автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Обоснование и разработка конструкции механизма для сборки рельсошпальной решетки железнодорожного пути

09 Ь и

шисшрсхао суш сооббш ссср

московский орша и ош.':1а трудового красного

аНА'йНИ институт шшзцод леезкодогошою трлисаот иаш ф.з.дйжжско^

На ц;>;.-«лх рукописи

ШЗОй Алексой ьида&жг;.

^.631.81:625,14^.21 (013.3)

оеосжшадиз ¡1 рдзрглш .конструкции «¿¡хашша да

СБОРКИ КШХЗД'ЛЫХШ ШШЙ ВДЕЭДДОКШИГО нуги G5.C2.Q2 - иаввшогидсвдв к дэтаяа .».«агая

а э Т О р 5 Ф е Р а X дяосартацан на соисвднзв учэной стоцзнд кавдидата тэхшгаесгеа наук

- *

..исква - 1990

Работа вшголнена в ¡¿ооновской ордена Данина и ордена Трудового Красного. Знгшэш институте ^¡хокеров кзлезнодорохного трале-порта имени Ф.Э.Азералнского.

Идущий руководитель - доглор твхличаокзс наук,' профессор

№п8ТилыйШ)1) Владтшр ¿лексоешч.

0$нцшцд.кне оппоненты - доктор тзхшжзских каук, профессор

(Ласлов Георгий Сергеошд, ааздвдат технических наук, додан? Сояоионов Секйи Андреевич

Идущее предпраятиэ - Всесовзюй наушю-мследо^твльский институт келознодорозного транспорта (ВШШ)

Защита диссертация состоится " ¿¿¿¿/¿^^ 1990 в

часов на заседании Специализированного совета К £14.05,1. в. Московском о|дена Ленина и ордена. Трудового Красного Зна&зна институте инженеров аалезнодорохного транспорта т. Дзержинском по адресу: 101475, ГСП, г. Иасква, А.-55, ул, Образцова, Х5, ауд. 2103.

С диссертацией модно ознакомиться в библиотеке института.

Отзыв на автореферат,- заваренный печатью, просил направлять во адресу совета института.

Автореферат разослан " 1990 г.

Учёный секретарь Специализированного совета

Подзей В.А.

[beksc'i - 3 -

<ZU

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА PAEOIli

,ел Работа посвящена обоснованию я разработке ксшстиухции иехт-гацмй

—«тага для сборки рзльссзпзяьной рессгка аэлезнодорожного пути.

Аятуз.тьнзсть теуц. Осномпти направлением в развитии нелезно-дорозиогг> транспорта яздаотся ¿.'змичвние пропускной и провозной • способности келс-сних дорог, "/л зтого осуцэстзлячгся двльнейпев техшгсзскоэ перзЕоорузСгИЗ гссгс? транспорта, соверзенстоованкв ого ?вхрич«ск:гс срздсгв п о той чйсей дальнеГ'^зз развитие средств пу-говоЯ г-о;сзЯ!!сац::м. Урозокь при -текуцеч ссдерчакни пу-

ти ка з к с п яу а тру е¡¿х линиях ко прэяызает d настоящее время 40 %. Неад/ тем, иопрерызкий рост грузонапряженности магистралей и уве-лччыггв смростей дзияокия пэвчдоз требуют улучззиия качества яо-лйзнодорог^ого пут;*, ¡; сгедокля 1глш;:г/му вреиеня на его ремонт.

Погькзнал уроаня цэханизацп:! путевих работ, особенно при текучем содержании пути, цостигазтся за счет mrpoitoro внедрения разнообразное эффективных приборов if иахпмзнав. Согхасна дантг? БНЙИЗТа, протяженность глазяьгс гспознсдорс^гшс путей с достнльким еярзплеиием, э настопдсо вренл составляет около 150 тыс. км, тго примерно составляет 75 % от сЗчей протяженности яелеэнше дорог страта, поэтому объём работ по сборке рельсоспалькых репеток яа-лезнодоро:аого пути в условиях путззьгх иаииннмх станций (ПМС), а, такзе при текущее, подъёмочнсы и других видах ремонта пути значитало!!.

Сборку звеньев путевой ренета« с деревянными шпалами и кос1? тылькши скреплениями на базах ПМС выполняет в настоящее время, в основном, с пр.теонэниеи элехтропновматичэсхих костылезабивщиков. Потребность народного хозяйства страна в этих ¡шетруыентах более чем а 2,5 раза превышает возможности промыаленности по их выпуску.

