Способ разрядки температурных напряжений в рельсовой плети бесстыкового пути и комплекс для его осуществления

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2135669
Дата публикации: 
Пятница, Август 27, 1999
Начало действия патента: 
Среда, Июль 16, 1997


Изобретение относится к средствам, предназначенным для обслуживания железнодорожных дорог. Способ разрядки напряжений заключается в том, что ослабляют связи плети со шпалами, вывешивают плеть с установкой ее на опоры с малым коэффициентом трения, к плети прикладывают растягивающие усилия и ее нагревают. Комплекс содержит путевую машину с размещенными на ней растягивающим устройством, устройством для непрерывного подъема рельсовых плетей, нагревательным устройством в виде паронагревательной установки с системой паропроводящих каналов и гайковертом. Изобретение повышает эффективность разрядки напряжений. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 10 ил.

, , , , , , , , ,


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к содержанию рельсовых плетей бесстыкового пути, в частности к вводу плети бесстыкового пути в режим постоянной эксплуатации, для разрядки температурных напряжений при температуре рельсов ниже оптимальной температуры закрепления на постоянную эксплуатацию.

Известен способ ввода рельсовой плети бесстыкового пути в режим эксплуатации и устройство для его осуществления [1], заключающийся в удлинении рельсовой плети за счет непрерывно прикладываемого продольного усилия c последующим закреплением связи плети с основанием. Способ осуществляется с помощью захватного органа для рельсовой плети и лебедки, устанавливаемой на раме, соединенных между собой тросом.

Недостатком этого способа является то, что при большой длине плети, за счет сил трения плети по опорам, ее удлинение получается неравномерное, вследствие чего напряжения в плети остаются разные: в месте установки прибора для растягивания напряжения большие, а по мере удаления от прибора они уменьшаются и их разность может достигать больших размеров (допускается разность напряжений в плети не более 5%). Добиться такой точности не удается.

Известен способ изменения длины рельсовой плети путем ее нагрева с помощью устройства для нагрева рельсовой плети [2], взятый за прототип. В данном случае нагрев рельсовой плети производится с помощью смонтированной на транспортном средстве нагревательной камеры с форсунками, выходные сопла которых направлены навстречу друг другу к продольной оси камеры. Этот способ эффективен при длине плети не более 400 м. При большей длине плети силы трения при перемещении плети вызывают ее дополнительный нагрев против расчетного в 2 и более раза. Это вызывает дополнительные затраты энергоресурсов и большие затраты времени на выполнение работ. Бывают силы трения плети по опорам так велики (особенно в кривых участках пути), что рельсовая плеть от нагрева выгибается кверху.

Целью изобретения является повышение эффективности способа ввода рельсовой плети в режим эксплуатации за счет более равномерного распределения в плети внутренних напряжений, возникающих при ее принудительном удлинении.

Указанная цель достигается путем одновременного нагрева рельсовой плети паром и ее растяжения с помощью путевой машины, несущей на себе паронагревательную установку с паропроводящими каналами, растягивающее устройство, устройство для непрерывного подъема рельсовых плетей и гайковерт.

На фиг. 1 изображено расположение устройств в начале работы, когда путевая машина крановой установкой опустила на расчетный зазор "а" гидравлическое устройство, работа гайковерта; на фиг. 2 - установка под плеть устройств с малым коэффициентом трения; на фиг. 3 - расположение устройств перед началом принудительного удлинения плети, когда плеть уже поднята и установлена на опоры с малым коэффициентом трения; на фиг. 4 - общий план - начало удлинения пути; на фиг. 5 - положение работы всех рабочих органов и машин; на фиг. 6 - окончание работ, когда вся плеть установлена в заданный температурный интервал, отрегулированы напряжения на длине плети, плеть закреплена к шпалам, на бывший зазор "а" установлены накладки; на фиг. 7 - раположение паронагревательной установки и паропроводящих каналов в рабочем положении (виды прямо и сверху); на фиг. 8 - паропроводящий канал в рабочем положении в разрезе; на фиг. 9 - растягивающее устройство (виды прямо и сверху); на фиг.10 - устройство для непрерывного поднятия рельсовой плети.

Комплекс для осуществления способа разрядки температурных напряжений в рельсовой плети бесстыкового пути представляет собой путевую машину 1 с размещенными на ней приспособлениями: устройством 2 для непрерывного подъема рельсовых плетей, паронагревательной установкой 3 с емкостью для воды 4, системой паропроводящих каналов 5, растягивающим устройством 6, для создания в рельсовой плети требуемых продольных растягивающих усилий, и устройством для отвинчивания и завинчивания гаек - гайковертом 7.

Устройство 2 для непрерывного подъема рельсовых плетей крепится к торцовым балкам 8 рамы путевой машины и устанавливается по осям головок рельсов. Устройство 2 состоит из каретки 9 с катками 10 и клещевых захватов 11 с роликами 12, приводимых в действие с помощью гидроцилиндра 13. Подъем и опуск устройства 2 производится с помощью гидроцилиндра 14.

Для подъема рельсовой плети после того, как связи рельса со шпалами ослаблены с помощью гайковерта 7, гидроцилиндром 14 опускаем каретку 9 на головку рельсов до соприкосновения и с помощью клещевого захвата 11 с роликами 12 захватываем ее, после чего также с помощью гидроцилиндра 14 поднимаем каретку 9 вместе с захваченным рельсом на нужную высоту. Подъем рельсовой плети осуществляется при непрерывном движении путевой машины 1 с рабочей скоростью, а ролики 12 и катки 10 обкатываясь по головке рельсов поднимают их на высоту, необходимую для установки опор 15 с малым коэффициентом трения.

