Полотна (устройство, технология применения)

Первые паровые экскаваторы на рельсовом ходу были успешно использованы в строительстве железной дороги Москва – Санкт-Петербург (1842–1851 гг.). Впоследствии экскаваторы стали широко применяться в железнодорожном строительстве. Путиловский завод (С.-Петербург) в 1902 году начал производство отечественных экскаваторов на рельсовом ходу.

В современных машинах активного действия для нарезки и ремонта водоотводных устройств земляного полотна реализована идея установки рабочего оборудования роторного экскаватора поперечного копания на специальную железнодорожную платформу. Это позволяет производить нарезку кюветов, их очистку, углубление и расширение, планировку траншей, откосов земляного полотна и некоторые другие земляные работы при грунтах I–III групп. Выкапываемые излишки грунта грузятся на СПС для вывоза с перегона или укладываются рядом с земляным полотном. Машины могут производить земляные работы при наличии опор контактной сети и искусственных объектов в зоне отвода вблизи пути.

4.3.1. Самоходный землеуборочный поезд СЗП-600Р

Самоходный землеуборочный поезд, выпускаемый ОАО КЗ «Ремпутьмаш», состоит из тягового модуля УТМ-1 (рис. 4.10, а), который соединен с базовой машиной СЗП-600Р, и вагона прикрытия ВП-1. При работе базовая машина сцепляется с СПС для вывоза засорителей, а при постановке комплекса в состав поезда для транспортировки вагон прикрытия прицепляется с другой стороны машины под транспортером.

Базовая машина имеет раму 27 (рис. 4.10, б), которая устанавливается на трехосных ходовых тележках 18-102 или 18-522 с дополнительными механизмами отключения рессор при работе. Помимо автосцепок 31, для повышения поперечной устойчивости при работе машина опирается на тяговый модуль через дополнительное устройство 17 с приводом от гидроцилиндров. Рабочее оборудование включает стрелу 9 с установленным на ней многоковшовым ротором 14. Стрела шарнирно закреплена на поворотной клети 5 с противовесом 3 и может поворачиваться в вертикальной плоскости двумя гидроцилиндрами 28. В нижней части стрелы смонтированы основной 8 и очистной 26 конвейеры. При работе машины выбираемый грунт перемещается основным конвейером на выбросной конвейер 1, который при установке вдоль машины перегружает грунт на СПС, или при повороте – в отвал. Очистной конвейер перемещает осыпавшийся грунт в траншею к ротору, предотвращая загрязнение пути и машины. Машина оснащена двумя плугами 21 с шарнирно-рычажной системой их перемещения в рабочее и транспортное положения. Плуги используются для планировки стенок траншей и поверхности земляного полотна.

Управление рабочими операциями машины осуществляется из кабины 15, обеспечивающей повышенную обзорность фронта работы. Привод рабочего оборудования машины гидравлический от насосной станции 16. Электродвигатели насосной станции получают питание от дизель-электрического силового агрегата тягового модуля.

Ротор 7 (рис. 4.11, а) подвешен на стреле через систему, позволяющую производить его активное манипулирование путем поворота в плане на угол 180° и наклона в вертикальной плоскости на угол, достаточный для вертикальной установки ротора при максимальном заглублении и его повороте в плане перпендикулярно направлению рабочего движения. Механизм поворота ротора в плане содержит два гидроцилиндра 2 (см. также рис. 4.11, б), установленных сверху стрелы. Каждый гидроцилиндр связан с ускоряющим полиспастом, содержащем блок 23, установленный в направляющих 18. Тросы 12 полиспастов проходят через отклоняющие блоки 4, 11, направляющие 21 и закрепляются за ротор 7 через коуши 19. С другой стороны они закреплены на натяжных устройствах 20. Рама ротора через кронштейны 9 и вертикальную ось 22 устанавливается в наклонном кронштейне 8, что позволяет ротору поворачиваться в плане на необходимый угол. Наклон ротора в вертикальной плоскости производится гидроцилиндром 6 за счет наклона кронштейна 8.