В настоящее время для забивки костылей в опалу применяется

эяоктропиевматичзский когтиясаабйз^мк ЭЯК-3, шпускаемкЯ Калужским заводом транспортного машйбогроаная в«. Э.Тельмана. Данный костылезабивщик не еоозветстаув» утверг-дснида санитарки.! нормам и правилам при работе с кшвнизкеми, т.к. имеет ненорхфусмыо массу и вибрации, передаваема.} чзрео рукоятки На оператора. По этой причине время работы операторов с ксслчигезабксадкс!! Э1Ж-3 ограничивается санитарными иормп^.г, что суцйственно уыаньшаст производительность труда. Отсюда следует, что создание костылезабивщика с уменьшенной массой и пониженным уроьнем ии1уг,де::иц:< вибраций, передаваемый на оператора, а Яиккь с уьоличоннои силой удара бойка нзяяется ссаьыа актуальной и сло.тлзй ик^энориэй задачей. . .

Дель настоящей раба»» закличастоя с разработке инланерной молодики расчёта и создании нового легкого и йибробеэопасного костылезабивщика.

' Научная нэвияна рлботп!

установлена рацко.накьние параметры к реаим работы механизма костылезабивщика для сборки рзльоовпальной решотки, обеспечивающие лучшие комфортность и безопасность работы оператора}

" - установлены динааичзскио параметра системы поршень-бозй и иосяедовано их влияние на онгргию удара и производительность костылезабивщика}

- исследованы кинеыаэиКА и динамика оуществуодего оборудования для сборки рельсостальных реазток железнодорожного пути и обоснованы основные направления его модернизации,*

- предложена новая конструкция костылеэабиБщкка и обоснована её технико-экономическая эффективность;

- теоретически и экспериментально исследована новая конструкция костылезабивщика, принятая заводом к сернйноцу изготовлению.

Методы исследования. Рапгнт поставленной задачи проводилось на основе исследования дянакккк с применением уравнений * Дагранжа П рода. Экспериментальном исследования проводились с применением современной гг.таерктвжьно-регигтрирувдей аппаратуры.

Практическая ценность работы. В диссертация:

- приведены результаты исследования существующего оборудоза-ния для сборки рольсоспальноЯ рзивткя желззнодсрс-яного пути;

- обоснована теоретическая модель для исследования кинемати-чгеялх и динамических параметров механизма костылезабивщика;

- разработана методика расчёта ызяанизма костылезабивщика с заданной показателями качества;

приведены результаты натурных экспериментов различных поиструхциП косгаггеэабивщтао.!;

- выбраны основные параметры нового костылезабивщика;

- создан новый вибробезопасный механизм для сборки рельсо-¿пальной репетки железнодорожного пути, меньпей массы, с повышенной энергией удяра, рззко повщаюзей производительность труда;

- решена задача .по уравновешиванию механизма нового костылезабивщика. •

Реализация разработки. Новый костылезабивщик, созданниЯпо результатам выполненных исследований и расчётов, принят к сврий-' ному производству на Калужском заводе транспортного машиностроения км. Э.Тегьмана. Годовой экономический эффект от применения нового изделия составит более 500 тыс. рублей. В настоящее время новые костылезабивщики эксплуатируются в виде опытной партии на ряде ПМС страны.

Апробация работы. По теме диссертации автором сделаны доклады на У1 научно-технической конференции молодых учёных и аспирантов (ШИТ, 25 марта 198о г., г. Москва), на Всесоюзном семинаре г.о уравновешиванию малин и приборов (18 мая 1989 г., г. Маек-

- б -

ва), ш Всесоюзной научно-технической конференции "Сосреыешш

матоди и средства уравкоасскгаюя иааш и приборов" (22 июня 1989 г., г. Воронеж), на асосдашш кафздру "Теория иохатзиаа и мазин" (ЮТ, 1989 г.).

Публикации. По тема диссертации спублнковаио чзткрз работ. Объём работц. ^Диссертационная рабсга сектой? из Е2гда:;кл£ шести глаз,.гапяочення, списка непадгзэкемных источников и приложений. Состоит кз 207 стреикц мсАякалйснэго «ахс.-а, 64 ра-суккоа, 43 таблиц и 85 тнысног&киЗ кепоаьзозйнги« ис»-очг1нко2.

