Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕНЫ ПОГЛОЩАЮЩЕГО АППАРАТА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности используется при ремонте и техническом обслуживании вагонов.

Известно устройство для смены поглощающего аппарата с железнодорожного транспортного средства по авторскому свидетельству СССР №1532381 (Бюл. №48 от 30.12.89). Оно содержит смонтированный на тележке подъемник с силовой плитой и механизмом сжатия поглощающего аппарата, включающим в себя гидроусилитель, взаимодействующий с рамой вагона, горизонтально закрепленный на силовой плите силовой цилиндр, плунжер которого на свободном конце снабжен упором в виде клина тягового хомута, размещенного в отверстии (серьге) последнего, и вилку для охвата фрикционных клиньев упомянутого аппарата, жестко связанную с силовой плитой. В этом устройстве реализован принцип сжатия поглощающего аппарата в нише хребтовой балки путем преодоления только лишь усилия предварительной затяжки его пружин, минуя сопротивление фрикционных клиньев. Давление масла от усилия подъемника и веса вагона передается в силовой цилиндр, плунжер которого создает усилие через упор на тяговый хомут и сжимает пружины снимаемого аппарата, опирающиеся через фрикционные клинья на вилку.

Однако имеется существенный недостаток, который заключается в том, что усилие сжатия пружин, развиваемое давлением масла в силовом цилиндре по торцу плунжера, действуя через его упор и прикладываемое к стенке серьги тягового хомута в точке контакта, создает реактивный момент на плунжере. Он равен произведению величины этого усилия на плечо действия, равное расстоянию от точки упомянутого контакта до линии нижнего контура плунжера, и направлен так, что свободный конец плунжера, который оборудован упором, будет смещаться к полосе тягового хомута. Если учесть, что необходимое усилие сжатия составляет 15…18 тс при минимально возможном плече - 120 мм, то реактивный момент составит 1800…2160 кгм. Такой момент неизбежно приводит к перекосу плунжера в силовом цилиндре и его заклиниванию. Механизм сжатия и, следовательно, все устройство становятся неработоспособными.

Свободным от вышеприведенного недостатка является устройство для снятия поглощающего аппарата с тяговым хомутом по авторскому свидетельству СССР №2225305. Оно содержит рабочий орган сжатия, выполненный в виде гидродомкрата, взаимодействующего с поглощающим аппаратом, источник давления, связанный с гидродомкратом разъемным соединением, и съемный упорный элемент для взаимодействия его одной стороной с тяговым хомутом. Корпус гидродомкрата жестко закреплен по продольной оси на основании, взаимодействующем с тяговым хомутом. На торцевой стороне корпуса выполнен расположенный перпендикулярно упомянутому основанию паз для размещения в нем съемного упорного элемента и сопряжения этого элемента его другой стороной с гидродомкратом. Рабочий орган сжатия - домкрат, далее будем называть его гидровыжимным цилиндром, действует по оси поглощающего аппарата, при этом реактивный момент не возникает, но усилие на сжатие требуется значительно больше, чем в устройстве-аналоге.

Данное устройство, принятое за прототип, имеет следующие недостатки.

- Возможен выход плунжера гидровыжимного цилиндра за пределы его корпуса при превышении уровня давления гидронасоса или времени сжатия. Это может случиться также по субъективным причинам оператора даже при наличии контроля за уровнем давления или количеством качков гидронасоса. При этом нарушается герметичность уплотнения, жидкость вытекает, давление падает и поглощающий аппарат, получая обратный ход, заклинивает гидровыжимной цилиндр. Такие случаи эксплуатационной ненадежности данного устройства наблюдались в вагонных депо. Средства или меры, устраняющие данный недостаток, в устройстве не предусмотрены.

- Судя по описанию, источником давления служит ручной насос плунжерного типа, что, несомненно, создает определенное повышение удобства в обслуживании устройства. Но для преодоления сил сжатия пружин и трения фрикционных клиньев с корпусом поглощающего аппарата необходимо приложение больших, а иногда на конечной стадии сжатия предельных качающих усилий оператора или выполнения им большого объема работы и затрат времени, т.е. имеет место высокая трудоемкость, что сводит на нет повышение удобства обслуживания, декларируемого в устройстве-прототипе.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение надежности при улучшении качества обслуживания устройства путем формирования дозированных по объему порций жидкости в источнике давления, автоматически подаваемых в гидровыжимной цилиндр.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, имеющем гидровыжимной цилиндр, взаимодействующий своим плунжером с поглощающим аппаратом через его упорную плиту и корпусом - с тяговым хомутом, и источник давления, выполненный в виде гидронасоса с питающим его через блок-кран гидробаком, связанного с рабочей полостью гидровыжимного цилиндра разъемным соединением, согласно изобретению источник давления дополнен ограничителем подачи, включенным в гидромагистраль между гидровыжимным цилиндром и выходом гидронасоса, выполненным в виде бесштокового цилиндра с подпружиненным со стороны его выходной полости поршнем, у которой объем, обусловленный рабочим ходом последнего, выбран равным объему рабочей полости упомянутого гидровыжимного цилиндра, при этом выход и вход ограничителя подачи через свои запорные краны объединены и подключены к выходу гидробака, последний выполнен герметичным и подключен через распределитель к пневмосети, гидронасос оборудован пневмоприводом, поршни последних связаны между собой, и нагнетательная полость пневмопривода через его золотниковый распределитель, блок подготовки воздуха и упомянутый блок-кран соединена с пневмосетью.

