[04-2010] Современные и перспективные конструкции хоппер-дозаторов

[Admin]

Современные и перспективные конструкции хоппер-дозаторов

В.П. СЫЧЕВ

Анализ данных эксплуатации первой серийной партии хоппердозаторов с прерывистой выгрузкой ВПМ 770, направленных на дороги ОАО «РЖД» в 2002 — 2003 гг., позволил выявить ряд технологических и конструкционных дефектов, например, неприлегание упоров дозатора в транспортном положении к упорам крышек, увеличение зазоров между крышкой и бункером разгрузочного устройства и между корпусами подшипников и рычагов, упирание нижних крышек цилиндров дозаторов в кронштейны стопор-фиксаторов и, как следствие, изгиб штоков рабочих цилиндров, утечка воздуха из тормозных цилиндров, прогиб крышек, их примерзание и т.д. При выпуске следующей партии хоппер-дозаторов эти и другие обнаруженные во время эксплуатации дефекты были устранены.

Однако специалисты продолжали отмечать недостатки этой модели, в частности, по сравнению с хоппер-дозаторами модели ЦНИИ ДВЗ М выгрузка смерзшегося балласта из ВПМ 770 невозможна, а скорость выгрузки «вертушки», составленной из хоппер-дозаторов ЦНИИ ДВЗ М выше, чем из хоппер-дозаторов ВПМ 770. Поэтому было решено совершенствовать и модернизировать разгрузочно-дозирующие механизмы хоппер-дозаторов ВПМ 770.

Хоппер-дозаторы ВПМ 770 Т позволяют несколько увеличить скорость выгрузки балласта, так как в них используется механизм с непрерывной схемой выгрузки, аналогичной механизму выгрузки хоппер-дозаторов ЦНИИ ДВЗ М и 55-76. По сравнению с хоппердозаторами поколения ЦНИИ технические и эксплуатационные характеристики ВПМ 770 Т улучшены за счет устранения выявленных при эксплуатации конструктивных недостатков эксплуатируемых на дорогах СНГ хоппер-дозаторов ЦНИИ ДВЗ М и 55-76. Изменена конструкция кузова и бункеров. Это позволило удлинить кузов на 360 мм и тем самым увеличить объем загрузки на 3,7 м3. Расширены проемы наружных разгрузочных люков до 350x2680 мм. Дозатор усилен, имеет в качестве каркаса сварную раму. Регулировка механизма дозатора упрощена. Диаметр валов механизма дозатора увеличен до 90 мм по сравнению с 78 мм у старых моделей хоппер-дозаторов, что практически исключило эффект скручивания валов. Низ дозатора в транспортном положении поднят и находится от уровня головки рельсов (УГВР) на расстоянии 310+10 мм, что позволяет использовать колесные пары после их ремонта (обточки). Введен регулируемый механизм ограничения засыпки в середину колеи.

У хоппер-дозатора ВПМ 770 с расширенными проемами разгрузочных люков сохранена функция прерывания выгрузки, не снижается эффективность использования при текущем содержании пути, однако, его рационально задейстзовать при ремонтах и реконструкции пути, так как скорость полной разгрузки хоппер-дозатора существенно увеличивается пс сравнению с другими моделями. Если в ЦНИИ ДВЗ М проем разгрузочных люков составляет 330 мм, ВПМ 770 — 300 мм, 55-76 и ВПМ 770 Т — 350 мм, то в новом исполнении ВПМ 770 проем увеличен до 440 мм. Несмотря на кажущуюся простоту решения проблемы, конструктивно увеличить ширину проема всех четырех разгрузочных люков оказалось непросто и потребовало оригинального подхода, который позволил получить патент на изобретение.

Хребтовая балка выполняется из П-образного профиля или из жестко связанных двух Z-образных профилей. Часть крышки каждого внутреннего разгрузочного люка в открытом положении размещается между вертикальными стенками хребтовой балки (рис. 1). При этом в нижнем закрытом положении она установлена под углом 3 — 5' к вертикали.