СОДЕНШЖ РАБОТЫ"

Введенае посакцано актуальности ввЗранной теги кеелудозашзя. В первой главе рассмотрена состояние оопросз исследования и задачи исследования. Одной из 2а®!015ших проблем для путеоого хозяйства в настоящее вроия является сборка рольсошпальной рсаетки железнодорожного пути, а такке работа по дойипке костылей в пуги-Особанности производства работ а половых условиях (иалая продолжительность "окон", ограниченность мощности источника энергии, санитарные нормы к т.п.) обусловливаю? следующие производственно -технологические требования к костнлеэабивцккам:

- время забивки костиля - но болей 3 с;

- масса инструмента - не более.18 кг;

- энергия удара - 25 - 40 Дк;

- мощность двигателя - 0,8 - 1,2 кВт;

■ '4 - уровень вибрации, удовлетворяющий ГОСТу 17770-86*

- уровень шума, удовлетворяющий ГОСТу 12.2.030-83;

- простота.обслуживания и ремонта;

- удобство транспортировки;

- надежность и безопасность при выполнении работ;

I - V -

- экономичноетъ производства.

Анализ иаэестних способов и имеющихся конструкция и оборудования для сборки рэльсоспальнсЧ р^тзткн и ¿сЗнвкз костылзя а пути пехязлл, что б отечественной практика нет пока оборудования, удозлетпор.тогззго п лолисЛ изро производственно-'.- -снологическкч • требованиям, Суц^отгу^р; э у нее к за руболссм э лсктропнввматачсскив ис-лстки кизюг рассу, ирег'ягавщую 13 кг, пмивэняь'э эибрзцио и • УрОЗОНЬ ИуМЯ.

Анализ работ по дчнаь'т.со пневматических молотков (Б.В.Судниа-никоо, П.М./лабуг.ав, 0.Д.Алныоа, Е.В.Гсрр, Г.В.КреПнин ¡1 др.) и рлектропнзвкзтпчзского тютрук5!;гг. (И.К.Еухогский, Б.Г.Гольдптойн,

В.Л.ПЬруан, НЛ.?.Яагуоэ, С. 11.Алексеев, Д.М.Казаков, Н.Н.Колотилоз,

>

Н.Л.Кг.рг.оэ и др.) [^¡елнлжих; а Томском политохнъч^скс:: института; ЕНЖСШ, ИЮГхГв и других организациях показал, что указанные вы-еэ исследования относятся я .мг;хян:;з:'л!% параметры :». условия раь боты которых оуцсстпскко отдкчзптс.ч от аналогичных. характеристик нгхлшзмоп, пркмгнязюк для сборки рельсоппальноЯ разотки. Теоретический осиосы исследования динамики и оптимизации параметров мзханизиов костилвзабигтккоч по ^ескольккм критериям качества, а токзз конограимы ',! спрайочч:;а т?.3лкцц дли выбора параметров разработаны з !.(ИИТо Г. ¡¿.Кравченко.

Пр-?в5да;«шй з диссертации анализ исследований позволил обос-коаать ряд допущений, принятых з настоящей работа, а такие выбор расчётной модели.

С цель» разработки новых, более"совершенных костылезабивщиков, автором исследована динамика, разработаны методы выбора параметров механизмов с повьтвенной энергией удара и улучшенными динамическими показателями. Разработана конструкция и технология изготовления', обеспечивающие высокое качество изделия.

Во второй главе изложены основы динамики костылезабивщика (Ркс. I), состоящего яз: мотор-редуктора, центрального кривошип-яо-волзуккого механизма и ударного устройства. С помощью редуктора частота вр&дешм ротора электродвигателя понижается до ЕЬ.'бран-ной частоты вращения кривошипа, далза это вредательное двшсвшэ преобразуется в во.зЕратно-посгупателиюа движение поршня, который через воздушную подушу взаимодействует с бойком, приводя его в возвратно-поступательное движение. Боек ударяет ло ударняяу, передавая ему часть своей кинетической энергии, которая используется для забивки костыля в шпалу.

Для исследования динамики механизма костылезабивщика можно принять в качестве расчётной схемы одномассовую модель, состоящую из одного вращающегося звена I (кривошипа). Уравнение движения_ звена приведения можно записать в форме уравнения Лагранка П рода

* \3%/ м« > (I)

т- 7 о>

где / - ~~2— - кинетическая знергил звена приведения; 7/ - уг-

г-г V

ловая координата; СО/ - его угловая скорость; У - момент инерции звена приведения; М^, МЩ - приведенные моменты сил с о противления и движущих сил. г у2

А/ «Р '

где У, - момент инерции кривошипа относительно его оси враще-ншз; -у . ~ момен,г инерции редуктора й ротора электродвигателя, приведенный я кривошипу; ^ - моиент инерции шатуна огносителл ко оси, проходящей через центр его массы; - угловаа скорос:

шатуна; ^ - скорость центра масс поршня.

Шатун заменен расчетной моделью, его масса сосредоточена в . шарнирах А и В ( и- П7га ) \ а момент инерции

э

1-кривошдп, данной массой /77,; ¿-шатун, длиной Сг мае со 3 ; 3-порпонь, диаметром Я), массой /77л; 4-йоек, диаметром Ы , массой /77^; 5-ударнал.

Рис. I

гда ¿Г/ и ¿2 - лоордйьагь* цгптра ипсс шатуна.

Так как в приводя костклвзабиви^ка использован есшсхрошгыЯ дг.Игатель, то характеристика даиготэля принята жккайяой в соотвот ствии с равенством

, (3)

гдэ и)7 - угловат скорость ротоуз элякгродпигйтеля; А и В-пос-тоянныо коэффициенты.

Приведенный к валу кривошипа покоит сап сопротлвлекня определяется силами давления воздуха на поршень

гд. у! . % . Ч'У ""

После преобразований, уравнение движения (I).принимает вид: уУф + М1- ■■ = и V _ «Г (5)

Сила давления воздуха на поршень, вход/сцая в выражение (4) может быть определена после решения уравнения движения бойка

т4-а, =-Ц-м.4 У <и

В равенствах (6), (7) обозначено: - ускоренна бойка; сила давления, приложенная к бойку; Р - избыточное давление в рабочей камере на единицу площади.

При составлении уравнения движения бойка приняты допущения:

- утечки воздуха из рабочей камеры отсутствуют;

- трение в кинематических парах не учитывается; "-' показатель политропы воздуха постоянен.

В соответствии с этими допущениями избыточное давление в капера будет равно , „

гд-э - начальный объем рабочей :;ямеры; V - текущий объем рабочая каморы; П = 1,32 - покп^отсл!» политропа воздуха. У = где Ня - начальная длина рабочей ясмеры (Ссяк и перпень в них-

НГМ пояовэнт). V » [н % -Хз), Н * Но-X*,

где Х3- переио-;"м:г» г о рант; - пгр'мс^енн'э бойка.

После преобразований получим: • .

^ _ -лг</* Г/ . ,Х )~1 Л-о ' (8)

х4 - 4тл Ц1 Но н„с!"/ М «>

Уравнение (5) ;-,з1Э.ен:1.я эаеиа приведения к уравнение (8)дви-язная бойка когут йягь р^гны только сов»гсям> о учатои выражения (9). Посла решения уравнений г- ЭВМ было аыотлено, что возможны три ргжгна дэнления бойка а зззгсииости от сочетания параметров:

- дшогмлго бойка наустанов.чвоеоск -п точгшгв ссзго зре«внн работы нзхгнизка, воз^скны соударения бойка с порегнен;

- д-зкпзкиа бойка, приближающееся к устэмовнгяемуся, но при этом энергия удара непостоянна, при небольеас отклонениях пара-мзгроз механизма воэмоанн соударения бойка с горен«*;

- дэи^зниэ йо.Чкя устаноангзогся, эивргил удара постожная: п4. один оборот кряаояипа происходит один удар бойка об ударник.

Опят эксплуатации электропнезматнческнх мояоткоэ показывает-, что паран-зтри механизма целесообразно Ьибирать такин образом, чтобы обеспечивался третий режим работы.

В третьей глав«э приведены результаты экспериментального исследования костылезабивщика ЭПК-3. Основными характеристиками работы костылезабивщика, требующими экспериментального подтверждения.

-

являются давление.в рабочей какэро и энгргпя удара костылезабивщика.

В корпуса инструмента, для определения давления воздуха в рабочей камере, был сделан специальной паз и выведено рэзьбовоз отверегио для выхода воздуха из рабочая камеры чзрез итуцар на датчик давления мембранного типа. На него ко были наклеены чотырз тензодатчика сопротивления. Сигнал от датчика давления чорез твн-зодатчики сопротивления поступал на вибрсизмерятельнув аппаратуру и регистрировался осциллографом НП7/1. Для определения анергии удара, на костыле таето были использованы генэодатчики сопротивления. Сигнал от датчиков поступал ка ту ке вибро;;зы£р;ггояьнуи аппаратуру параллельно с сигналом от датчика давления и оба сигна ла фиксировались. Опыт показал наличие давления к разрешения в . рабочей камере костылезабивщика, причём разрежение значительно меньше давления; максимальные величины составили соответственно 0,45 Ш1а и 0,06МПа. При сравнении теоретических и экспериментальных результатов максимальное расхождение по пиковым нагрузкам сос товило менсо 23 %. Максимальное значение силы удара составило 450 Н. Сравнения показали, что между величинами ударной силы, полученными расчётом и экспериментом расхождение составляет не боло 10%.

Таким образом, эксперименты по определение давления в рсбо-чай камере и величины ударной силы костылезабивщика ЭПК-3 подтвер дили теоретические расчёты и правильность выбора расчетной модели

В четвертой гдаве дано обоснование выбора параметров нового механизма. Из конструктивных соображений на выбор параметров костылезабивщика Наложены ограничения, приведенные в таблице I.

Примем, что частота врацения кривошипа за один его оборот постоянна; это дает возможность уравнение (8), движения бойка,'и

Таблица Г

Интервалы изменения параметров

Наименование паранатра Обозначаю« Ед-.'ница - измерения Интервал изменения

Масса боЯ'са т. кг 0,?00-1,00 •

Начальная длина рабочая камеры Но • м 0,070-0,200

Диаметр нярхняго рабочего цилиндра (поршня) А м 0,050-0,120

Ди1матр нижняго рабочего цилиндра (бойка) а . м 0,040-0,080

Параметр кривезипно-ползуннэго механизма 0,200-0,400

'Ьстота вращения кривошипа- п "1 с"1 10 - 33,4

уравнение Со), двоения заена приведения решать отдельно.

Если ввести, прэдлозекныэ ВНЖСМ1, безразмерные коэффициенты,

з~>5йсядко о* паргнгтроз механизма: / /*■> '- / ^ . / - г а . V*-' — , = «>/ ' ~ //„V Н0с1Л ' 5 Н°

то ураг-ивниэ двизення бойка можно записать в безразмерной форме:

¿=~с/, (У^- <10>

ГДЭ . ^ \

X - безразмерное ускорение бойка; 2"3 - угол поворота кри-/ V

воиипа; п ' ~ безразмерный объём рабочей камеры.

Заметим, что правая часть уравнения (10) представляет собой безразмерную равнодействующую сил давления газов и сия тяжести, действующих на боах. В соответствии с данными таблицы I диапазоны изменения безразмерных коэффициентов уравнения движения, будут следующими:

¿ 0,014 - 8,92; ^ - 0,001 - 0,035;

0,СЗ - 5,14; ' Л** 0,0055 - 0,57.

На ЭВМ численно роиекы уравнения (10) и (II). Как показали исследования, <г15 иезкач".только влияет на результата ргазгия уравнения (10) (в пределах «£ 5 % изменекйл X ; X ; Я ), поэтому при расчёт;;«: было принято л ^ ~ О .

ГЬзизеодктояьность костылезабивщика «арактаризуатск зноршай одного удара к средней, пошлостью ударов бой«а.

Обоошез:« д- ¿г<;

К1 = , _ 112) •

где Кц1- бооразиорная скорость Сойка в момент удара; Л - чкого ударов б рассматриваемый интервал вроыоня.

Энергия одного удара определяется г.ырогениб:.;: - - И и)?

Суй -_Ле -1- . (13)

Обозначим У кл

у. -

где 7К - интервал иромсни, длл которого выполнен расчёт.

Мощность удароз бойка об ударник раина

Д/ - /.' гги (15)

По результатам раскётоз построена коиограпи зависимости коэффициента К е. от и (рис.2) и составлены соотватствущие таблицы. Из расчётов следует, что безразмерная энаргйг. удара и мощность удг.ров при заданном увеличиваются с увеличением <4-$ (в выбранном диапазоне исходных параметров).

При помоадо таблиц и номограммы кожно для обеспечения любой энергии удара подобрать параметры механизма, а также решать обратную задачу - при заданных параметрах механизма определить энергию удара. При использовании таблиц и номограммы при выборе параыет-

Plie. 2

ров .механизма возможно избегать •релскноз неустановившегося движения и соприкосновений бойка с лэршяеы.

Ира конструктивной проработке различных вариантов костылезабивщика И выборе его оптимальных п.-рамзгроа по таблицам и намо-грамме были выбрани насколько вариантов механизма> обеспечивающих энергию удара бойка по ударнику в пределах (28 - 57)

Для изготовления экспершзнтальньк образцов примяты три варианта параметров механизма.