Также корпус гидровыжимного цилиндра в торцевой части оснащен двумя диаметрально выступающими от его поверхности упорами с возможностью прохода им прямоугольного отверстия тягового хомута по диагонали и последующего поворота на 40…50° с заходом их за его вертикальные ребра.

На фиг.1 изображена конструкция гидровыжимного цилиндра в сопряжении с тяговым хомутом и упорной плитой снимаемого аппарата, фиг.2 - схема источника давления, фиг.3 - конструкция ограничителя подачи.

Устройство для снятия поглощающего аппарата содержит гидровыжимной цилиндр 1, взаимодействующий своим плунжером 2 с поглощающим аппаратом 3 через его упорную плиту 4 и корпусом - с тяговым хомутом 5, и источник давления 6, включающий в себя гидронасос 7 с пневмоприводом 8, гидробак 9, ограничитель подачи 10, быстроразъемную муфту 11, запорные краны 12 и 13, блок-кран 14, пневмораспределители 15 и 16, блок подготовки воздуха 17 и питающую пневмомагистраль 18. При этом выходная полость 19 ограничителя подачи 10 через быстроразъемное соединение 11 сообщена с рабочей полостью гидровыжимного цилиндра 1, а входная 20 - с выходом гидронасоса 7. Кроме того, вход и выход ограничителя подачи 10 через свои запорные краны 12 и 13 объединены и присоединены к штуцеру 21 отвода масла из гидробака 9, другой его штуцер 22 отвода масла подключен через блок-кран 14 к штуцеру 23 питающего входа гидронасоса 7. Воздушная полость 24 гидробака 9 через пневмораспределитель 15 сообщена с питающей пневмомагистралью 18. Нагнетательная пневмополость 25 пневмопривода 8 через пневмораспределитель 16, блок подготовки воздуха 17 и блок-кран 14 также соединена с питающей пневмомагистралью 18.

Гидробак 9 выполнен в виде герметичной, преимущественно цилиндрической емкости. В нем предусмотрены горловина со встроенным сетчатым фильтром для заливки масла, сливная и воздушная пробки (на фиг.2 не показаны), штуцеры подвода сжатого воздуха 26 и отвода масла 21 и 22. Гидробак предназначен для создания давления в гидросистеме устройства, равного давлению в питающей пневмомагистрали 18 (5…6 атм), и подачи масла под этим давлением к гидронасосу 7 и ограничителю подачи 10 при поступлении сжатого воздуха в полость 24 гидробака 9 через пневморукав 27. Пневмораспределитель 15 соединяет полость 24 или с питающей пневмомагистралью 18, или с атмосферой.

Ограничитель подачи 10 выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра с подпружиненным поршнем и корпусом с крышками 28 и 29. Во все отверстия этих крышек ввернуты угловые штуцеры (на фиг.3 не показаны), к которым подключены соответствующие трубопровод и рукава. Служит для подачи масла под давлением в гидровыжимной цилиндр 1 в объеме, обусловленным рабочим ходом поршня ограничителя подачи 10. Для этого выход гидронасоса 7 посредством его отводящего штуцера 30 соединен стальным трубопроводом 31 с первым входом цилиндра 1 - штуцером в отверстии 32 на крышке 28 - цилиндра 1. Второй вход - штуцер в отверстии 33 на крышке 28 - соединен с запорным краном 12 и через него рукавом низкого давления 34 с штуцером 21 отвода масла из гидробака 9. К первому выходу ограничителя подачи 10 - штуцеру в отверстии 35 на крышке 29 - подключен рукав высокого давления 36 с полумуфтой разъемного соединения 11, ко второму - штуцеру в отверстии 37 на этой же крышке 29 - подключен запорный кран 13 и через него рукавом низкого давления 38 штуцер 21 отвода масла из гидробака 9. Ответная полумуфта разъемного соединения 11 сообщена с рабочей полостью гидровыжимного цилиндра 1 через угловой штуцер на его корпусе.