По сравнению с первыми выпусками хоппер-дозаторов ВПМ 770 у этой модели частично переработан бункер (конструкция осталась той же; изменены размеры) и крышки. Высота дозатора от уровня головки рельсов теперь составляет 340 мм, тогда как раньше этот размер был 400 мм. Сравнительные испытания времени полной разгрузки одного и того же объема щебня хоппер-дозатором ВПМ 770 (с расширенными проемами люков), хоппер-дозаторов ЦНИИ ДВЗ М и 55-76 подтвердили, что время полной выгрузки первого с учетом подготовительных работ на несколько минут меньше чем двух последних. Кроме того, подобное конструктивное решение позволило частично решить проблему выгрузки смерзшегося балласта. С 2008 г. все ВПМ 770 с прерывистой выгрузкой выпускают с расширенными люками.

Экспортный вариант хоппердозатора ВПМ 770 (под колею меньше 1520 мм) не потребовал принципиальной реконструкции. Были изменены размеры дозатора, размещение навесного оборудования, а также бункера и некоторых других узлов вагона. Разрабатывались два варианта: под колею 1067 мм для Сахалинской дороги и экспортный вариант под европейский стандарт — колею 1435 мм.

При переоборудовании хоппер-дозатора ВПМ 770 для Сахалинской дороги возникла проблема: перестановка тележек колеи 1520 мм на тележки колеи 1067 мм снижает расстояние от низа дозатора до пятника на 148 мм (УВГР). Поэтому отметка «+15» по шкале типового хоппер-дозатора (колея 1520 мм) соответствовала отметке «0» хоппер-дозатора в исполнении для Сахалина (колея 1067 мм). Для предотвращения опускания дозатора ниже нулевой отметки ограничительную планку приваривали под гайку на отметке «0» шкалы хоппер-дозатора исполнения для Сахалина. Была изготовлена и поставлена на Сахалин партия хоппер-дозаторов ВПМ 770 исполнения С.

Экспортный вариант хоппердозатора ВПМ 770 (ВПМ 770 исполнение Е) кроме переоборудования под колею 1435 мм предусматривал ряд изменений, позволяющих применять эти вагоны на железных дорогах многих стран Азии, Африки и Европы.

Организован серийный выпуск всех перечисленных выше исполнений хоппер-дозатора ВПМ 770, который зависит от поступающих заказов, в том числе и зарубежных.

В результате модернизации разгрузочно-дозирующего механизма хоппер-дозаторов ВПМ 770 должна упроститься его конструкция с сохранением функции прерывания выгрузки, обеспечиваться точечная выгрузка балласта, а также повыситься эффективность текущего содержания пути.

Рассматривалось несколько вариантов изменения конструкции разгрузочно-дозирующего механизма хоппер-дозатора.

Первый вариант заключается в том, что силовые цилиндры механизма привода крепятся одним концом к раме, а вторым шарнирно соединяются с соответствующими крышками разгрузочных люков, как показано на рис. 2.

Каждый разгрузочный люк бункера 10 выполнен с крышкой 6, закрепленной при помощи осей 8 на бункере и шарнирно соединенной при помощи тяг 7 и дополнительных рычагов 5 с приводным валом 4. При этом одни концы рычагов 5 прикреплены к валу 4, а вторые при помощи тяг 7 соединены с крышкой 6. На штоке пневмоцилидра 2 закреплен рычаг 9, соединенный с консольной частью приводного вала 4, закрепленного на раме 3.

При выгрузке шток каждого пневмоцилиндра 2 выдвигается и поворачивает рычаг 9 с валом 4 и рычагами 5 против часовой стрелки. Рычаги 5, воздействуя на тяги 7, поворачивают крышку 6 разгрузочного люка относительно осей 8 по часовой стрелке.

Для приостановления выгрузки шток пневмоцилиндра 2 вдвигается в его корпус, поворачивая в исходное положение рычаг 9 с валом 4 и рычагами 5. Крышка 6, рассекая кромкой обечайки поток сыпучего груза, поворачивается вокруг осей 8 и перекрывает отверстие разгрузочного люка.

Для дальнейшего упрощения механизма разгрузки хоппер-дозатора крышку разгрузочного люка предлагается выполнить в виде цилиндра с отверстием (рис. 3). Цилиндр крепится на оси внутри бункера и соединен с приводом, поворачивающим цилиндр вокруг оси.

