RU2464371C2

RU2464371C2 - Rail boring machine

Info

Publication number: RU2464371C2
Application number: RU2010154299/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Бирюлин (RU); Владимир Викторович Бирюлин; Игорь Михайлович Пиковский (RU); Игорь Михайлович Пиковский; Анатолий Васильевич Пронченко (RU); Анатолий Васильевич Пронченко; Юрий Сергеевич Огарь (RU); Юрий Сергеевич Огарь; Александр Анатольевич Шубин (RU); Александр Анатольевич Шубин; Роберт Дмитриевич Сухих (RU); Роберт Дмитриевич Сухих; Владимир Иванович Сероштан (RU); Владимир Иванович Сероштан
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-10-20
Also published as: RU2010154299A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: machine comprises a motor, a rail clamp with a pair of internal stops with a removable template at each stop and a pair of external detachable templates arranged as capable of contact with a head and a foot of a rail. The machine also comprises a rotary-helical clamp, a unit of spindle rotation and nut-screw movement with a safety coupling, devices of manual start, disconnection and reversible displacement of a spindle and its automatic stop at the end of movement and a gear box. The motor is joined to one, and other parts of the machine - to the other, opposite part of the clamp. The motor shaft is connected with an inlet shaft of the gear box by a lengthy shaft with two connecting couplings pulled between elements of the clamp, equipped with an additional pair of external stops with a detachable external template at each stop. The inner pair of templates is arranged as capable of contact only with the rail foot. The rotary helical clamp is arranged as double-arm, placed between internal stops along the entire gap between them, spring-loaded relative to the clamp and arranged as capable of interaction with the rail head rib. The safety coupling, devices of start, disconnection and reversible displacement of the spindle are arranged in the form of a single unit. The first wheel is arranged with ratchet teeth at one of the ends of their crown, arranged as capable of interaction with ratchet teeth at the first end of the half-coupling. At the second end of the half-coupling there are ratchet teeth made as capable of interaction with ratchet teeth at the end of the second wheel. The half-coupling is arranged as capable of interaction by its inner contact surface with a contact ledge at the end of a concentric half-coupling of a friction bushing spring-loaded relative to the second wheel.

EFFECT: simplification, facilitation and speed-up of machine installation on a rail in place of works production, its alignment along a produced hole axis, fixation with a rail.

7 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к путевому механизированному инструменту и предназначено для сверления и одновременного упрочнения отверстий под стыковые болты и рельсовые соединители, а также снятия фасок с двух сторон в рельсах типа Р50, Р65 и Р75 при текущем содержании и ремонтах железнодорожного пути.The invention relates to a traveling mechanized tool and is intended for drilling and simultaneously hardening holes for butt bolts and rail connectors, as well as chamfering from two sides in rails of the type P50, P65 and P75 at the current maintenance and repair of the railway track.

