SU1761844A1 - Гидросистема управлени рабочими органами шпалоподбивочного устройства - Google Patents

Abstract

Использование: управление рабочими органами устройств дл  уплотнени  балласта под шпалами железнодорожного пути. Сущность изобретени : гидросистема содержит двигатель 19, насос 18, гидропнев- моаккумул тор 22, предохранительный клапан 21, гидроцилиндр 1 поджима, шток которого св зан с рабочим органом 3, а корпус соединен с вибрационным гидроприводом , включающим в себ  гидроцилиндр 4 двойного действи , св занный со вторым рабочим органом, а шток 5 его жестко прикреплен к корпусу гидроцилиндра 1 поджима , и гидрораспределитель 17 и дополнительный гидрораспределитель 52. Гидрораспределитель 17 включает две пары оппозитно расположенных в его корпусе одноступенчатых 23, 24 и двухступенчатых плунжеров 25, 26, между которыми расположены шариковые запорные элементы 27, 28. Перепады давлени  генерируютс  при помощи управл ющего дополнительного гидрораспределител  52, представл ющего, собой шариковый клапан, управл емый от приводного двигател  57 с регулируемой частотой вращени . 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам дл  уплотнени  балласта под шпалами, и предназначено дл  использовани  в агрегате путевых машин при ремонте и строительстве полотна железнодорожного пути.

Известно устройство, содержащее установленные на раме путевой машины с возможностью подъема и опускани , блоки с рабочими инструментами, св занные с гидроцилиндрами сжати , подключенными к гидронасосу, между гидронасосом и гидроцилиндрами сжати  установлен электрогидравлический усилитель мощности, к входу которого подключены инфранизкочастот- ные генераторы сигналов, св занные между собой программы задатчиком параметров колебаний,

Недостатком устройства  вл етс  сложность конструкции системы обеспечени  колебаний рабочих инструментов за счет большого числа конструктивных элементов, вход щих в нее.

Известна также шпалоподбивочна  машина , содержаща  установленный на раме с возможностью опускани  и подъема блок с рабочими подбивочными инструментами, св занными с гидроцилиндрами сжати , подключенными к гидравлическому возбудителю колебаний. Гидравлический возбудитель колебаний включает гидронасос, гидромотор, импульсный датчик в виде ротационного насоса, четыре управл емых обратных клапана, регул тор числа оборотов гидромотора, состо щий из дроссел  и клапана , а также два клапана, ограничивающие давление жидкости.

J

О 00

Недостатком шпалоподбивочной машины  вл етс  сложность гидросистемы возбуждени  колебаний рабочих подбивочных инструментов за счет большого числа конструктивных элементов, вход щих в нее.

Наиболее близкой к за вл емой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  гидросистема управлени  рабочими органами шпалоподбивочного устройства , содержаща  цилиндры сжати  со штоками дл  соединени  с исполнительными рабочими органами, рабочие полости ко- торых соединены с вибрационным гидроприводом, включающим в себ  насос, гидропневмоаккумул тор, предохранитель- ный клапан, а также клапан с двухступенчатым подпружиненным плунжером и двухпозиционный трехлинейный распределитель с подпружиненным золотником.

В выбранном прототипе изменение энергии силовых импульсов, определ емой давлением настройки, при посто нном расходе находитс  в полной взаимосв зи с частотой их следовани , котора  при стабильном давлении и расходе остаетс  посто нной и не измен етс .

Зависимость управлени  основными параметрами устройства ведет к невозможности выбора оптимального соотношени  между энергией силовых импульсов успол- нительных рабочих органов и частотой их повтор емости в зависимости от состо ни  уплотн емого балласта под шпалой. При использовании гидронасоса посто нной производительности регулировка частоты колебаний исполнительных рабочих органов в широком выбираемом диапазоне частот исключена. Перечисленные недостатки прототипа показывают невозможность достижени  желаемого эффекта уплотнени .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности уплотнени  и расширение диапазона регулировани .

