Машины для шлифовки рельсов и стрелочных
переводов (устройство, принцип действия)
Машины предназначены для формирования поперечного и продольного профиля, снижения «волнообразного» износа рельсов и съема металла головки с поверхностными дефектами, для продления срока службы рельсов и восстановления первоначальных условий взаимодействия колеса подвижного состава с рельсами. Для шлифования рельсов в пути применяются три способа: торцевое шлифование рельсов вращающимися абразивными кругами; непрерывное строгание рельсов в пути с последующим виброшлифованием, скользящее шлифование.
Первый способ более производителен и позволяет получить выпуклый «ремонтный профиль» головки рельса, второму способу отдается предпочтение – это рельсошлифовальные поезда РШП-48, RR-16 и др. Третий способ используется ограниченно в некоторых странах.
Профильное шлифование головки рельсов в пути достигается абразивной обработкой вращающимися кругами (рис. 8.39) по методу «следа» торцом круга. Абразивный круг 1 вращается вокруг оси OY и снимает с рельса полоску металла 2 шириной B при продольной подаче механизма вдоль рельса. Группа кругов обрабатывает головку рельса по многоугольнику. Профильное рельсошлифование позволяет продлить ресурс рельсов с уменьшением их потребности около 30 км/год на один шлифовальный поезд. Это достигается за счет: съема металла с поверхности рельса, имеющего дефекты с начальной стадией зарождения; уменьшения вибрации и износа деталей тележек подвижного состава; экономии энергии на тягу поездов.
Процесс разрушения, как следствие контактно-усталостных повреждений головки, имеет начальную стадию – зарождение в области головки совокупности продольных микротрещин под действием напряжений от колес и напряжений наклепа. Появляются выщербины и осповидное отслаивание металла. После шлифования образуется новая форма головки, которая зависит от величины вертикального и бокового износа и плана линии.
Фирма «SPENO» (Швейцария) поставила в Россию поезда моделей URR-48 и URR-112/B, которые работают самоходом при челночном движении. Изготавливаются поезда РШП-48 совместного производства.
Рельсошлифовальный поезд РШП-48 состоит из тягового модуля УТМ-2М и трех вагонов (модели С2, С1, B). В хвостовом вагоне (модель B) установлен пульт управления поезда, пульт управления рельсошлифовальными тележками и компьютер измерительной системы, расположенной под вагоном вместе с двумя рабочими тележками. Одна из тележек имеет 8 шлифовальных кругов с приводной мощностью 15 кВт и предельными углами наклона 0-70°. Вторая тележка, расположенная ближе к центру поезда, имеет предельные углы наклона ±20° и предназначена (как и под вагонами модели С1 и С2) для шлифования поверхности катания рельсов. Рельсошлифовальная тележка, расположенная ближе к тяговому модулю УТМ-2М, предназначена для обработки внутренней или наружной выкружки головок рельсов.
Рельсошлифовальные тележки обеспечивают нормальных режим работы при разнице высоты абразивных кругов за счет их износа около 30 мм. При наличии препятствий (переезды, мосты, стрелочные переводы) тележки устанавливаются в положение «переезд». Все режимы работы и контроль за измерительной тележкой обеспечиваются из кабины модуля УТМ-2М, куда сведены системы управления поездом, контролируется скорость, наклон и ток нагрузки при прижатии абразивных кругов к головкам рельсов. Из вагона модели B оператор, оценивая данные, компьютера по формированию профиля рельсов, управляет всем комплексом во всех режимах работы.
Рельсошлифовальный поезд URR-112/B состоит из десяти вагонов (рис. 8.40), разделенных на секции А и Б по пять вагонов. Под вагонами № 1-4 и 7-10 установлены рельсошлифовальные тележки, вагоны № 4-1 и 7 являются самоходными, в вагонах № 5 и 6 размещены дизели фирмы «Deutz» (четыре, мощностью по 593 кВт). Общая длина поезда составляет 180 м, общее число рабочих головок для шлифовки рельсов 112. Рельсошлифовальные тележки установлены друг за другом в продольном направлении рельса. Шлифовальные круги имеют разные угла наклона к поверхности головки рельса. Прижимное усилие каждого рельсошлифовального шпинделя к рельсу регулируется с пульта управления поезда.