Уровень техникиState of the art

Известен станок рельсосверлильный РСМ1М [1], включающий пристыкованные друг к другу двигатель, рельсовый зажим с винто-гаечным прижимом-ползуном, блок вращения и гаечно-винтового перемещения шпинделя с предохранительной муфтой, устройствами включения, выключения и реверсирования перемещения шпинделя с рабочим инструментом. Все части этого станка, за исключением прижима, расположены по одну сторону от оси рельса, что обуславливает весьма большой момент силы веса, затрудняет установку станка на место производства работ и центрирование шпинделя с рабочим инструментом (сверлом, фаскосъемником) по оси будущего отверстия в шейке рельса. Наличие элемента зажима, пропускаемого под подошву рельса, и использование прижима-ползуна, выполненного с возможностью взаимодействия только с гранью подошвы рельса, также усложняет и замедляет установку станка на рельс и их скрепление, не обеспечивает требуемого центрирования и надежности скрепления. Устройства включения, выключения, реверсирования подачи шпинделя и предохранительная муфта размещены на разных валах блока вращения и подачи шпинделя, что усложняет конструкцию и снижает ее надежность. Предохранительная муфта установлена в кинематической цепи подачи шпинделя, что не обеспечивает предохранение элементов станка от недопустимого повышения момента сил сопротивления вращению рабочего инструмента, предохраняя элементы лишь от недопустимого повышения осевой силы на рабочем инструменте. Кроме того, у станка РСМ1М отсутствует возможность управления величиной перемещения шпинделя и реверсирования его в любом положении.Known rail-boring machine RSM1M [1], which includes an engine docked to each other, a rail clamp with a screw-nut clamp-slide, a rotation unit and a screw-screw movement of the spindle with a safety clutch, devices for turning on, turning off and reversing the movement of the spindle with a working tool. All parts of this machine, with the exception of the clamp, are located on one side of the rail axis, which causes a very large moment of weight, makes it difficult to install the machine at the place of work and center the spindle with a working tool (drill, chamfer) along the axis of the future hole in the rail neck . The presence of the clamping element, which is passed under the rail sole, and the use of the clamp-slide made with the possibility of interaction only with the edge of the rail sole, also complicates and slows down the installation of the machine on the rail and their fastening, does not provide the required centering and reliability of fastening. Spindle feed on, off, reverse devices and a safety clutch are located on different shafts of the spindle rotation and feed unit, which complicates the design and reduces its reliability. A safety clutch is installed in the kinematic chain of the spindle feed, which does not protect the machine elements from an unacceptable increase in the moment of resistance forces to rotation of the working tool, protecting the elements only from an unacceptable increase in axial force on the working tool. In addition, the PCM1M machine does not have the ability to control the amount of spindle movement and reverse it in any position.

Известен также станок рельсосверлильный СТРЗ [2] (и другие станки серии СТР [1], стр.70-83), принятый за прототип, включающий в себя пристыкованные друг к другу двигатель, рельсовый зажим с парой внутренних, со стороны шпинделя, упоров со съемным шаблоном на каждом упоре, поворотным винтовым прижимом с парой съемных шаблонов, причем все шаблоны выполнены с возможностью контакта с головкой и подошвой рельса, а также с узлом линейки и с рукоятями, блок вращения и перемещения шпинделя с предохранительной муфтой и устройством реверсивного перемещения шпинделя. Поворотный винтовой прижим размещен с внешней, противоположной шпинделю, стороны зажима и выполнен с возможностью контакта с шейкой рельса. Блок вращения - зубчатый, блок перемещения и устройство реверсирования - кулачково-пружинное. У прототипа несколько улучшены условия размещения станка на рельсе за счет двух пар шаблонов и их скрепления. Однако остальные, указанные выше недостатки, не устранены и существенно ухудшают условия его эксплуатации и работы, снижают эффективность использования.Also known is the rail-boring machine STRZ [2] (and other machines of the STR series [1], p. 70-83), adopted as a prototype, which includes an engine docked to each other, a rail clip with a pair of internal, from the spindle side, stops with a removable template on each stop, a rotary screw clamp with a pair of removable templates, and all the templates are made with the possibility of contact with the head and sole of the rail, as well as with the ruler assembly and with the handles, the spindle rotation and movement unit with the safety clutch and the reversible device are moved I spindle. The rotary screw clamp is placed on the outer side opposite the spindle of the clamp and is made with the possibility of contact with the neck of the rail. The rotation unit is gear, the displacement unit and the reversing device are cam-spring. The prototype has somewhat improved conditions for placing the machine on the rail due to two pairs of templates and their fastening. However, the rest of the above disadvantages are not eliminated and significantly worsen the conditions of its operation and work, reduce the efficiency of use.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является повышение эффективности использования станка рельсосверлильного за счет упрощения, облегчения и ускорения его установки на рельс в месте производства работ, центрирования его по оси образуемого отверстия, скрепления станка с рельсом, а также регулирования перемещения шпинделя с рабочим инструментом и его реверсирования с предохранением элементов от повреждения при недопустимом повышении момента сил сопротивления вращению рабочего инструмента.The objective of the invention is to increase the efficiency of use of the rail boring machine by simplifying, facilitating and accelerating its installation on the rail at the place of work, centering it along the axis of the formed hole, fastening the machine with the rail, and also regulating the movement of the spindle with the working tool and its reversal with the protection of the elements from damage with an unacceptable increase in the moment of resistance forces to rotation of the working tool.

