовых стыков. Не предусмотрены устройства для регулировки зазоров между роликами и рельсами в случае использования машин на путях с различным типом рельсов или при износе роликов. Как и в электромагнитных захватах, наиболее нагруженными являются ролики со стороны меньшего свободного пролета. В конструкции захвата должны быть предусмотрены устройства, выравнивающие нагрузки по его длине на захватных и рихтующих роликах. Нагрузки на один захватный ролик находятся в пределах 25...30 кН, на рихтующий ролик - 10...15 кН [10].

Надежность работы роликов зависит от их конструкции и взаимного расположения. Для свободного прохода захватами кривых участков пути и наибольшего вывешивания решетки с меньшим усилием необходимо захватывать рельс на небольшой длине. Однако сближение роликов может привести к тому, что оба комплекта захватных роликов будут находиться на рельсовой накладке. Надежность захвата и удержания решетки при этом резко снижается.

Конструкции захватов должны обеспечивать возможность прохода машиной кривых участков пути и участков с изменением ширины колеи, без заклинивания роликов. Особенно это важно в устройствах с электромеханическим приводом [4].

Следует отметить, что усовершенствование захватов делается с учетом типа машины и условий производства работ. Так, многосекционные захваты целесообразно применять на машинах с большими свободными пролетами (балластировочные и щебнеочистительные машины). На машинах с малой базой захваты должны быть небольшой длины и иметь дублирующие элементы.

2 РАЗРАБОТКА СТЕНДА

2.1 Геометрическая компоновка рабочего оборудования на раме

Основу стенда составляет удлиненная рама грузовой платформы (рисунок 9), состоящая из двух боковых балок и двух хребтовых изготовленных из двутавра № 60 с переменным по высоте сечением.

Рисунок 9 – Грузовая платформа

Длина рамы стандартной платформы была увеличена на 10250 мм и составляет 23650 мм, для того чтобы обеспечить базу стенда Lм=19950 мм.

ПРУ взято с выправочно-подбивочной машины ВПР-02 и смонтировано с опорой на раму стенда Кинематическая схема ПРУ представлена на рисунке 5.

Как уже говорилось в аналитическом обзоре, расположение подъемно-рихтовочного устройства в пролете путевых машин зависит от типа машины и ее назначения. У щебнеочистительных и балластировочных машин ПРУ расположено в середине пролета, а у выправочно-подбивочных машин ПРУ находится ближе к задней тележке. Схема компоновки подъемно-рихтовочного устройства на раме стенда изображена на рисунке 10.

Рисунок 10 – Общая схема компоновки лабораторного стенда

Проектируемый мной в дипломном проекте лабораторный стенд будет иметь переднюю стационарную тележку и заднюю перемещаемою вдоль рамы стенда.

Задняя тележка фиксируется в одном из трех возможных положений, для этого на раме стенда дополнительно находятся еще две шкворневых балки. При максимальной базе платформы Lм = 19950 мм, ось ПРУ находится в середине пролета как у щебнеочистительных и балластировочных машин. При минимальной базе платформы Lм =14570 мм, ось ПРУ расположена на расстоянии 4595 мм, что равнозначно расположению ПРУ у машины ВПР-02.

2.2 Расчет усилий вывешивания и сдвига бесстыкового пути

2.2.1 Расчет усилий вывешивания

2.2.1.1 Расчетный случай №1

Исходные данные: длина защемленного рельса в пролете стенда L: 18,1м; расстояние от оси ПРУ до ближайшей точки защемления рельса колесной парой передней тележки ар : 9,05 м; расстояние от оси ПРУ до ближайшей точки защемления рельса колесной парой задней тележки bp: 9,05 м; величины вывешивания путевой решетки Hвыв , м: 0,01; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25.

Расчетная схема изображена на рисунке 11.

Рисунок 11 – Расчетная схема №1 к определению усилия вывешивания РШР

Суммарное усилие вывешивания Рсум , Н [10]:

, (1)

где Р - основное усилие вывешивания путевой решетки Р, Н [10]; Рдоп - дополнительное усилие вывешивания путевой решетки Рдоп , Н [10].

, (2)

где q - погонное сопротивление подъему путевой решетки q, Н/м [10]; Е – модуль упругости рельсовой стали, Н/м2 [10]; Ix – момент инерции поперечных сечений двух рельсов относительно главных горизонтальных осей, Iх = м4 [10].

 , (3)

где qпр – погонный вес путевой решетки, qпр = 6500 Н/м [10]; qб – погонное сопротивление балласта подъему, qб = 9500 Н/м [10]; к – коэффициент, зависящий от типа верхнего строения пути, к = 196 Н/м [10].

 Н/м.

 Н.

, (4)

где кд – поправочный коэффициент, кд = 1,2 [10]; дополнительные изгибающие моменты Мда и Мдб ,  [10].

, (5)

, (6)

где Рпр - продольное усилие растяжения двух рельсовых нитей, Н [10]; - угол поворота рельсов, рад [10].

, (7)

.

, (8)

где М1 - реактивный изгибающий момент ,  [10]; R1 - реактивное усилие, Н [10].

, (9)

, (10)

 .

 .

 .

 .

Реактивное усилие R2, Н [10]:

, (11)

 Н.

Расчет усилий вывешивания рельсошпальной решетки по формулам (1) – (11) при различных величинах Hвыв сведен в таблицу 1.

Таблица 1 – Усилия вывешивания РШР при величине L=18,1 м

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19