Это достигаетс  тем, что вибрационный гидропривод снабжен гидроцилиндром двойного действи , корпус которого шар- нирно св зан со вторым исполнительным рабочим органом, а шток жестко прикреплен к корпусу гидроцилиндра поджима, и гидрораспределителем, состо щим из ос- новного гидрораспределител , включающего в себ  две пары оппозитно расположенных друг к другу в полости корпуса одно- и двухступенчатых плунжеров, между передними выступающими част ми которых расположены шариковые запорные элементы, выполненные с возможностью периодического взаимодействи  с двум  установочными седлами, причем два одноступенчатых плунжера упруго поджать

к шариковым запорным элементам, наход щимс  в силовом контакте с герметизирующими установочными седлами, а два других, одноступенчатых плунжера образуют в корпусе основного гидрораспределител  по две рабочих полости, промежуточную и заднюю, задние рабочие полости св заны между собой и с задними рабочими полост ми под торцами подпружиненных одноступенчатых плунжеров, причем все задние рабочие полости плунжеров сообщены с напорной гидромагистралью, шариковые запорные элементы расположены в центральных расточках корпуса основного гидрораспределител , одна из которых св зана с напорной гидромагистралью, а друга  соединена со сливом, передние рабочие полости, образованные над установочными седлами разноименных плунжеров, св заны каналами между собой и имеют раздельную гидравлическую св зь с рабочими полост ми гидроцилиндра двойного действи  и управл ющего дополнительного гидрораспределител ,содержащего подпружиненный управл емый шариковый клапан, шарик которого упруго прижат к установочному герметизирующему седлу и к толкателю, который, в свою очередь, упруго прижат к эксцентрику, насаженному на вал приводного двигател  с регулируемой частотой вращени , причем надклапанна  полость управл емого шарикового клапана соединена гидролини ми с промежуточными полост ми двухступенчатых плунжеров основного гидрораспределител  и посредством регулируемого дроссел  св зана с напорной гидромагистралью, а подклапанна  полость сообщена со сливом.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что не существует гидросистемы управлени  рабочими органами шпалоподбивочного устройства со сходными свойствами, полученными в результате новой совокупности известных признаков. Отдельные конструктивные признаки за вл емой гидросистемы управлени  известны. Однако совокупность известных признаков, таких, как использование шариковых управл емых клапанов, вход щих в состав основного и вспомогательного каскадов гидрораспределител , взаимодействующих с одно- и двухступенчатыми плунжерами, образующими соответствующие рабочие полости в телах корпусов каскадов гидрораспределител , соединенных системой каналов с напорной и сливной магистрал ми, с рабочими полост ми исполнительного вибрационного гидроцилиндра , обща  конструктивна  и схемна  компоновка гидросистемы управлени  рабочими органами шпалоподбивоч- ного устройства, позвол ет получить новое свойство. Этим свойством  вл етс  возможность независимого управлени  основными параметрами устройства: энергией силовых импульсов и частотой их следовани . Выбор оптимального соотношени  между ними определ ет эффективность уплотнени  балласта . А использование управл ющего дополнительного гидрораспределител , генерирующего перепады давлени  в зависимости от регулируемой частоты вращени  вала приводного двигател , позвол ет работать в широком выбираемом диапазоне частот в зависимости от состо ни  уплотн емого балласта под шпалой.

На чертеже изображена полуконструктивно гидросистема управлени  рабочими органами шпалоподбивочных устройств.