Эффект достигается за счет того, что в станке рельсосверлильном, включающем пристыкованные друг к другу двигатель, рельсовый зажим с парой внутренних (со стороны шпинделя) упоров со съемным шаблоном на каждом упоре и с парой внешних (со стороны противоположной шпинделю) съемных шаблонов, выполненных с возможностью контакта с головкой и подошвой рельса, а также с поворотным винтовым прижимом, с узлом линейки и с рукоятями, блок вращения и гаечно-винтового перемещения шпинделя с предохранительной муфтой, устройствами ручного включения, выключения и реверсирования перемещения шпинделя и автоматической его остановки в конце перемещения и коробку скоростей, двигатель пристыкован к одной, а остальные части станка - к другой, противоположной стороне зажима, вал двигателя соединен со входным валом коробки скоростей длинномерным с двумя соединительными муфтами валом, пропущенным между элементами зажима, снабженного дополнительной парой внешних упоров со съемным внешним шаблоном на каждом упоре, расположенных ближе к центру зажима по сравнению с парой внутренних упоров, причем все упоры сделаны цельносварными, а внутренняя пара шаблонов выполнена с возможностью контакта только с подошвой рельса; поворотный винтовой прижим сделан двухплечим, размешен между внутренними упорами по всему зазору между ними, подпружинен относительно зажима и выполнен с возможностью взаимодействия с ребром головки рельса, а его винт ввернут в гайку на зажиме и сделан с возможностью контакта торца с площадкой на прижиме; при этом предохранительная муфта, устройства включения, выключения и реверсирования перемещения шпинделя выполнены в виде единого узла со свободно установленным на оси блока вращения и перемещения шпинделя первым колесом, зубья которого введены в зацепление с зубьями выходной шестерни коробки скоростей и с зубьями колеса, скрепленного с гайкой шпинделя, изготовленным с храповыми зубьями на одном из торцов своего венца, выполненными с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на первом торце полумуфты, на втором торце которой также выполнены храповые зубья, сделанные с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на торце второго колеса, свободно насаженного на ось и связанного с управляющей рукоятью, зубья которого введены в зацепление с зубьями колеса, скользящей шпонкой соединенного со шпинделем, при этом полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия своей внутренней контактной поверхностью с контактным выступом на торце концентричной полумуфты фрикционной втулки, подпружиненной относительно второго колеса; кроме того, это второе колесо снабжено внутренней конусной поверхностью, выполненной с возможностью контакта с внешней конусной поверхностью элемента, скрепленного с корпусом блока, а устройство автоматической остановки шпинделя в конце перемещения сделано в виде выступа - шпонки на торце шпиндельной гайки, выполненного с возможностью взаимодействия с торцом витка резьбы на шпинделе.The effect is achieved due to the fact that in the rail-boring machine, including the engine docked to each other, a rail clamp with a pair of internal stops (on the spindle side) with a removable template on each stop and with a pair of external (on the opposite to the spindle) removable templates made with the possibility of contact with the rail head and sole, as well as with a rotary screw clamp, with a ruler assembly and with handles, a spindle rotation unit and screw-screw unit with a safety clutch, manual switching devices, off In order to speed and reverse the movement of the spindle and automatically stop it at the end of the movement and the gearbox, the engine is docked to one and the other parts of the machine to the other, opposite side of the clamp, the motor shaft is connected to the input shaft of the gearbox by a lengthy shaft with two connecting couplings, passed between clamp elements provided with an additional pair of external stops with a removable external template on each stop located closer to the center of the clamp compared to a pair of internal stops, all stops are made all-welded, and the inner pair of templates is made with the possibility of contact only with the sole of the rail; the rotary screw clamp is made two shoulders, placed between the internal stops along the entire gap between them, spring-loaded with respect to the clamp and made to interact with the edge of the rail head, and its screw is screwed into the nut on the clamp and made to contact the end face with the platform on the clamp; in this case, the safety coupling, devices for switching on, turning off and reversing the movement of the spindle are made in the form of a single unit with the first wheel freely mounted on the axis of the rotation and movement unit of the spindle, the teeth of which are engaged with the teeth of the output gear of the gearbox and with the teeth of the wheel fastened with a nut spindle made with ratchet teeth on one of the ends of its crown, made with the possibility of interaction with ratchet teeth on the first end of the coupling half, on the second end of which the same ratchet teeth are made, made with the possibility of interaction with ratchet teeth on the end of the second wheel, freely mounted on the axis and connected to the control handle, the teeth of which are engaged with the teeth of the wheel, a sliding key connected to the spindle, while the coupling half is made with the possibility of interaction with an inner contact surface with a contact protrusion at the end of the concentric half-coupling of the friction sleeve, spring-loaded relative to the second wheel; in addition, this second wheel is provided with an internal conical surface configured to contact an external conical surface of the element fastened to the block body, and the device for automatically stopping the spindle at the end of the movement is made in the form of a protrusion - a key on the end of the spindle nut, made to interact with the end of the thread on the spindle.