Плунжер 2 в цилиндре 1 последнего оборудован возвратной пружиной 39, его рабочая торцевая поверхность выполнена по сфере с радиусом, равным радиусу сферического углубления в упорной плите 4. Корпус гидровыжимного цилиндра 1 снабжен в своей торцевой части двумя диаметрально выступающими от поверхности упорами 40, имеющими при виде с торца округло-треугольную форму, вершины которых разнесены между собой на величину несколько меньшую (5…10 мм) длины диагонали прямоугольного отверстия 41 в тяговом хомуте 5.

Поршни гидронасоса 7 и пневмопривода 8 жестко связаны штоком, последний имеет возможность взаимодействовать с золотниковым пневмораспределителем 16, который на схеме (фиг.2) обозначен символом: тип трехлинейный, двухпозиционный со звуковой заглушкой.

Запорные краны 12 и 13 выполнены в виде шаровых высокого давления с положениями «Закрыто», «Открыто». Блок-кран 14 выполнен сдвоенным для одновременного включения-выключения гидро- и пневмомагистралей низкого давления, управляемым одной ручкой с фиксацией двух положений: «Вкл» и «Выкл».

Блок подготовки воздуха 17 выполнен по схеме, включающей в себя влагопоглотитель на входе, редукционный клапан 46 и маслораспылитель на выходе.

Распределитель 15 выбран четырехлинейным двухпозиционным, с управлением от рукоятки с фиксатором положений «Вкл», «Выкл», распределитель 16 - типовым золотниковым.

Работа устройства основана на последовательном преобразовании энергии сжатого воздуха в энергию жидкости под давлением (гидравлическую) и затем в исполнительной части - в механическую.

Перед подключением устройства к сети сжатого воздуха устанавливают пневмораспределители 15, 16 и блок-кран 14 в исходное положение «Выкл», запорные краны 12, 13 - «Закрыто». Подключают источник давления 6 к деповской сети сжатого воздуха посредством типовой вагонной пневмоголовки 43.

Устройство работает следующим образом.

Осуществляют подачу сжатого воздуха в полость 24 гидробака 9 для создания в нем давления масла 5…6 кгс/см³ переключением пневмораспределителя 15 в положение «Вкл». Поднимают гидровыжимной цилиндр 1 до уровня хребтовой балки вагона и поворачивают его вокруг горизонтальной оси до положения, при котором выступающие упоры 40 будут сориентированы по диагонали прямоугольного отверстия 41 тягового хомута 5, и в таком положении задвигают цилиндр 1 до соприкосновения плунжера 2 с упорной плитой 4 снимаемого поглощающего аппарата. Далее снова поворачивают гидровыжимной цилиндр 1 вокруг оси до надежного захода (40…50°) его выступающих упоров 40 за вертикальные ребра тягового хомута 5. Соединяют полумуфту быстроразъемного соединения 11 на рукаве высокого давления 36 с ответной полумуфтой, сочлененной со штуцером, на корпусе цилиндра 1.

Переключением блок-крана 14 в положение «Вкл» обеспечивают подачу масла из гидробака 9 в гидронасос 7 через штуцер 23 подводящего входа. Одновременно с этим через включенный блок-кран 14 сжатый воздух от пневмомагистрали 18 поступает в блок подготовки воздуха 17, откуда очищенный и с распыленным маслом проходит через пневмораспределитель 16 в полость 25 пневмопривода 8, заставляя работать гидронасос 7 - поршень пневмопривода 8 совершает ход слева направо (условно по фиг.2), сжимая пружины и перемещая поршень гидронасоса 7, который нагнетает через трубопровод 31 порцию масла в полость 20 ограничителя подачи 10; при завершении хода пневмораспределитель 16 соединяет полость 25 с атмосферой, и сжатая пружина, «выталкивая» из нее воздух, возвращает поршень в исходное положение; пневмораспределитель 16 закрывает выход полости 25 в атмосферу, открывая при этом доступ сжатого воздуха из блока подготовки 17; далее процесс повторяется. Гидронасос 7 в совокупности с пневмоприводом 8 фактически образует пневмогидронасос. Каждая новая порция закачанного в ограничитель подачи 10 масла перемещает его поршень к крышке 29, сжимая и выталкивая масло, находящееся в выходной полости 19, которое, поступая через рукав высокого давления 36 и собранную муфту 11 в рабочую полость гидровыжимного цилиндра 1, создает на плунжере 2 усилие сжатия поглощающего аппарата.