На раме базовой машины размещены гидроцилиндр поджима 1, шток 2 которого шарнирно св зан с исполнительным рабочим органом 3, вибрационный гидроцилиндр двойного действи  4, шток 5 которого жестко св зан с корпусом гидроцилиндра поджима 1, а корпус имеет шарнирную св зь со вторым исполнительным рабочим органом. Поршень 6 делит гидроцилиндр поджима 1 на поршневую 7 и штоковую 8 полости, кажда  из которых попеременно периодически может быть св зана через золотник 9 с напорной 10 и сливной 11 гидро- магистрал ми внешней системы, смонтированной на базовой машине, Поршень 12 делит вибрационный гидроцилиндр двойного действи  4 на две полости 13, 14, соединенные соответственно гидролини ми 15,16 с корпусом основного гидрораспределител  17. Насос 18, работающий от двигател  19, напорной гидромагистралью 20 также св зан с корпусом основного гидрораспределител  17. Напорна  гидромагистраль 20 соединена с предохранительным клапаном 21 и гидропневмоак- кумул тором 22. В полост х основного гидрораспределител  17 размещены оппо- зитно друг к другу две пары одноступенчатых 23, 24 и двухступенчатых плунжеров 25, 26, между передними выступающими част ми которых расположены шариковые запор- ные элементы 2-7, 28, выполненные с возможностью периодического взаимодействи  с двум  установочными седлами, Одноступенчатые плунжеры 23, 24 упруго поджаты регулируемыми посредством винтов 29, 30 пружинами 31, 32 к шариковым запорным элементами 27, 28, наход щимис  в контакте с герметизирующими установочными седлами. Диаметры плунжеров 23, 24, 25 и 26 выполнены таким образом, чтобы соблюдались услови : . . Двухступенчатые плунжеры 25, 26 образуют в

корпусе основного гидрораспределител  17 по две рабочие полости: промежуточные 33, 34 и задние 35, 36. Задние рабочие полости 35, 36 св заны между собою и с задними рабочими полост ми 37, 38 под торцами

подпружиненных одноступенчатых плунжеров 23, 24 и сообщены гидролини ми 39, 40, 41 и 42 с напорной гидромагистралью 20. Шариковые запорные элементы 27, 28 расположены з центральных расточках 43, 44

корпуса основного гидрораспределител  17, Расточка 43 св зана с напорной гидромагистралью 20, а расточка 44 со сливом 45. Передние рабочие полости 46, 47 разноименных плунжеров 24, 25, ограниченные

справа установочными седлами шариковых запорных элементов 27, 28, св заны гидролинией 48 между собою и через гидролинию 15 с рабочей полостью 13 вибрационного гидроцилиндра двойного действи  4. А передние рабочие полости 49, 50 разноименных плунжеров 23, 26, ограниченные слева установочными седлами шариковых запорных элементов 27, 28, св заны гидролинией

51между собою и через гидролинию 16 с рабочей полостью 14 вибрационного гидроцилиндра двойного действи  4. Управл ющий дополнительный гидрораспределитель

52содержит шариковый клапан 53, упруго прижатый к герметизирующему установочному седлу пружиной 54 и к толкателю 55, который в свою очередь упруго прижат к эксцентрику 56, насаженному на вал приводного двигател  57 с регулируемой частотой вращени . Надклапанна  полость 58

соединена гидролини ми 59, 60 с промежуточными полост ми 33, 34 двуступенчатых плунжеров 25,26 основного гидрораспределител  и гидролинией 61 через регулируемый дроссель 62 - с напорной

гидромагистралью 20. Подклапанна  полость 63 соединено со сливом 45 через гидролинию 64.

Работает гидросистема управлени  ра- бочими органами шпалоподбивочных устройств следующим образом. При подаче в поршневую 7 или штоковую 8 полости гидроцилиндра поджима 1 рабочей жидкости от внешней гидросистемы, смонтированной на базовой машине, поршень 6 со штоком 2 будет перемещать оба исполнительных рабочих органа. Таким образом, гидроцилиндр поджима 1 выполн ет функцию предварительной настройки рабочих подби- вочных инструментов на требуемый размер,