Предложение, по мнению авторов, соответствует критерию «новизна» и не известно из уровня техники. Новым в станке являются:The proposal, according to the authors, meets the criterion of "novelty" and is not known from the prior art. New in the machine are:

1. элементы:1. elements:

- пара внешних упоров зажима;- a pair of external clamp stops;

- длинномерный вал и соединительная муфта;- long shaft and coupling;

2. выполнения элементов:2. Run items:

- все упоры цельносварные;- all stops are all-welded;

- поворотный винтовой прижим двухплечий, по ширине соответствующий зазору между внутренними упорами;- rotary screw clamp two shoulders, the width corresponding to the gap between the internal stops;

- предохранительная муфта, устройство включения, выключения и реверсирования перемещения двигателя составляют единый узел;- a safety clutch, a device for turning on, turning off and reversing the movement of the engine make up a single unit;

- первое зубчатое колесо на оси блока вращения и перемещения шпинделя изготовлено с храповыми зубьями на одном из торцов своего венца;- the first gear wheel on the axis of the block of rotation and movement of the spindle is made with ratchet teeth at one of the ends of its crown;

- полумуфта с храповыми зубьями на обоих своих торцах и с внутренней контактной поверхностью;- a coupling half with ratchet teeth on both of its ends and with an internal contact surface;

- фрикционная втулка с контактным выступом на торце;- friction sleeve with a contact protrusion at the end;

- второе зубчатое колесо на оси блока вращения и перемещения шпинделя изготовлено с храповыми зубьями на одном из своих торцов и с внутренней конусной поверхностью;- the second gear wheel on the axis of the block of rotation and movement of the spindle is made with ratchet teeth on one of its ends and with an internal conical surface;

- устройство автоматической остановки шпинделя в конце перемещения сделано в виде выступа-шпонки;- a device for automatically stopping the spindle at the end of the movement is made in the form of a tongue-and-groove;

3. соединения элементов:3. connection elements:

- вал двигателя соединен со входным валом коробки скоростей длинномерным валом с двумя соединительными муфтами:- the motor shaft is connected to the input shaft of the gearbox by a long shaft with two couplings:

- поворотный винтовой прижим подпружинен относительно зажима;- the rotary screw clamp is spring-loaded relative to the clamp;

- винт прижима ввернут в гайку;- the clamp screw is screwed into the nut;

- первое и второе зубчатое колесо, а также полумуфта свободно насажены на ось блока вращения и перемещения шпинделя;- the first and second gear wheels, as well as the coupling half, are freely mounted on the axis of the block of rotation and movement of the spindle;

- второе зубчатое колесо блока связано с управляющей рукоятью;- the second gear of the block is connected with the control handle;

- фрикционная втулка подпружинена относительно второго колеса;- the friction sleeve is spring loaded relative to the second wheel;

- первое колесо скреплено со шпиндельной гайкой;- the first wheel is fastened with a spindle nut;

- второе колесо скользящей шпонкой соединено со шпинделем;- the second wheel with a sliding key is connected to the spindle;

- зубья первого колеса введены в зацепление с зубьями колеса, скрепленного со шпиндельной гайкой, и с зубьями выходной шестерни коробки скоростей;- the teeth of the first wheel are engaged with the teeth of the wheel fastened with a spindle nut and with the teeth of the output gear of the gearbox;

