Общие требования к устройствам выправки пути

[Толян]

Общие требования к устройствам выправки пути

Выправочные устройства выправляют путь в продольном профиле, по уровню и в плане. Эти процессы включают в себя следующие операции: измерение положения пути и формирование команд управления; перемещение рельсо-шпальной решетки и установка ее в правильное положение; закрепление рельсо-шпальной решетки в правильном положении. В этой главе рассматриваются устройства, выполняющие первые две операции выправки пути, т. е. измерение положения пути и перемещение путевой решетки согласно командам управления в правильное положение. Эти устройства принято называть выправочными. Закрепляют путевую решетку в выправленном положении уплотнительные рабочие органы машин, рассмотренные ранее.

Согласно выполняемым операциям выправочные устройства включают измерительные и исполнительные устройства и механизмы. Измерительные устройства измеряют положение пути и формируют команды управления. Исполнительные механизмы выправочных устройств по электрическим сигналам управления поднимают и сдвигают путевую решетку до тех пор, пока на них действуют эти сигналы. Формируются управляющие сигналы измерительными датчиками (потенциометры или физические маятники) и усилительно-преобразовательными устройствами выправки пути.

На машинах ВПР-1200 и ВПРС-500 установлены раздельные измерительные устройства для продольного профиля каждой рельсовой нити; плана пути; поперечного профиля (уровень). На машине Р-2000 только одно измерительное устройство — для плана пути. Базой измерения для продольного профиля и плана служат тросы, натянутые между измерительными тележками. На машинах ВПР-1200 и ВПРС-500 три основных измерительных троса: 2 для продольного профиля расположены над каждой рельсовой нитью на высоте 2540 мм от головок рельсов и 1 — для плана — находится примерно по оси пути на высоте 130 мм от головок рельсов. На машине Р-2000 установлен один основной измерительный трос для плана, расположенный по оси пути на высоте 130 мм над головками рельсов.

Помимо основных измерительных тросов на всех машинах установлен дополнительный трос под прицепной платформой на высоте 130 мм над головками рельсов. Он предназначен для измерения и записи положения выправленного пути в плане. Измерительные тросы перемещаются вместе с машиной. Это относительные измерительные базы, так как они связаны с выправляемой путевой решеткой. Поэтому выправочные устройства для продольного профиля и плана на этих машинах сглаживающего типа, они не позволяют без корректировки их работы выправлять путь по заранее заданным отметкам. Выправочные устройства сглаживающего типа устраняют неровности пути в продольном профиле и в плане. При корректировке работы этих устройств, например при ручной и автоматической корректировке положения передней измерительной точки, они выправляют путь по заранее заданным отметкам, т. е. по программе или проекту.

Измерительное устройство для поперечного профиля пути — физический маятник. Путь выправляется по уровню на прямых и круговых участках автоматически с постоянной настройкой, а в переходных кривых — с ручной корректировкой по заранее составленной программе. Контрольно-измерительные и регистрирующие устройства измеряют, контролируют и записывают положение пути. На машинах ВПР1200 и ВПРС-500 в качестве контрольно-измерительных и регистрирующих устройств используются измерительный десятиметровый трос, расположенный под прицепной платформой и снабженный датчиком стрел прогиба и соответствующим контрольным прибором; 2 физических маятника с усилительно-преобразовательными устройствами и контрольным стрелочным прибором, установленные в зоне выправки и на задней измерительной тележке, двухканальный самописец, регистрирующий положение выправленного пути по уровню и в плане. На машине Р-2000 в качестве контрольно-измерительных и регистрирующих устройств используется только десятиметровый измерительный трос с датчиком стрел прогиба, контрольный прибор и одноканальный самописец для записи положения выправленного пути в плане.

В состав измерительных и контрольных устройств входят (рис. 53): передняя измерительная тележка 18, соединенная с шарнирной рамой 15, на которую опираются две штанги с механизмами подъема 14 и с закрепленными на их концах измерительными тросами 10, маятник 16, предназначенный для установки концов измерительных тросов 10 по уровню; приемник лазерного луча 17 и лазерная тележка 19, измерительная тележка 12 с датчиком для измерения стрел прогиба рельсовой нити; контрольно-измерительные тележки: 11 с контрольным маятником 9 и потенциометрическими датчиками высоты троса 8; 6 с датчиком стрелы прогиба, с контрольным маятником 5 и с пневмоцилиндрами 4 натяжения тросов; 3 с контрольным датчиком стрелы прогиба; задняя тележка 1 с механизмом напряжения основного измерительного троса 13; два измерительных троса 10 для продольного профиля; измерительные тросы для плана пути основной 13 и контрольный 2. Двухканальный самописец для записи положения пути по уровню и в плане установлен в передней кабине и на рисунке не показан.

Измерительные тросы 10 натягиваются каждый с усилием 500 Н пневмоцилиндрами 4. Измерительный трос 13 натягивается пневмоцилиндром, установленным на задней тележке, а контрольный трос 2— пневмоцилиндром, расположенным на контрольно-измерительной тележке 6. На тележках 3 и 18 размещены механизмы, перемещающие концы измерительного троса 13 в горизонтальной плоскости. Это необходимо при вписывании троса в крутые кривые, а также при корректировке положения передней измерительной точки троса 13 на тележке 18. Общая длина измерительной базы при выправке пути в плане равна 20,8 м, а при выправке в продольном профиле — 15,8 м. Длина контрольно-измерительной базы 10 м.