а также осуществл ет посто нный статический поджим шпалоподбивочных инструментов в процессе уплотнени  балласта. Динамическа  составл юща  сил уплотнени , развиваема  шпалоподбивочным устройством в режиме уплотнени  балласта под шпалой, осуществл етс  вибрационным гидроцилиндром двойного действи  4. При работе двигател  19 насос нагнетает рабочую жидкость в напорную гидромагистраль 20, откуда жидкость поступает в задние рабочие полости 35, 36 двухступенчатых плунжеров 25, 26, задние рабочие полости 37, 38 под торцами подпружиненных одноступенчатых плунжеров 23, 24, через регулируемый дроссель 62 рабоча  жидкость поступает в промежуточные полости 33, 34 двухступенчатых плунжеров 25, 26 и в над- клапанную полость 58 управл ющего дополнительного 52 гидрораспределител . Кроме того, рабоча  жидкость из напорной гидромагистрали 20 поступает в центральную расточку 43 корпуса основного гидрораспределител  17, откуда через передние рабочие полости 49, 50 плунжеров 23, 26 и св зывающую их гидролинию 51 попадает в рабочую полость 14 вибрационного гидроцилиндра 4 через гидролинию 16. 8 результате , поршень 12 вибрационного гидроцилиндра двойного действи  4 вместе с гидроцилиндром поджима 1 переместитс  влево, а корпус вибрационного гидроцилиндра двойного действи  4 переместитс  вправо. При этом исполнительные рабочие органы 3 сближаютс . Рабоча  жидкость из рабочей полости 13 через гидролинию 15, центральную расточку 44 вытеснитс  на слив 45. Диаметры плунжеров 23,24,25 и 26 подобраны таким образом, чтобы в данный момент времени усилие, создаваемое давлением рабочей жидкости на поршн х двух- ступенчатых плунжеров 25, 26, уравновешивалось усилием, создаваемым давлением рабочей жидкости на торцах одноступенчатых плунжеров 23, 24, а шариковые запорные элементы 27, 28 были герметично прижаты к установочным седлам только под воздействием пружин 31, 32 в положении, показанном на рисунке. При включении приводного двигател  57 управл ющего дополнительного гидрораспределител  52, подвижный толкатель 55 отжимает шариковый клапан 53 от герметизирующего установочного седла. В результате этого, гидролини  60, соедин юща  промежуточные полости 33, 34 двухступенчатых плунжеров 25, 26, оказываетс  св занной со сливом 45. Вследствие падени  давлени  в промежуточных полост х 33, 34, усилие, создаваемое на поршн х двухступенчатых плунжеров 25, 26, оказываетс  превышающим усилие, создаваемое давлением рабочей жидкости на торцах одноступенчатых плунжеров 23,24, и усилие пружин

31, 32. В результате двухступенчатые плунжеры 25,26 отжимают шариковые запорные элементы 27, 28 к противоположным герметизирующим установочным седлам. Рабоча  полость 14 вибрационного

гидроцилиндра двойного действи  4 через гидролинию 16 и центральную расточку 44 оказываетс  соединенной со сливом 45, а рабоча  полость 13 через гидролинию 15, передние рабочие полости 46,47 плунжеров

24, 25, св зывающую их гидролинию 48 и центральную расточку 43 оказываетс  соединенной с напорной гидромагистралью 20. В результате поршень 12 вибрационного гидроцилиндра 4 вместе с гидроцилиндром

поджима 1 переместитс  вправо, а корпус вибрационного гидроцилиндра двойного действи  4 переместитс  влево. При этом исполнительные рабочие органы 3 раздвинутс , производ  при этом полезную работу

по уплотнению балласта под шпалой. По окончании рабочего хода подпружиненный шариковый клапан 53 управл ющего дополнительного гидрораспределител  52 закрываетс . Промежуточные полости 33, 34

двухступенчатых плунжеров 25, 26 оказываютс  отсеченными от слива 45, в них создаетс  давление, которое и возвращает шариковые запорные элементы 27, 28, плунжеры 23, 24, 25 и 26 в исходное положение,

показанное на рисунке. Далее рабочий цикл повтор етс  в автоматическом режиме. Частота колебаний исполнительных рабочих органов 3 зависит от частоты следовани  перепадов давлени  в промежуточных полост х 33, 34 двухступенчатых плунжеров 25, 26, периодически св зываемых со сливом посредством управл ющего дополнительного гидрораспределител  52, генерирующего перепады давлени  соответственно

частоте вращени  вала приводного двигател  57. Осуществл   регулировку частоты вращени  вала приводного двигател  57 можно в широких пределах измен ть частоту колебаний рабочих подбивочных инструментов . А при помощи регулируемых пружин 31, 32 совместно с предохранительным клапаном 21 можно настраивать гидросистему на рабочее давление в напорной гидромагистрали 20, определ ющее энергию силовых импульсов рабочих подбивочных инструментов.