- зубья второго колеса введены в зацепление с зубьями колеса на шпинделе;- the teeth of the second wheel are engaged with the teeth of the wheel on the spindle;

- элемент с внешней конусной поверхностью скреплен с корпусом блока;- an element with an external conical surface is bonded to the block body;

- пара внешних съемных шаблонов соединена с парой внешних упоров зажима;- a pair of external removable templates connected to a pair of external clamp stops;

4. относительное расположение элементов:4. relative arrangement of elements:

- двигатель пристыкован к одной, а остальные части станка - к другой, противоположной стороне зажима;- the engine is docked to one, and the remaining parts of the machine to the other, opposite side of the clamp;

- длинномерный вал пропущен между элементами зажима;- a long shaft is passed between the clamping elements;

- пара внешних упоров расположена ближе к центру зажима по сравнению с парой внутренних упоров;- a pair of external stops is located closer to the center of the clamp compared to a pair of internal stops;

- поворотный прижим размещен между внутренними упорами;- the rotary clip is placed between the internal stops;

- гайка винта прижима размещена на зажиме;- the nut of the clamp screw is located on the clamp;

- фрикционная втулка размещена концентрично полумуфте;- the friction sleeve is placed concentrically in the coupling half;

- выступ-шпонка размещен на торце шпиндельной гайки;- the tongue-dowel is placed on the end face of the spindle nut;

5. характер взаимодействия элементов:5. the nature of the interaction of elements:

- внутренняя пара шаблонов выполнена с возможностью контакта только с подошвой рельса;- the inner pair of templates is made with the possibility of contact only with the sole of the rail;

- прижим выполнен с возможностью взаимодействия с ребром головки рельса;- the clip is made with the possibility of interaction with the rib of the rail head;

- винт прижима сделан с возможностью контакта торца с площадкой на прижиме;- the clamp screw is made with the possibility of contact of the end face with the platform on the clamp;

- храповые зубья на торце венца первого зубчатого колеса выполнены с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на первом торце полумуфты;- ratchet teeth at the end of the rim of the first gear wheel are configured to interact with ratchet teeth at the first end of the coupling half;

- храповые зубья на втором торце полумуфты выполнены с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на торце второго зубчатого колеса;- ratchet teeth at the second end of the coupling half are configured to interact with ratchet teeth at the end of the second gear wheel;

- второе зубчатое колесо выполнено с возможностью взаимодействия своей внутренней конусной поверхностью с внешней конусной поверхностью элемента, скрепленного с корпусом блока;- the second gear wheel is configured to interact with its inner conical surface with the outer conical surface of the element bonded to the block body;

- полумуфта выполнена с возможностью взаимодействия своей внутренней контактной поверхностью с контактным выступом на торце фрикционной втулки;- the coupling half is configured to interact with its internal contact surface with a contact protrusion at the end of the friction sleeve;

- выступ-шпонка на торце шпиндельной гайки выполнен с возможностью взаимодействия с торцом витка резьбы на шпинделе.- the tongue-dowel on the end face of the spindle nut is configured to interact with the end face of the thread on the spindle.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, так как, по мнению авторов, для специалистов оно не следует явным образом из уровня техники и не может быть разработано с использованием известных методов, методик, способов и приемов проектирования и конструирования механизмов и машин.The proposed technical solution has an inventive step, since, according to the authors, for specialists it does not follow explicitly from the prior art and cannot be developed using well-known methods, techniques, methods and techniques for designing and constructing mechanisms and machines.

Перечень рисунковList of figures

Фиг.1 - структурная схема станка;Figure 1 - structural diagram of the machine;

Фиг.2 - конструктивная схема станка, вид сбоку;Figure 2 - structural diagram of the machine, side view;

Фиг.3 - внешний вид станка сбоку;Figure 3 is an external view of the machine;

Фиг.4 - внешний вид станка сзади;Figure 4 is an external view of the machine;

Фиг.5 - зажим;5 is a clip;

Фиг.6 - схема установки шаблонов на станке для рельсов Р50;6 is a diagram of the installation of templates on the machine for rails P50;