Вариант № I получил наименование ЭКВК-4 (при последующих конструктивных проработках введено обозначение ЭКВК-4Ы), что обозначает электрический компрессионно-вакуумный костылезабивщик.

Вариант № 2 назван ЭКВК-5, а вариант № 3 - ЭКВК-5М. При испытаниях костылезабивщик ЭКЗК-4 забивал костыли за (2,5-3) с; ЭКВК-5 за (3,5-4,Ь)с; а ЭКЗк-5М за 1,5 с.

При испытаниях костылезабивщиков на. уровень вибрации воспринимаемой оператором, модели ЭКВН-4 и ЭКВК-5 соответствовали требованиям ГОСТ 17770-83, а уровень, вибрации костылезабивщика ЭКВК-5М превышал нор-у почти в два раза. Поэтому для дальнейших испытаний и анализа кинематических и динамических параызтррв был выбран кос-тылезабивдяк ЭКЗК-4.

С применением ЭВМ была исследована динамика механизма и найдены величины и)/ ; и)^ ; 6/ ; ££ и др. в функции от угла поворота кривошипа /!•

В костылезабивщике имеется ряд возмущающих сил, вызывающих вибродейсгБие инструмента на оператора. К шш откосятся удары «Зойка. об ударник; удары ударника о корпус при его отскоке от забиваемого костыля; сила отдачи, возникающая от давления в воздушной камере; неуравновешенные силы и пары сил.

Уменьшение динамического воздействия ударных сил на оператора

решено за счёт установки узла амортизатора.

При анализе неуравновешенных сил Ъ механизма костылезабивщика, выяснилось, что они созд-ют:

-'конструкт;»иную силовую неуравковвиеннссть коленчатого вала, которая характеризуется силой ;

- яонструитизнуи ыопэктную кеураЕНОэе1аэииссть коленчатого ва~. ла, которая т?еет место э связи с там, что ось сращения вала но язллзтея центральной главней ось» инерция;

- нэуразновешэнность части массы ;:зтуна , которая харак-тврмэуатся силой /7 ;

. - неуравновешенней момент от сил инерции врезающихся звеньев (ротора электродвигателя, зубчатых колес, коленчатого вала) в связи с »«равномерностью нх' вращения А/у/ ;

- нзуравновеаснниА иоиент от сил инерции шатуна Мцу£ ; .

- неуравновешенную силу, действующ» вдоль оси цилиндра от поступательно дпкяу:цихся масс ,

При помощи ЭВМ был произведён расчёт сил, приложенных к корпусу костылезабивщиков ЭКП-3• и ЭКВК-4М. На рис. 3 показано изменений неуравновешенного момента сил инерция вращакмцихся звеньев в зависимости от угла поворота кривошипа У^ . Изменение сил РЛ и Р} в зависимости от угла поворота кривошипа У, приведено на рис. 4.

При сравнении неуравновешенных моментов и сил, действующих на корпус, видно, что у костылезабивщика ЭПК-З силы, вызывающие, .вибраци» в 2,5 раза больше, чем у костылезабивщика ЭКВК-4М.

Отличительными особенностями нового костылезабивщика в сравнении с ЭПК-З являются:

-применение высокочастотного электропривода;

- использование цилиндрического двухступенчатого редуктора;

Изменение неуравновешенного момента Ич/

Изменение сил к ^

V?

Рис. 3 '' Ркс. 4

- нгллпчпе ьоподвикного цилиндра с вэдугцн:; поринсм и сзоОо,! движущимся ПОрЛНСУ-иСГ.КО»4.

Срцвнвмкс основных чсхккч&гкшс данных серийно выпуск&еиогч нового кость!пез£.б'.;вциков .приведено в таблица ?..

Для сравнения уровней пума и вибрация двух костылезабнь^д! били проведен:: соотеегствуодив испытания. Вибрационные харсктв{ ти::п, (Рис. 5)скятке при работе аостклесабивщиков на рукоятках, показывают, что уровень вибрации костылезабивщика ЭПК-3 превьш значения, регламентируемые ГОСТом 17770-86, г уровень вибрации костылезабивщика ЭКВК-41,! соответствует этим значениям. ШуыОЕыа рактеристики (Рис. б) костылезабивщика ЭЛК-З превышают значони) регламентируемые ГОСГоы Е2.2.030-82, а костылезабивщика ЭКВН-4! соотретствуют требуемым значениям.