Каждая крышка представляет собой цилиндр 4, жестко закрепленный на соответствующей горизонтальной оси 5, к которой жестко прикреплен шток пневмоцилиндра. Ось расположена внутри цилиндра и закреплена на бункере 1 или на раме вагона. Цилиндр выполнен с разгрузочным отверстием, с обеих сторон которого расположены обечайки, в соответствующем положении цилиндра перекрывающие отверстие разгрузочного люка.

При подаче сжатого воздуха в соответствующую полость пневмоцилиндра его шток выдвигается и поворачивает ось 5, цилиндр 4 также поворачивается. При этом разгрузочное отверстие цилиндра располагается под отверстием разгрузочного люка, и сыпучий груз из люка высыпается через отверстие цилиндра в соответствующую зону выгрузки. После этого сжатый воздух подается в другую полость пневмоцилиндра, шток пневмоцилиндра втягивается, поворачивая ось 5. Цилиндр также поворачивается, при этом его обечайка перекрывает отверстие разгрузочного люка, и выгрузка из вагона прекращается.

Более перспективной и наиболее простой конструкцией разгрузочного механизма хоппер-дозатора представляется конструкция, проработанная в проекте 780.00.000 (условное название модели хоппер-дозатора ВПМ 780). Хоппер-дозатор ВПМ 780 имеет два разгрузочных люка, перекрываемые крышками, которые совмещены с надрельсовыми балками дозатора (рис. 4). Этот хоппер-дозатор предназначен для ремонтов и реконструкции пути, хотя функция прерывания выгрузки в нем сохраняется. Стоимость изготовления хоппер-дозаторов ВПМ 780 по сравнению с другими вагонами существенно меньше, а сама конструкция проще в эксплуатации.

Повышение эффективности текущего содержания пути и обеспечения точечной выгрузки балласта достигается за счет некоторых конструктивных особенностей разгрузочно-дозирующего механизма. Для повышения устойчивости дозатор в рабочем положении опирают на катки, а на дозатор устанавливают навесное оборудование, например щетки и плужки, что при использовании хоппер-дозатора совместно с выправочно-подбивочными машинами позволяет дозировать выгрузку балласта в места обнаружения локальных неровностей с последующей после подбивки очисткой шпал от его излишков. При этом привод навесного оборудования совмещен с приводом дозатора.

Была поставлена и конструктивно решена задача автоматического подъема навесного оборудования одновременно с подъемом дозатора.

Для обеспечения направленной выгрузки балласта предлагается крышку хоппердозатора ВПМ 770 расположить по отношению к проему разгрузочного люка выпуклой стороной вверх. В этом случае при ее повороте в одну из сторон боковая грань крышки становится продолжением плоскости стенки бункера, направляя поток балласта. Располагая проем разгрузочного люка над рельсом, регулируем выгрузку наружу или внутрь колеи, при этом не требуются защитные экраны, препятствующие попаданию балласта на рельс. Общий вид механизма открытия и закрытия крышек с регулируемым направлением потока груза показан на рис. 5.

Направляя силу к концу рычага вала 7, открываем крышку 3 или в сторону колеи (выгрузка на сторону колеи), или наружу вагона (выгрузка внутрь колеи). Приводом крышек может служить пневмоцилиндр, однако возможно открытие крышек вручную. При управлении приводом крышек вручную для предотвращения самопроизвольного открытия крышек устанавливают блокирующий механизм. При повороте крышки в сторону колеи проем разгрузочного люка открывается, наружная боковая грань крышки 5 становится продолжением внутренней стенки бункера 2 таким образом, что обеспечивает выгрузку балласта наружу колеи, при этом рельс не засыпается. При повороте крышки наружу вагона проем разгрузочного люка открывается, внутренняя поверхность крышки 5 становится продолжением плоскости наружной стенки бункера 2 таким образом, что обеспечивает выгрузку внутрь колеи.

Выводы

В настоящее время серийно производятся хоппер-дозаторы ВПМ 770 в следующих исполнениях:

с расширенными до 440 мм проемами разгрузочных люков и с сохранением функции прерывания выгрузки (модель ВПМ 770);

с непрерывной схемой выгрузки (модель ВПМ 770 исполнение Т);

экспортные варианты под ширину колеи 1435 мм (модели ВПМ 770 и ВПМ 770 исполнение Т).

Разработаны перспективные модели хоппер-дозаторов (модель ВПМ 780) и разгрузочнодозирующих механизмов, упрощенная конструкция которых предполагает удешевление вагона.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin