Результат интеллектуальной деятельности: СЪЕМНИК ПЯТНИКА ВАГОНА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при ремонте вагонов.

В ремонтном производстве грузовых вагонов, особенно полувагонов, одними из основных операций являются демонтаж изношенного пятника и монтаж пригодного (нового или восстановленного).

Известно устройство для отрыва пятников, типичное для нестандартной оснастки, изготавливаемой силами вагонных депо. Оно представляет собой рельсовую тележку, оборудованную вертикально ориентированным силовым штоком, нижний конец которого прикреплен к поршню пневмоцилиндра отрыва, а верхний - снабжен резьбой, на которую наворачивают ограничительную гайку. Рабочим телом является сжатый воздух под давлением 5…6 кг/см. В качестве пневмоцилиндра используют вагонный тормозной цилиндр. Работа устройства основана на преобразовании энергии сжатого воздуха в механическую. Источником сжатого воздуха служит централизованная деповская пневмосеть. Поступающий в поршневую полость пневмоцилиндра сжатый воздух развивает на поршне усилие, прикладываемое через шток и гайку на внутренний торец шкворневого отверстия демонтируемого пятника, и осуществляет отрыв последнего.

Основным недостатком данного устройства является следующее.

Усилие отрыва ограничено: при любом более высоком, чем в деповской пневмосети давлении или как угодно увеличенном диаметре поршня пневмоцилиндра, оно не может превысить силы веса всего устройства. Поэтому не все пятники, подготовленные к отрыву, будут демонтированы, и эффективность устройства не может быть высокой.

Кроме того, применение сжатого воздуха в качестве рабочего тела в цилиндрах, реализующих большие усилия, из-за его «взрывчатого характера» небезопасно.

Известна установка для отрыва пятника на вагоне, выпускаемая ООО «ИРТРАНС» (см. приложение), содержащая тележку, на платформе которой смонтированы источник давления рабочего тела и подъемник, несущий гидроцилиндр отрыва, который своим поршнем связан с силовым штоком, а корпусом - через упорную раму с хребтовой балкой вагона. В качестве источника давления рабочего тела применена электроприводная гидростанция. Принцип работы установки основан на преобразовании электричеслой энергии в гидравлическую и затем в механическую. Рабочее тело - масло под давлением 250 кг/см, которое обеспечивает потребное усилие отрыва пятника порядка 40…50 тс.

Однако гидростанция - сложный гидроэлектромеханический агрегат, требующий текущего технического обслуживания. Ввод ее в состав установки избыточен, так как удорожает эксплуатацию, снижает надежность и уровень безопасности за счет подключения ее привода к электрической сети высокого напряжения.

Использование положительных свойств обоих вышеприведенных рабочих тел (воздуха - в аналоге и жидкости - в прототипе) в циклах отрыва пятников является продуктивным при выполнении источника давления с приемом сжатого воздуха от пневмосети низкого давления с дальнейшим преобразованием его энергии в гидравлическую на высоком давлении. Такой путь является эффективным, так как позволяет вывести из состава съемника сложный и небезопасный в эксплуатации агрегат - гидростанцию, использовать доступную в депо пневмосеть и достигнуть высокого уровня давления гидрожидкости и, следовательно, усилия отрыва.

Целью изобретения является повышение эффективности демонтажа пятников вагонов.

Поставленная цель достигается тем, что в съемнике пятника вагона, содержащем смонтированные на тележке подъемник, несущий взаимодействующий с хребтовой балкой вагона через упор гидроцилиндр отрыва с силовым штоком, оборудованным захватом пятника, а также источник давления рабочего тела, связанный с питающей сетью, и трубопроводы, согласно изобретению, упомянутый источник выполнен в виде пневмогидроусилителя с управляемым клапаном зарядки и гидроаккумулятора с фитингом подвода сжатого воздуха, соединенным с централизованной пневмосетью, с которой подобным образом через пневмораспределитель сообщена штоковая пневмополость пневмогидроусилителя, при этом управляемый клапан зарядки включен между выходом гидроаккумулятора и гидравлической полостью пневмогидроусилителя, штоковая пневмополость последнего объединена посредством гибкого трубопровода с поршневой полостью гидроцилиндра отрыва, штоковая полость которого соединена трубопроводом высокого давления с гидравлической полостью пневмогидроусилителя.

Также в съемнике пятника вагона пневмораспределитель выполнен 4-канальным двухпозиционным с управлением от рукоятки, снабженной фиксатором положений «Выкл.» и «Вкл.», причем в первом положении штоковая пневмополость пневмогидроусилителя и поршневая гидроцилиндра отрыва сообщены с централизованной пневмосетью, и поршневая пневмополость пневмогидроусилителя - с атмосферой, а во втором положении - наоборот.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого съемника, на фиг.2 - схема источника давления рабочего тела.

Съемник пятника вагона содержит (фиг.1) тележку 1 и размещенные на ее платформе источник давления рабочего тела 2 (фиг.2) и подъемник 3, несущий гидроцилиндр отрыва 4, у которого поршень 5 жестко связан с силовым штоком 6, а корпус через упорную раму 7 и консольные стойки 8 взаимодействует с хребтовой балкой вагона. Силовой шток 6 снабжен захватом пятника, выполненным в виде двух ограничительных гаек - нижней 9 (фиг.1, 2) и верхней 10 (фиг.2), посредством которых зажимают демонтируемый пятник 11 перед его отрывом. Источник давления рабочего тела 2 (в данном случае рабочее тело - жидкость в виде индустриального масла) содержит (фиг.2) пневмогидроусилитель 12 с управляемым клапаном зарядки 13 и гидроаккумулятор 14 с фитингом подвода сжатого воздуха 15, сообщенным посредством линии подвода давления 16 и пневморукава 17 со стандартной головкой с централизованной деповской пневмосетью, с которой подобным образом связан пневмораспределитель 18.

Пневмогидроусилитель 12 выполнен в виде соосно связанных единым корпусом пневмо- и гидроцилиндров. Содержит две цилиндрические разного диаметра полости: входную пневматическую низкого давления и выходную гидравлическую 19 высокого давления с меньшим диаметром. Первая разделена поршнем 20 на две полости: поршневую (бесштоковую) 21 и штоковую 22. Шток поршня 20 служит поршнем гидрополости 19. Пневмогидроусилитель 12 предназначен для преобразования энергии сжатого воздуха в энергию гидравлической жидкости с более высоким давлением.

Гидроаккумулятор 14 выполнен в виде герметичной емкости, оборудованной фитингами подвода сжатого воздуха 15 и отвода масла 23, сливной и воздушной пробками, горловиной со встроенным сетчатым фильтром для заливки масла (последние на фиг.2 не показаны). Гидроаккумулятор 14 служит для создания давления в гидросистеме съемника, равного давлению в питающей пневмосети 17, и подачи масла под этим давлением через клапан зарядки 13 в гидрополость 19 пневмогидроусилителя 12.

Гидроцилиндр отрыва 4 состоит из рабочей (штоковой) полости 24, заполняемой маслом под высоким давлением из гидравлической полости 19 пневмогидроусилителя 12 через трубопровод высокого давления 25, и поршневой полости 26, заполняемой сжатым воздухом из пневмосети 17 через открытый пневмораспределитель 18 и гибкий трубопровод низкого давления 27. Обе полости разделены поршнем 5, который подпружинен возвратной пружиной 28.

Съемник пятника вагона работает следующим образом.

В исходном положении рукоятка пневмораспределителя 18 и клапан зарядки 13 зафиксированы в положение «Выкл.», поршни 20 и 5 занимают соответственно крайние левое (условно по фиг.2) и верхнее положения. Консольные стойки 8, представляющие собой винтовые упоры, и ограничительная гайка 9, навернутая на силовой шток 6, установлены в нижнем своем положении, верхняя ограничительная гайка 10 предварительна снята.

Съемник подают на рабочую позицию с подготовленным к демонтажу пятником (верхние головки заклепок срезаны) и подключают к деповской пневмосети с помощью пневморукава 17 и головки. При этом поршневую полость 26 гидроцилиндра отрыва 4 и штоковую пневмополость 22 пневмогидроусилителя 12 заполняют сжатым воздухом из пневмосети через пневмораспределитель 18 и линию подвода давления 16, а поршневую полость 21 пневмогидроусилителя сообщают с атмосферой через линию сброса давления 29. Полость гидроаккумулятора 14 также заполняют сжатым воздухом, создавая в нем гидродавление масла, равное давлению в пневмосети. Силовой шток 6 выставляют соосно со шкворневым отверстием пятника 11, а упорную раму 7 - параллельно оси хребтовой балки вагона.