Рельсошлифовальная тележка (рис. 8.41) имеет люльку 1, на которой установлены два блока шлифовальных шпинделей с приводными электродвигателями 3 и силовыми цилиндрами управления 7 и четырех (на каждый шпиндель) цилиндров наклона 5. Поворот шпинделей осуществляется вокруг шарниров 8. Шарниры, люлька, шпиндели и направляющие ролики 11 смонтированы на раме 1. Имеются гидроцилиндры 9, 10 и тяга жесткости 4. Шпиндель состоит из электродвигателя 3, на нижнем конце которого в цанговом патроне закреплен абразивный круг 6.
После остановки рельсошлифовального поезда на участке пути, подлежащем шлифованию, рельсошлифовальные тележки опускаются на ролики 11 с помощью гидроцилиндров 10. С пульта управления задаются углы наклона шлифовальных кругов 6, шпиндели поворачиваются цилиндрами 5 вокруг шарниров 8. Производится пробный проход нескольких метров пути при контроле углов наклона по компьютеру. Люлька 1 гидроцилиндрами 9 устанавливается в положение «переезд» и поезд движется по участку шлифования рельсов в измерительном режиме, затем возвращается к исходному пикету пути. Шлифовальные блоки опускаются на рельсы, и производится шлифование. Прижатие кругов к рельсам осуществляется цилиндрами управления 7. После распечатки профиля рельсов задается количество проходов поезда для формирования ремонтного профиля и уменьшения волнообразных неровностей. По окончании работ гидроцилиндрами 9 и 10 тележки поднимаются в транспортное положение и устанавливаются на запоры.
Рельсошлифовальный поезд URR-48 – это фактически одна из двух секций поезда URR-112/B, концевой вагон которой оборудован пультом управления и системой контроля для челночного движения при шлифовании рельсов. Технические характеристики рельсошлифовальных поездов, эксплуатирующихся в России, приведены в табл. 8.6.
Профилактическое шлифование рельсов назначается на скоростных линиях при глубине волнообразных износов 0,7 мм; 0,5 мм; 0,3 мм (база измерения 1 м) при максимальных скоростях движения пассажирских поездов, соответственно: 140, 160 и 200 км/ч.
Машина для шлифования стрелочных переводов модели RR16PDR-1 имеет 16 шлифовальных кругов, сгруппированных по четыре на каждую рельсовую нить. Она оборудована: шлангами для подачи воды под давлением при мойке стрелок и пересечений после шлифования; металлическими щетками для очистки устройств с внешней стороны рельса; искрозащитными устройствами; аварийным электровыключателем; патрубками для разбрызгивания воды во время работы.
Задняя кабина управления оборудована всеми теми же устройствами, как и передняя. Имеется устройство для смазки стрелок и пересечений после шлифовки. Шлифовальные блоки для обработки выкружки головки рельса, по две на каждую рельсовую нить, оснащены шлифовальными кругами и расположены под углом 5° по отношению друг к другу. Регулировка угла наклона шлифовальных кругов производится дистанционно в пределах от – 20° до 70°. Специальные круги Æ130 мм позволяют обрабатывать головки рельса на всей поверхности стрелочного перевода, в том числе и в зоне контррельса. Углы наклона шлифовальных кругов программируются заранее, после чего управляются и контролируются компьютером.
Таблица 8.6
Технические характеристики рельсошлифовальных поездов
| Параметр | URR-112/B | URR-48 | РШП-48 |
| Длина поезда, м | 180,3 | ||
| Ширина, м | 3,11 | 3,1 | 3,1 |
| Высота, м | 4,0 | 4,0 | 4,02 |
| Масса, т | |||
| Производительность по массе снимаемого металла, не менее, кг/с | 0,13 | 0,066 | 0,066 |
| Рабочая скорость при шлифовании на уклоне до 0,030, км/ч | 4…6 | 4…6 | 4…6 |
| Мощность энергетических установок, кВт | |||
| Скорость движения, км/ч: в транспортном режиме самоходом в измерительном режиме в рабочем режиме | 4-8 | 4-8 | 4-8 |
| Тяговое усилие, тс | - | - | |
| Минимальный радиус проходимых кривых, м: при проезде при шлифовании | |||
| Число шлифовальных шпинделей, шт. | |||
| Мощность привода шпинделей, кВт | |||
| Съем металла за проход (при твердости HB 480) | 0,1-0,25 | 0,1-0,25 | 0,1-0,25 |
| Отклонение от проектного, ремонтного профиля не более, мм: на поверхности осевой линии на боковой (рабочей выкружке) | 0,1 0,15 | 0,1 0,15 | 0,1 0,15 |