Результат интеллектуальной деятельности: СТАНОК УПРОЧНЯЮЩИЙ

Предлагаемое изобретение относится к станкам, предназначенным для статического упрочнения кромок болтовых отверстий в железнодорожных рельсах типа Р 65 методом поверхностного пластического деформирования, осуществляемого в условиях рельсосварочных поездов (РСП), путевых машинных станций (ПМС), металлургических комбинатов, производящих рельсы, а также в условиях пути при проведении ремонтных работ.

Известен станок упрочняющий "Импульс - М", включающий два оппозитно по оси рельсового отверстия расположенных упрочнителя, выполненных в виде радиусных пуансонов, и их привод импульсного, индукционно-динамического типа, а также систему управления работой привода и всего устройства (Шур Е.А., Чурюмова И.А., Сафонова К.Э. Установка для упрочнения болтовых отверстий. / Путь и путевое хозяйство. - 1993. - №5. - С.22-23).

Недостатком этого станка является неблагоприятный ударный характер приложения упрочняющей силы, что может вызвать нежелательные изменения микроструктуры материала рельса в зоне кромок отверстий и появление усталостных явлений. Кроме того, электронные элементы привода сложны в обслуживании и недостаточно ремонтопригодны в условиях пути и РСП.

Наиболее близким техническим решением является станок упрочняющий, включающий расположенный по оси рельсового отверстия упрочнитель, выполненный в виде радиусного пуансона на конце штока рабочего гидроцилиндра пресса (Чурюмова И.А. Разработка технологий упрочнения болтовых отверстий в железнодорожных рельсах: Автореф. дис.канд. техн. наук: 05.06.01. - Защищена 16.04.91. - М., 1991. - С.8).

Недостатком этого станка является низкая производительность, невозможность одновременной обработки всех трех отверстий на конце рельса, необходимость предварительного снятия фасок и большая требуемая рабочая сила (порядка 700 кН). Кроме того, при использовании этого устройства как в условиях пути, так и в условиях РСП возникают большие затруднения с доставкой рельса в зону упрочнителя, его фиксацией и удалением. Это исключает поточное выполнение работ (в условиях РСП) по типу конвейерной линии с производством всего комплекса операций над рельсом (например, обрезки, сверления отверстий, последующего их упрочнения и пр.).

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, состоит в увеличении производительности, повышении эффективности работы станка благодаря реализации возможности одновременной обработки кромок всех трех отверстий на каждом конце рельса и упрощении манипулирования рельсом при производстве работ, что обеспечивает использование станка в конвейерных линиях РСП.

Технический результат достигается в конструкции станка упрочняющего, включающего два оппозитно по оси одного рельсового отверстия расположенных упрочнителя, выполненных в виде радиусных пуансонов на концах штоков рабочих гидроцилиндров, их привод и систему управления работой гидроцилиндров и станка в целом, при этом станок снабжен рамой, установленным на ней рабочим столом, имеющим рельсовую направляющую, размещенную по оси стола с возможностью взаимодействия с подошвой рельса, а также стянутые стяжками и верхней поперечиной две вертикальные стойки, ловителем рельса, расположенным по ходу рельса перед столом и закрепленным на раме, дополнительными двумя парами упрочнителей с рабочими гидроцилиндрами, вертикальным гидроцилиндром прижима, расположенным в средней части рабочего стола на верхней поперечине и выполненным с возможностью взаимодействия его упора на конце штока с головкой рельса, вертикальным гидроцилиндром упора, расположенным на столе по ходу рельса за гидроцилиндром прижима и выполненным с возможностью взаимодействия его упора на конце подпружиненного штока с торцом рельса, при этом ловитель рельса снабжен двумя подпружиненными опорами, которые через шариковые обоймы связаны с направляющими на раме и несут нижний поддерживающий ролик, выполненный с возможностью взаимодействия с подошвой рельса, два оппозитно положенных набок боковых ролика, выполненных с возможностью взаимодействия с разными сторонами шейки рельса, и верхний прижимной ролик, выполненный с возможностью взаимодействия с головкой рельса, причем каждый из рабочих гидроцилиндров снабжен гидрокраном для раздельного отключения его от работы и выполнен из двух скрепленных друг с другом гильз низкого и высокого давления, в первой из которых, выполненной с двумя участками разного диаметра, размещены поршни входного штока, а во второй - выходной поршень, с концом штока которого с возможностью радиального и осевого самоустанавливающего смещения соединен подпружиненный радиусный пуансон, а система управления снабжена конечным, блокирующим гидросистему обжима рельса автоматическим выключателем.

Предложенное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид станка сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - ловитель рельса в разрезе, вид спереди; на фиг.4 - стол рабочий, вид спереди; на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 - рабочий гидроцилиндр в продольном разрезе; на фиг.7 - гидроцилиндр прижима рельса в продольном разрезе; на фиг.8 - гидроцилиндр упора в продольном разрезе.

Согласно предложению (см. фиг.1, 2, 4) станок упрочняющий включает в себя два оппозитно по оси одного рельсового отверстия расположенных упрочнителя, выполненные в виде радиусных пуансонов 1 на концах штоков рабочих гидроцилиндров 2, их привод и систему управления работой гидроцилиндров и станка в целом. Станок снабжен рамой 3. На ней установлен рабочий стол 4, имеющий рельсовую направляющую 5, размещенную по оси стола с возможностью взаимодействия с подошвой рельса. На столе также размещены две вертикальные стойки 6, стянутые стяжками 7 и верхней поперечиной 8. На раме закреплен ловитель 9 (см. фиг.3) рельса, расположенный по ходу последнего перед столом (см. фиг.1, 2, 4). Станок снабжен также дополнительными двумя парами упрочнителей с рабочими гидроцилиндрами 10, а также вертикальным гидроцилиндром 11 прижима, расположенным в средней части рабочего стола на верхней поперечине 8 и выполненным с возможностью взаимодействия его упора 12 на конце штока (см. фиг.7) с головкой рельса, а также вертикальным гидроцилиндром 13 упора, расположенным на столе по ходу рельса за гидроцилиндром прижима и выполненным с возможностью взаимодействия его упора 14 на конце подпружиненного штока (см. фиг.8) с торцом рельса. При этом ловитель рельса (см. фиг.3) снабжен двумя подпружиненными опорами 15, которые через шариковые обоймы 16 связаны с направляющими 17 на раме и несут нижний поддерживающий ролик 18, выполненный с возможностью взаимодействия с подошвой рельса, два оппозитно положенных набок боковых ролика 19, выполненных с возможностью взаимодействия с разными сторонами шейки рельса, и верхний прижимной ролик 20, выполненный с возможностью взаимодействия с головкой рельса. Каждый из рабочих гидроцилиндров (см. фиг.6) снабжен гидрокраном 21 для раздельного отключения его от работы и выполнен из двух скрепленных друг с другом гильз (гильзы 22 низкого и гильзы 23 высокого давления), в первой из которых, выполненной с двумя участками разного диаметра, размещен поршень 24 входного штока 25, а во второй - выходной поршень 26, с концом штока 27 которого с возможностью радиального и осевого самоустанавливающего смещения с помощью специального соединения штифтом 28 соединен подпружиненный радиусный пуансон 1. Система управления (СУ) работой гидроцилиндров и станка в целом снабжена конечным, блокирующим гидросистему обжима рельса автоматическим выключателем 29. Данная СУ выполнена одной из известных конструкций и включает, в частности, электродвигатель 30, гидронасос 31, гидравлические элементы 32 и электрические элементы с пультом управления 33.

Работа предложенного станка упрочняющего происходит следующим образом. Вначале (см. фиг.1-8) с помощью электрических элементов на пульте 33 включают в работу электродвигатель 30 и с помощью гидравлических элементов 32 системы управления приводят в действие гидронасос 31, выдвигая в рабочее положение (вверх) упор 14 гидроцилиндра 13 упора. После этого, в частности, с рольганга конвейерной технологической линии рельсосварочного поезда, через ловитель 9, его ролики 18, 19, 20 подают на станок (одним из известных способов) обрабатываемый рельс. Указанные ролики центрируют рельс по оси рабочего стола 4 и по его высоте, гасят возможные удары, устраняют перекосы. Рельс проводят до соприкосновения с упором 14 соответствующего гидроцилиндра 13. После остановки рельса при соприкосновении с этим упором с помощью гидронасоса 31 приводят в действие гидроцилиндр 11 прижима и его упором 12, воздействуя на головку рельса, фиксируют последний на рельсовой направляющей 5 рабочего стола. Затем с помощью гидронасоса приводят в действие все три пары рабочих гидроцилиндров 2, 10, создавая поршнями 24 входных штоков 25 давление гидросреды в гильзах 22 низкого давления, увеличивая это давление в гильзах 23 высокого давления и перемещая при этом выходные поршни 26 со штоками 27 и радиусными пуансонами 1 на их концах. Пуансонами с силой воздействуют на кромки трех болтовых отверстий в рельсе одновременно с двух сторон, навстречу друг другу. При таком направлении рабочих сил разгружают ряд деталей станка, обеспечивая их прочность при меньших размерах. За счет специального штифтового соединения (штифтом 28) пуансонов с выходными поршнями с возможностью радиального и осевого самоустанавливающего смещения обеспечивают наилучшую передачу сил на кромки болтовых отверстий, деформируя их (сминая на небольшую величину) и упрочняя. После этого выходные поршни со штоками и пуансонами смещают в противоположных направлениях, отводя пуансоны от кромок болтовых отверстий, приводя их в исходное положение. Затем отводят в исходное положение (вверх) упор 12 вертикального гидроцилиндра 11 прижима, отводят в исходное положение (вниз) упор гидроцилиндра упора и полностью освобождают рельс. При этом автоматически отключают конечный выключатель 29, обеспечивая блокировку всех рабочих гидроцилиндров. После этого одним из известных способов удаляют обработанный рельс со стола и выключают привод станка. В случае необходимости обработки только одного или двух отверстий закрывают соответствующие гидрокраны 21 и выключают из работы одну или две пары рабочих гидроцилиндров.

Таким образом, предложенная конструкция станка упрочняющего обеспечивает одновременную высокопроизводительную обработку кромок трех болтовых отверстий в рельсе с двух сторон, простоту манипулирования рельсом при производстве работ и вписываемость станка в технологические конвейерные линии при разных способах производства работ в условиях РСП, что значительно повышает эффективность его работы.