Осуществляют подъем упорной рамы 7 с помощью подъемника 3 до уровня, при котором зазор от торца штока 6 до нижней поверхности пятника 11 остается 5…10 мм. Подъем прекращают и производят более точную центровку силового штока 6 относительно шкворневого отверстия в пятнике 11. Включая подъемник 3, пропускают силовой шток 6 в шкворневое отверстие пятника 11 до упора верхним торцом гайки 9 в нижнюю поверхность пятника 11. Затем верхнюю гайку 10 вводят через технологическое окно в «тумбочке» хребтовой балки и накручивают на силовой шток 6 до упора в верхний (внутренний) торец шкворневого отверстия пятника 11. Вращая консольные стойки 8, подводят их торцевые пяты до контакта с нижней поверхностью хребтовой балки, тем самым фиксируя вдоль ее оси раму 7. Переводом рукоятки пневмораспределителя 18 в положение «Вкл.» соединяют поршневую полость 21 с линией подвода давления 16, а штоковую пневмополость 22 и поршневую 25 - с линией сброса давления 29. Поступающий в полость 21 сжатый воздух развивает усилие на поршне 20, перемещает его слева - направо и, вытесняя воздух из полости 22 в атмосферу, создает, сжимая масло, усиленное в десятки раз гидродавление в полости 19. В результате масло под давлением через трубопровод высокого давления 25 поступает в штоковую полость 24 гидроцилиндра 4, формируя на его поршне 5 усилие отрыва, которое, действуя сверху - вниз через силовой шток 6 и гайку 10 на внутренний торец шкворневого отверстия демонтируемого пятника 11 и преодолевая усилия сопротивления оставшихся заклепок, отрывает его. Силовой шток 6 с оторванным пятником 11, «захваченным»гайками 9 и 10 (фиг.2 - показано пунктиром), продолжает движение вниз, сжимая пружину 28 и вытесняя воздух из полости 26 в атмосферу. При достижении поршня 5 крайне нижнего положения выключают пневмораспределитель 18. При этом линия подвода давления 16 подключает пневмосеть к полостям 22 и 26, а поршневую полость21, находящуюся под давлением сжатого воздуха, линия сброса давления 29 соединяет с атмосферой. Поршень 20 пневмогидроусилителя 12 делает обратный в сторону исходного положения ход, разряжая гидрополость 19 от высокого давления, что позволяет поршню 5 под действием сжатой пружины 28 и поступающего в полость 26 сжатого воздуха двигаться в верхнее исходное положение, а гидрожидкости возвращаться из полости 24 гидроцилиндра 4 в гидрополость 19 пневмогидроцилиндра 12. Силовой шток 6 с пятником 11 и рамой 7 с помощью подъемника 3 опускают, тележку 1 выкатывают с рабочей позиции, отпускают верхнюю гайку 10 и освобождают нижнюю 9. Пятник 11 снимают со штока 6. Съемник готов для подачи на следующую рабочую позицию.

В процессе эксплуатации съемника неизбежны потери масла из-за неидеальности уплотнений в гидрополостях исполнительных элементов. Управляемый клапан зарядки 13 служит для периодического пополнения масла в гидравлической полости 19 пневмогидроусилителя 12. Нормальное положение клапана зарядки 13 - закрытое (положение «Выкл.»). Процедуру зарядки осуществляют в исходном положении источника давления рабочего тела 2 (положение «Выкл.» рукоятки пневмораспределителя 18) и в следующей последовательности:

- открывают клапан зарядки 13 (положение «Вкл.);

- включая и выключая пневмораспределитель 18, выполняют 4…5 полных ходов поршня 20 пневмогидроусилителя 12 с паузами между ними 2…3 мин. После последнего выключения пневмораспределителя 18 и возвращения поршня 20 в исходное положение выдерживают 5…7 мин и закрывают клапан зарядки 13;

- включают пневмораспределитель 18 и проверяют ход рабочих элементов силовых узлов. Например, при полностью заряженной гидрополости 19 и отсутствии воздуха в ней и других элементах гидросистемы съемника перемещение силового штока 6 при полном ходе поршня 20 должно составлять 30…32 мм.

Если зарядка оказалась недостаточной, то проводят работу по удалению воздуха в гидросистеме. Для этого пневмогидроусилитель 12 снабжен пробкой 30. Открыв клапан зарядки 13, производят стравливание воздуха до появления масла через открытую пробку 30, которую затем закрывают. Выключают пневмораспределитель 18, заполняя маслом гидравлическую полость 19, и повторяют последнюю операцию вышеприведенной процедуры зарядки с оценкой хода силового штока 6.

Предлагаемый съемник пятника вагона выгодно отличается от прототипа, так как сжатый воздух не используется в качестве рабочего тела в силовом элементе (4) отрыва пятника. Тем самым повышена безопасность труда под вагоном в условиях стесненного рабочего пространства; уменьшены габариты силового элемента за счет использования в нем жидкости под давлением. Последняя получена путем усиления давления сжатого воздуха в простейшем по конструкции, а потому надежном устройстве - пневмогидроусилителе 12, не требующим технического обслуживания. Затраты энергии на отрыв пятника с помощью предлагаемого съемника не сопоставимы с прототипом, так как ее потребление происходит в «короткое» время, в импульсе отрыва, в случае же устройства прототипа потребление электрической энергии выше по уровню и длительности (как правило, электродвигатель с насосом в гидростанции работают непрерывно). Кроме того, в предлагаемом съемнике исключено использование электрической энергии, что также способствует повышению безопасности работ по смене пятников.