От лазерной тележки 19 луч попадает в приемник 17 и управляет механизмом сдвига переднего конца измерительного троса 13 и механизмом подъема 14 одной из штанг. Механизм подъема штанги согласно команде управления поднимает или опускает конец измерительного троса 10, закрепленного на этой штанге. Второй конец измерительного троса, закрепленный на другой штанге, устанавливается по уровню в одной плоскости с первым по командам, поступающим от маятника 16. Оба троса 10 всегда находятся в горизонтальной плоскости. От датчиков высоты троса 8 команда управления поступает на гидроцилиндры подъема пути, а от датчика стрелы прогиба, установленного на тележке 12 — на гидроцилиндры сдвига пути.

Подъем и сдвиг пути происходят до тех пор, пока действуют команды управления. Контрольный маятник 9 измеряет положение пути по уровню в зоне выправки и передает соответствующий сигнал на контрольный прибор, установленный перед нижним лобовым стеклом кабины машиниста. Контрольный маятник 5 измеряет положение по уровню выправленного пути и передает сигналы на двухканальный самописец. Кроме этого, на самописец передаются сигналы от датчика стрелы прогиба, расположенного на тележке 3 и работающего от измерительного троса 2. Сигналы на сдвиг пути поступают от датчика стрелы прогиба, установленного на тележке 12 и работающего от основного измерительного троса 13. От этого же датчика сигналы поступают на стрелочный контрольный прибор.

Основное требование к выправочным устройствам — обеспечить выправку пути в продольном профиле, по уровню и в плане с заданной точностью и без снижения производительности и качества работ. Это общее требование включает в себя необходимость обеспечить работу выправочных устройств на всех типах верхнего строения пути, в прямых и кривых участках способами сглаживания неровностей или установки пути на заданные отметки.

Требования по точности выправки пути в продольном профиле по уровню и в плане, приведенные в главе I, — обобщенные к выправочным устройствам и уплотнительным рабочим органам машин. Существуют требования по точности отработки команд управления выправочными устройствами и требования по точности закрепления рельсошпальной решетки в выправленном положении. Требования по точности отработки команд выправочными устройствами всегда более жесткие. Например, требование по точности выправки пути по уровню ±2 мм, а по точности отработки команд устройствами выправки пути по уровню ±0,5 мм. Необходимость точного закрепления пути в выправленном положении накладывает специфическое требование к совместной работе выправочных устройств и уплотнительных рабочих органов: подъем и сдвиг путевой решетки должен быть до начала виброобжатия балласта под шпалами, т. е. происходить за время заглубления подбоек в балласт. При рыхлом щебеночном или асбестовом балласте на заглубление подбоек может затрачиваться 1 — 1,5 с, максимальная подъемка пути 50 — 60 мм. Поэтому быстродействие выправочных устройств должно отвечать этому требованию, т. е. продолжительность отработки команд на подъем и сдвиг пути выправочными устройствами должна быть не более 1 — 1,5 с. В действительности быстродействие выправочных устройств оценивается временем отработки команд 1,5 — 2 с и должно быть уменьшено. Особенно это необходимо сделать при переводе машин на оптимальные режимы работы.

Точность закрепления выправленного пути, и особенно его стабильность при проходе по нему колес задней ходовой тележки машины, должна быть такой, чтобы выполнялось требование поточности выправки пути. При недостаточном качестве уплотнения балласта осадки пути под колесами машин и их неравномерность не позволяют выполнить требования по точности выправки. В этом проявляется неразрывная связь выправочных и уплотнительных рабочих органов.

Чувствительность выправочных устройств оценивается смещением средней (основной) измерительной точки до появления сигнала управления. Смещение измерительной точки в обоих направлениях, при котором не появляется сигнал управления, называется зоной нечувствительности. Чувствительность выправочных устройств должна быть выше (смещение средней точки меньше), чем точность отработки команд, а зона нечувствительности должна находиться внутри зоны точности отработки. Чувствительность выправочных устройств можег определяться не только по средней измерительной точке, но и по передней и задней точкам измерительного устройства. В этом случае для трехточечного измерительного устройства чувствительность по передней и задней точкам будет соответственно Т3 раз и в Т3/(Т3 — 1) раз ниже по сравнению со средней точкой, т. е. смещение передней и задней точек до появления сигнала управления будет во столько же раз больше по сравнению со средней точкой. Здесь Т3 — геометрический коэффициент сглаживания трехточечного измерительного устройства (см. § 17).

Быстродействие выправочных устройств обычно увеличивается благодаря повышению скорости отработки команд управления, а это часто приводит к снижению точности отработки команд и к появлению автоколебаний. Чтобы исключить это вредное явление, выполняют «пропорциональное» регулирование: скорость отработки команд изменяют пропорционально отклонению исполнительного механизма от нулевого положения. Переменная скорость отработки команд реализуется следящими золотниками (сервовентилями), которые применяются в устройствах выправки пути в продольном профиле и в плане.

К выправочным устройствам предъявляются конструктивные требования, основные из них: механизированный и быстрый перевод измерительных устройств и исполнительных механизмов из рабочего в транспортное положение и обратно; надежное закрепление выправочных устройств в транспортном положении, вписываемость их в габарит подвижного состава; быстрый пуск в работу и простота настройки измерительных устройств; высокая надежность выправочных устройств, обеспечивающая их безотказную работу в «окно».