Нагрев рельсовых плетей осуществляется перегретым паром, вырабатываемым паронагревательной установкой 3, и подаваемым к движущимся по рельсам паропроводящим каналам 5. Паронагревательная установка 3 представляет собой обычную котельную установку с температурой нагрева до 300 градусов, смонтированную в контейнере и установленную на платформе путевой машины 1. Паропроводящие каналы 5 представляют собой П-образную металлическую конструкцию 16, передвигающуюся по рельсам на катках 17. Металлический каркас паропроводящего канала обшит тонколистовым стальным прокатом и теплоизолирующим материалом. Внутри паропроводящих каналов проходят трубопроводы 18 с отверстиями для пара, расположенными так, чтобы струи пара направлялись точно на головку рельса и его подошву и чтобы расход пара при этом был равномерным.

Растягивающее устройство 6 для создания в рельсовой плети продольных растягивающих усилий представляет собой гидравлический прибор, силовые механизмы которого, путем воздействия на две параллельно расположенные рельсовые плети, позволяют создать в них напряжения, соответствующие напряжениям, возникающим при разности существующей и заданной температуры укладки рельсовой плети. В состав силового механизма входят два гидроцилиндра 19, симметрично расположенных относительно рельсовой плети. Корпуса гидроцилиндров соединены непосредственно с одним из захватов 20. Другой рельсовый захват 21 соединен со штоком гидроцилиндра через удлинительную тягу 22. Гидроцилиндры при помощи маслопроводов 23 соединены с насосной станцией 24 и распределительной аппаратурой.

Для ослабления связей рельсовых плетей со шпалами и последующего их закрепления, т.е. отвинчивания и завинчивания крепежных гаек, используется любой механизированной гайковерт: машина для закрепления и смазки клеммных и закладных болтов типа ПМГ, прицепные гайковерты и т.п. оборудование.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Пример: Рельсовая плеть длиной 800 м.

Оптимальная температура рельсовых плетей для их закрепления +30 град. Фактическая температура рельсовых плетей +5 град. Следовательно, для ввода плетей в режим постоянной эксплуатации нужно принудительно удлинить рельсовую плеть на величину, вычисленную по формуле Гука:
Δl = pL(t0-tф)
p - коэффициент линейного расширения, для рельсовой стали p=0,000011
L - длина рельсовой плети, 800 м
tф - фактическая температура рельсовой плети, +5 град.

tо - оптимальная температура рельсовой плети, +30 град.

Δl = 0,000011 х 800 х (30 - 5) = 0,22 м
Такой величины зазор "а" закладывается при установке рельсовой плети. Затем с помощью грузоподъемного крана путевой машины 1 устанавливают на этот зазор растягивающее устройство 6 для создания растягивающих продольных усилий. Одновременно с помощью гайковерта 7 ослабляют связи рельсовой плети со шпалами и включают в работу устройство для подъема рельсовых плетей 2. Предварительно ослабленные связи позволяют поднимать рельсовые плети при движении путевой машины 1, а рабочие с двух сторон устанавливают под плеть опоры 15 с малым коэффициентом трения. Пройдя всю плеть устройство 2 приводится в транспортное положение, а паропроводящие каналы 5 опускаются на рельсовую плеть. После проверки надежности закрепления опорных участков на обоих концах плетей, одновременно включаются устройства 5 и 6, причем устройство 5 с помощью путевой машины 1 передвигается по направлению к устройству 6. Одновременно, через заранее определенные и помеченные участки проверяется правильность удлинения каждого участка. Вслед за проходом путевой машины 1 рельсовая плеть опускается и закрепляется гайковертом 7 на шпалах. При движении до половины длины плети устройства 5, устройство 6 удлиняет вторую половину плети и зазор "а", установленный по расчету, будет сомкнут.

Далее проверяется пропорциональность удлинения плети на каждом участке. В случае неравномерности удлинения нужно участки недостаточно удлиненные нагреть паром для равномерного распределения напряжений. Эта работа выполняется на той половине, которая растягивалась гидравлическим устройством 6.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1172978, МПК E 01 B 29/16, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР N 1576612, МПК E 01 B 31/18, 1988.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ разрядки температурных напряжений в рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что ослабляют связи плети со шпалами, вывешивают плеть с установкой ее на опоры с малым коэффициентом трения и нагревают, перемещаясь вдоль плети, с последующим ее закреплением, отличающийся тем, что одновременно с нагревом к рельсовой плети прикладываются растягивающие усилия.

2. Комплекс для снятия напряжений в рельсовой плети бесстыкового пути, содержащий путевую машину с размещенным на ней растягивающим устройством, отличающийся тем, что оборудован нагревательным устройством в виде паронагревательной установки с системой паропроводящих каналов, устройством для непрерывного подъема рельсовых плетей и гайковертом.

3. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что система паропроводящих каналов представляет собой П-образную конструкцию внутри которой проходят трубопроводы с отверстиями для пара.

4. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что устройство для непрерывного подъема рельсовой плети состоит из каретки с катками и клещевых захватов с роликами и гидравлическим приводом, причем подъем и опускание устройства осуществляется с помощью гидроцилиндра.

5. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что в качестве растягивающего устройства используется гидравлический прибор, имеющий силовые механизмы, состоящие из гидроцилиндров, симметрично расположенных относительно рельсовой плети, соединенных при помощи маслопроводов с насосной станцией, и захваты для рельсов, соединенные с корпусами гидроцилиндров и их штоками.