Рама 6 клети (рис. 4.12) устанавливается на раме машины через роликоподшипниковый опорно-поворотный круг 26. Механизм поворота клети со стрелой 9 состоит из двух гидроцилиндров 13, которые закреплены за кронштейны 11 и поддерживаются опорами 12. Гидроцилиндры через коуши 14 соединены с тросами 15, огибающими блоки 16 и закрепленными на подвижной части поворотного круга 26. Система позволяет обеспечить поворот стрелы в плане на угол до 50° в любую сторону. Выбросной поворотный конвейер 29 также устанавливается на роликоподшипниковом поворотном круге 19. Поворот конвейера в плане на угол до 75° производится через внутреннее зубчатое зацепление 24 и редуктор 25 гидромотором 22. Изменение наклона конвейера 29 в вертикальной плоскости производится гидроцилиндром 31 через тросовую подвеску. Гидроцилиндр шарнирно закреплен на укосине 3, которая может поворачиваться в плане вокруг подшипникового узла 5. Чтобы предотвратить опасное сближение клети и поворотного конвейера при их повороте в одну сторону, в системе применен концевой выключатель 18, срабатывающий при угле сближения 65°.

Для предотвращения разбрасывания грунта с конвейера 8 служит отбойник 3, подвешенный через подвеску 4.

На роторе 6 (рис. 4.13, а, б) закреплены ковши 1, образующие бескамерную конструкцию ротора. При работе ротор вращается с угловой скоростью w_р и одновременно осуществляется движение подачи со скоростью V _м. Так как ковши не имеют донных стенок, то грунт поднимается по поверхности 4, образующей запорный сектор. В зоне разгрузочного сектора 3 под действием веса грунт высыпается из ковшей и по наклонному лотку 7 спускается на основной конвейер 5 и перемещается к выбросному конвейеру. Вращение ротора 6 осуществляется гидромотором 11 через планетарный редуктор 12.

Форма режущих кромок ротора (рис. 4.13, г) способствует уменьшению влияния блокированного резания грунта в траншее. При необходимости ковши могут переустанавливаться на роторе для его вращения в противоположном направлении.

Плуг состоит из двух отвалов 9 (рис. 4.14), соединенных между собой петлевым шарниром 12, ось которого, в свою очередь, установлена на кронштейне 11. На этом же кронштейне установлен упор 16. Отвал соединен шарнирно с двумя гидроцилиндрами 10, соединенными также шарнирно с упором. Такая конструкция позволяет разворачивать отвалы для установки их относительно планируемой поверхности. Подъем и опускание плуга производится шарнирно-рычажной системой, включающей балку 8, через шарнирный узел закрепленную на корневой части 6. Корневая часть через ве6ртикальную ось закреплена на раме 4 машины через кронштейн 7. Балка в плане поворачивается гидроцилиндром 14, связанным с ней и с рамой машины универсальными шарнирными узлами 14 и 15. Гидроцилиндром 5 балка 8 наклоняется в вертикальной плоскости, а гидроцилиндром 3 наклоняется кронштейн 11 вместе с отвалами 9.

В транспортном положении плуг закрепляется на упорах 1 и 2.

4.3.2. Кюветно-траншейная машина МКТ

Кюветно-траншейная машина МКТ, выпускаемая ЗАО «Тулажелдормаш», имеет аналогичное СЗП-600Р назначение и работает в составе с тяговым модулем ПТМ-630 или ТЭУ-630 и СПС для перевозки засорителей. Экипажная часть машины содержит раму 27 (рис. 4.15) с двухосной 39 (типа 18-100) и трехосной 14 (типа 18-102) ходовыми тележками, оснащенными системой блокировки рессор.

Рабочее оборудование включает многоковшовый ротор 2 с 10 ковшами 3 бескамерной конструкции, стрелу 10, соединенную с поворотной клетью 13 через оси 15 и гидроцилиндры 28. Клеть установлена на раме 38 через опорно-поворотное устройство и может поворачиваться вместе со стрелой 10 в плане двумя гидроцилиндрами 25. Ротор 2 также может поворачиваться на угол 180° с помощью механизма 6, приводимого гидроцилиндрами 12 через трособлочную передачу 8, 9 и 11. На стреле 10 установлен противовес 16. В нижней части стрелы установлены основной 31 и очистной 32 конвейеры. Материал с основного конвейера через отбойник 26 поступает на поворотный разгрузочный конвейер 18, который также может поворачиваться в плане и в вертикальной плоскости гидроцилиндром 17 через растяжку 19. Конвейер имеет концевую секцию 21, которая поднимается в рабочее и опускается в транспортное положение гидроцилиндрами 20. Это исключает применение вагона прикрытия.

Ковшевой ротор 2 устанавливается на раме 4 через направляющие ролики 7 и приводится открытой зубчатой передачей 37 через редуктор и электродвигатель. В верхней части рамы установлен поперечный конвейер 5 передачи выкопанного грунта на основной конвейер.

Электрические системы машины и тягового модуля соединяются кабелями через блок розеток 40.

Промышленностью выпускаются и другие аналогичные несамоходные и самоходные машины. Краткие данные их технических характеристик приведены в табл. 4.2.