Предложенна  гидросистема имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

-независимость управлени  основными параметрами устройства: энергией силовых импульсов рабочих подбивочных инструментов и частотой их следовани , выбор оптимального соотношени  между ними определ ет эффективность уплотнени  балласта под шпалой;

-возможность работать в широком выбираемом диапазоне частот колебаний рабочих подбивочных инструментов при использовании насоса посто нной производительности .

Claims (1)

1. Кроме того, имеетс  возможность дистанционного управлени  основными параметрами устройства, простой и надежный способ генерировани  перепадов давлени  достигаетс  при помощи управл ющего дополнительного гидрораспределител . Формула изобретени  Гидросистема управлени  рабочими органами шпалоподбивочного устройства, содержаща  гидроцилиндр поджима со штоком дл  соединени  с одним рабочим органом, вибрационный гидропривод, включающий в себ  насос, гидропневмоак- кумул тор, предохранительный клапан и гидрораспределитель, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности путем расширени  диапазона регулиро- вани  вибрационного гидропривода, последний снабжен св занным с вторым рабочим органом гидроцилиндром двойного действи , шток которого прикреплен к корпусу гидроцилиндра поджима, и дополнительнымгидрораспределителем , состо щим из подпружиненного шарикового клапана, шарик которого упруго поджат к установочному герметизирующему седлу и к толкателю, взаимодействующему с эксцентриком , насаженным на вал приводного двигател  с регулируемой частотой вращени , надклапанна  полость шарикового клапана через регулируемый дроссель

   соединена с напорной магистралью, а под- клапанна  полость - со сливной, причем гидрораспределитель состоит из двух пар оппозитно расположенных в полост х корпуса одно- и двухступенчатых плунжеров,

   взаимодействующих с шариковыми запорными элементами, расположенными в центральныхрасточкахкорпуса гидрораспределител , одна из которых соединена с напорной магистралью, а друга  со сливной, и установленными с возможностью периодического взаимодействи  с двум  установочными седлами центральных расточек, одноступенчатые плунжеры упруго поджаты к шариковым запорным злементам , а каждым двухступенчатым плунжером ограничены в корпусе промежуточна  и задн   рабочие полости, при этом задние рабочие полости соединены между собой и с задними рабочими полост ми под торцами

   одноступенчатых плунжеров, задние рабочие полости всех плунжеров сообщены с напорной магистралью, а передние рабочие полости разноименных плунжеров соединены каналами между собой и с соответствующими полост ми гидроцилиндра двойного действи , причем надклапанна  полость шарикового клапана дополнительного гидрораспределител  соединена с промежуточными рабочими полост ми

   гидрораспределител , а полости гидроцилиндра поджима через двухпозиционный четырехлинейный распределитель соединены с напорной или сливной магистрал ми.

   с:

   йИ &&

   их с л -jL KVv

   // / :s b 33

   i

   ../-г

   , $ T - - - - -v - - v --/ у /

   c i , i.-,j - -tT,

   TI- .-JS1 | 1- - i Ъ /.

   ,-, т Г7

   3, , i V ЈjI

   „Г u i i

   - 1 л К .i.

   s JT / --- -ry

   1 -A, , v

   // / :s b 33

   ../-гГ

   УП /i/

   / у /

   v:

   v:

   i.-,j - -tT,

   TI- i Ъ /.

   Л //

   Г,1-

   :Ss;-v Г) Hi г . /

   -- --i Т . /- -/fiA.

   : JI / /

   r x - -R,

   J , -V

   - - -ЧР

   I

   - н„.

   I-}

   j

   r

   Ґ

   1

   (