В пятой главе анализируются возможности уравховелинания м< низма. В теории уравновешивания широко рассмотрены вопросы, св1 занные с уменьшением неуравновеаенных сил и моментов, возникаю:

Таблица 2 > •

Оснозныэ технические дангадо костылезабивщиков ЗР.К-З и ЗКВК-4М

Наименование парамэтра Един. НТО р. Тип коетилезябивщикл • 31Ш-3 ЗКВК-4М

Тип элскТрад^лгатэля Лсичхроинуй, мутиЯ,обдува ни я короткоэа'.м--гюго исполне-

Номинальная МГ.г~ЦОС7Ь кВт 0,75 .• 1.2

Номинальное иапрпясниа 0 220 220

Номинальная частота переменного тока ■ Гц 50 . 2С0

Номинальный ток Л . 3,8 ' 4,6

Частота вреш&ния вала электродаигп ;-?ля с'1 Абр 193

Число удлрег" б ой и а уд/син пор • 1160

Энергия единичного удар* по костило Д~< 21 '¿Ъ

Прямя забивки костыля з зсскэ-зуа ияалу до 5 до 3

Габарн?п>;э размеры: длина пшрина ИМ 917 415 685. 365

высота 240 225

йлссл(бзз -кабеля и кабельной вилки) кг 24 18

при работа. Осноен теории уравновешивания механизмов были заложены в работах И.И.Артоболевского, В.А.Щзпетильникови и других авторов. В работах Н.И.Колчина рассмотрены вопросы выбора кор-рахтирукцпх масс по годографам ноурэановеаенних сил. Существующие ■матоды псззоляю? наиболее рационально выбирать корректирующие массы при заданных параметрах механизма с учётом нх конструктивных особенностей. Применительно к конкретному механизму необходимо оценивать получаемые решения, исходя из условия компановки корректирующих'масс, а также величины остаточных неуравновешенных

- ¿о

Вибрационные характеристики I* Дб

Шумовые характеристики

130 122

114

106

9а

.¡шк -3

по

и Л К

/ /

/ \ /

Л

16 31,6 ьа 12о 2о0'500 100011; 125 250 Рис. 5

-00 1000 2000 4000Г Рис. 6

сил с цельа выбора наиболее рациональных решений. Для этого был произведен расчёт корректирующей массы с целью уменьшения реакции коленчатого вала на корпус костылезабивщика ЭКВК-4Л. Расчётом было установлено, что реакция в кинематической.паре "О" имеет максимальное значение, равное 804,4 Н при = 291°. При установке корректирующей массы под углом о1^ неуравновешенная сила равна

о)/ / ,

где т< - корректирующая масса; у> - эксцентриситет корректирующей массы.'

, Составляющие этоЯ силы, а также реакции подшипников коленчатого вала равны:

рл'= О-т [№*Ы* -У), О, мп (-Ч>,) ; _

& +(?В) , £<Г : + >

где @О ' РеакЧия ДО уравновешивания; Р* - реакция после уравновешивания.

Для того, чтобы реакцию в кинематической паре .О'уменьшить

ка 50 хоррскгиру-гдя масса дояхна создавать силу * 402,Ж

Расчётная схема науравшаевонных сил представлена на рис. 7, а годографы реакции до и поело уравноезаир^ния нрисодены на рис.О. Схема неурпгноаевенних сил Годопа^ы реакций , й*а

Рас«.Ь'та показпза:;-?» что «еррзаткрующая масса для этих условий р!э::а 0,77В кг, а е;> эксцентриситет равен 0,035 м. Такую массу в данная аоизтрукцин разкэстить из удалось. Уменьшение рзакции 1!1 10 — 12 /5 может быть достигнуто за счёт изменения Конструкции кр:'.зсгкпа (размещением существующей корректирующей массы под углем ¿(^ = Ю1°30' к крйоозипу.

Крзчэ этого з рзбота был пролзаадон расчёт допустимых дисбалансе з ротора злвктродЕигателя костылезабивщика ЭКВК—Ш. Предварительный расчет допустимых дисбалансов ротора электродвигателя выполнен с условием, что балаис.фоп^а ротора производится по 3-му классу точности, найдены также дополнительна допустимые дисбалансы ротора по 2-му и 4-му классам точности э соответствии с ГОСТ 22051-83. Окончательно класс точности балансировки ротора,

при котором не .нарушается работоспособность изделия, устанавливается после экспериментальных исследований опытных обрезце*.При расчёта технологических дисбалансов было установлено, что ротор . электродвигателя неооходицэ балансировать в сборе р собственная подшипниках. Расчеты показал;:, --по ротор электродвигателя долган балансироваться обязательно динамически в 2- плоскостях коррекции