Давление в гидровыжимном цилиндре 1 контролируют по манометру 45, устанавливаемому на штуцер 44 крышки 29 ограничителя подачи 10. Оно достигает значений 320…360 кгс/см² при уставке давления в регуляторе редукционного клапана 46 в блоке подготовки воздуха 17 в пределах 4,5…4,7 кгс/см². При этом усилие, которое развивает плунжер 2, составляет 40 тс и более. Такие усилия преодолевают сопротивление пружин и клиньев поглощающего аппарата не только фрикционных, но и нефрикционных, в частности эластомерных и повышенной энергоемкости. Объем жидкости, выгнанной из полости 19 ограничителя подачи 10 при полном ходе его поршня, предопределен равным объему рабочей полости гидровыжимного цилиндра 1 с обеспечением хода плунжера 2 равным 50 мм, достаточным для полного сжатия снимаемого поглощающего аппарата. Это условие гарантирует в предлагаемом устройстве надежность и качество операций съема: плунжер 2 совершает ход на заданную и достаточную величину, исключая тем самым как недовыжим фрикционных клиньев поглощающего аппарата, так и заклинивание аппарата и плунжера 2.

При достаточном сжатии снимаемого аппарата выключают блок-кран 14 и пневмораспределитель 15, тем самым прекращая работу гидронасоса 7 и устраняя давление сжатого воздуха в гидробаке 9. Обеспечивают выем поглощающего аппарата из посадочного гнезда хребтовой балки, и затем переводят запорный кран 12 в положение «Открыто». При этом масло из входной полости 20 ограничителя подачи 10 поступает через рукав 34 и штуцер 22 в гидробак 9, что позволяет сжатой пружине 39 возвратить плунжер 2 в исходное положение, после чего запорный кран 12 закрывают.

Оставляя муфту 11 собранной, производят выем гидровыжимного цилиндра 1 из тягового хомута 5. Снятый поглощающий аппарат отправляют на участок ремонта, а на его место помещают аппарат, допущенный к эксплуатации. Гидровыжимной цилиндр 1 заводят в тяговый хомут 5 и производят сжатие аппарата, как описывалось выше. После завершения сжатия выключают блок-кран 14 и пневмораспределитель 15, и помещают поглощающий аппарат в посадочное гнездо хребтовой балки. Фиксируют предварительно на два болта его поддерживающую планку, и открывают запорный кран 12 для возращения плунжера 2 в исходное положение. Разъединяют муфту 11 и убирают рукав высокого давления 36. Гидровыжимной цилиндр 1 вынимают из тягового хомута 5. Устройство готово к следующей смене аппарата.

Зарядку полости гидровыжимного цилиндра 1 и связанной с ней через муфту 11 и рукав высокого давления 36 выходной полости ограничителя подачи 10 производят при открытом запорном кране 13. Для этого переводят пневмораспределитель 15 в положение «Вкл», и масло под низким давлением поступает в полость гидровыжимного цилиндра 1 и заставляет плунжер 2 выдвинуться на величину, определяемую жесткостью возвратной пружины 39 и величиной давления в пневмомагистрали 18. Выключают пневмораспределитель 15, и плунжер 2 под воздействием пружины 39 занимает исходное положение, выдавливая лишнее масло с воздухом в гидробак 9. Повторив эту операцию 2-3 раза, закрывают запорный кран 13, дождавшись полного возвращения плунжера в исходное положение. Включают блок-кран 14 и после самопроизвольной остановки работы гидронасоса 7, что происходит при достижении поршнем ограничителя подачи 10 крайнего положения, фиксируют выход плунжера 2, который должен составить 48…50 мм. При недостаточном выходе плунжера 2 опускают Гидровыжимной цилиндр 1 ниже уровня расположения ограничителя подачи 10, например на пол, и стравливают воздух через пробку (на фиг.2 и 3 не показана) на ограничителе подачи 10, включив при этом пневмораспределитель 15 и открыв запорный кран 13. После стравливания воздуха необходимо затянуть пробку и повторить операцию зарядки.

Таким образом, дополнение источника давления 6 ограничителем подачи 10 в совокупности с пневмогидронасосом позволило обеспечить дозированный ход плунжера 2, достаточный для сжатия поглощающих аппаратов любых типов, в том числе эластомерных и повышенной энергоемкости, при достаточной высокой степени автоматизации процесса сжатия, что в целом позволяет достичь повышения надежности устройства и снижения трудоемкости работ при смене аппаратов.

Опыт эксплуатации устройств смены поглощающих аппаратов показывает, что устройства, выполненные с захватными органами в виде рычагов или вилок, можно эффективно применять для смены только фрикционных поглощающих аппаратов (типа Ш-2 В, Ш-2Т, Ш6-Т04 и т.п.), а предлагаемое устройство - для фрикционных и нефрикционных, в частности эластомерных типа АПЭ-90, АПЭ-120, 73ZW, а также ПМК-110А, РТ-120, в которых требуемые усилия на сжатие составляют 40…50 тс, т.е. налицо расширение сферы применения.