В шестой.главе произведен расчёт тьхшко-ок^юяического эффекта от испояьзоэашя предложенного костылезабивщика. Все расчёты, выполненные в соответствия с "&тодикой опредблеши» опгоаых' цен на ноБую кгдлнсстроительиую продукцию производственно-технического назначения" характеризуются сладуюцики цифрами:

- годовой о;:ено:.!ическ::Я оффект у потребителя при применении одного костылеоабиЕднка ЭКВК-4М составляет 150 руб.;

- при годовой'прогреве выпуске 3350 шт. (принятая в настоящее время годовая программа аылуска ЭПК-3) годовса экономический эффект составит Ь02, 5 тыс. руб.

OBLIGE ВЫВОД!

В результате выполненных d диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований:

1. Установлено несоответствие существующей отечественной техники для забивки костылей с кцалу производстьенно-технологичаскиа требованиям.

2. Определен характер зависимостей медду параметрами и режимами работы костылезабивщиков.

3. Получены основные соотношения, характеризующие процесс работы: производительность, энергию удара, частоту ударов, частот; вращения вала электродвигателя и кривошипа.

4. Разработана методика расчёта основных параметров костылезабивщика с требуемыми показателями качества.

5. Построена кэкогра.»л:а для оарвдвлешш. опт.'тшшзс 'шралгвт-ров механизма .чостатезабивщшса;

6. Теоретические виводы ;i метода раочзта. разработанный-:» дкссорзздиа, яодтх-орздош экспорлюиташпш исследованиями в да-боряторнн:: и произаодотЕошшх ус," о гаях.

\ 7. Результаты исследований, расчётов и разработанная глэгодк-.-л проектирогапия новнх косздкоэкбовдссов о опгкмзльиамл ларпкох-ради, позволила слрое&шровать мехашзд ¿оскивзабиведка, отллча-кзйся еоздоэяюй энергией удара ц иень,«!* массой, а здк&э конь-сой 52брадаой, воспршггмаечой опвраторои; мешаим уровнем сума и повшазнякм ресурсоц.

8, Эта иетодака роач^зована в проятенних образцах костшю-зРбявяика

9, Разрабогана «втодаха определения допустимых технологических я с-ксплуатрщюинях дисбалансов ротора электродвигателя косты-лззобия^лка и дши рэкеыендацлл до его динамической балансировке.

10» Ос-новкь'9 результата работы внедрены на Калу&сксм з.зводо тпэнслоргиого ка!шш0стр0в1шя им. Э.Тельмана.

. II, 'Общая экономическая эффективность паедрения в производство результатов работа составляет 502,5 тис.руб. в год.

12. Новый костылезабивщик демонстрировался на пяти мездуна-. родных выставках и бшх оточс-н дипломом.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ряузов A.M. йэвнй костылезабивщик. - "Дуть и путевое хозяйство", issa. - й 5, с. 20.

2. Ряузов A.M., Кравченко Г.¡¿. Динамика и уравновешивание механизма косхшгезабдщшса. // Современные метода и средства уравновешивания машин а приборов.: Тез. докл. Всесоюзной науч,-техн. конф. .йоронеж, 1939. - с. 99.

а, Ш&човс-хая М,Ы,, й*узоа 1.0. Мауст&в досйалацси ¡»гори слахтродвиги-гвла кссгилозай-^з^щщ, 111-11', - .4«, 1539, - 5о. ~ Дса. ь !ШШ й I, Я - 201 - И 86. .

4. лравчокко Г.Ы., Ряузоэ А.Ы., Огарь Ю.С. Магодака даагу«-. часкам разчаж алохтропиеа одического шсикэзйбкггрйа. ИЖ1-14,,

1939, - з с - дел. з кшхи, а г, а - 232 - хк ш.

РЛУЗОБ АШСЕП шшлсзп •

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА' КОНСТРЛОШ 1ЕХШЗМА Д1Ы СС0ИС1 ГЕЛЬСООАЛЫЮЛ РЕШЕТКИ 22ЯЕЗНОДОР(ШОП) ПУТИ

Специальность 05.02.02 - Машиноведение и детали машин

Сдано е набор. 0ij.QS.i0

Подписано к печати ■ 0б>ём - /, 5" г.-. л.

¡¿армат бумаги' ¿0 х -/О 1/13 -пказ /33? . Гкргч 100

Ти:югр'.*,ия ^'ЛТп, 101 ПГ, ГСП,