Фиг.7 - схема установки шаблонов на станке для рельсов Р65, Р75.7 is a diagram of the installation of templates on the machine for rails P65, P75.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, так как оно может использоваться в путевом хозяйстве магистральных, промышленных и городских путей. Выполнен проект рельсосверлильного станка и изготовлен его опытный образец, имеющий массу около 50 кг, габаритные размеры не более 0,75×0,448×0,402 м, с приводом от двигателя мощностью 1700 Вт, номинальной частотой вращения шпинделя 4,0 с^-1 на первой и 6,5 с^-1 на второй скорости. Испытания опытного образца станка показали его работоспособность при времени сверления отверстия диаметром 36 мм не более 100 с (на первой скорости), времени сверления и упрочнения отверстия не более 60 с (на второй скорости), времени снятия фасок с двух сторон отверстия специнструментом не более 30 с (при размере фаски (от 1,5 до 3,0 мм)×45°).The present invention is industrially applicable, as it can be used in track facilities of trunk, industrial and urban routes. The rail boring machine project has been completed and its prototype manufactured, having a mass of about 50 kg, overall dimensions of not more than 0.75 × 0.448 × 0.402 m, driven by an engine with a power of 1700 W, rated spindle speed 4.0 s ^-1 on the first and 6.5 s ^-1 at the second speed. Tests of the prototype of the machine showed its operability with a time of drilling a hole with a diameter of 36 mm no more than 100 s (at the first speed), a time of drilling and hardening of the hole no more than 60 s (at the second speed), a time of chamfering on both sides of the hole with a special tool no more than 30 s (with a chamfer size (from 1.5 to 3.0 mm) × 45 °).

Конструкция станка рельсосверлильного иллюстрируется прилагаемыми схемами.The design of the rail boring machine is illustrated by the attached diagrams.

Согласно предложению по фиг.1…5 станок рельсосверлильный включает в себя пристыкованные друг к другу двигатель 1, в частности электрический, рельсовый зажим с парой внутренних со стороны шпинделя 2, упоров 3 со съемным шаблоном 4 на каждом упоре и с парой внешних, со стороны, противоположной шпинделю, съемных же шаблонов 5, выполненных с возможностью контакта с головкой и подошвой рельса. Этот контакт с рельсами Р50 осуществляют одной торцевой поверхностью съемных шаблонов, а с рельсами Р65 и Р75 - другой, противоположной им торцевой поверхностью (фиг.6, 7). Съемные шаблоны соединяют с элементами зажима разъемными скреплениями, например, с помощью болтов, шайб и гаек. Зажим снабжен поворотным винтовым прижимом 6, узлом 7 линейки для установки станка на рельс при сверлении болтовых отверстий без предварительной разметки и рукоятями для подъема и переноски станка. Станок снабжен блоком 8 вращения и гаечно-винтового перемещения шпинделя с предохранительной муфтой, устройствами ручного включения, выключения и реверсирования перемещения шпинделя и автоматической его остановки в конце перемещения, а также коробкой скоростей 9, например, зубчатой двухскоростной с рукоятью 10 переключения скоростей. Двигатель станка пристыкован к одной (по фиг.1, 2, 3 - левой), а остальные части станка - к другой, противоположной (по фиг.1, 2, 3 - правой) стороне зажима, к его упорам. При этом двигатель и остальные механизмы станка при его установке на рельс располагаются симметрично относительно оси рельса с соответствующим расположением центра масс, минимизирующим момент сил веса и облегчающим нагрузку на руки оператора и весь процесс установки станка на рельс. Вал двигателя соединен с входным валом коробки скоростей длинномерным с двумя соединительными муфтами валом 11, пропущенным между элементами зажима. Последний снабжен дополнительной парой внешних упоров 12 со съемными внешними шаблонами 5 на каждом упоре. Внешние упоры с шаблонами расположены ближе (в среднем в 1,5±0,1 раза) к центру зажима по сравнению с парой внутренних упоров с шаблонами. Все упоры сделаны цельносварными (фиг.5) с высокой жесткостью по всем направлениям. Внутренняя пара шаблонов 3 выполнена с возможностью контакта только с подошвой рельса. Этим обеспечивается необходимый зазор между головкой рельса и шаблонами, необходимый для простой и легкой установки станка на рельс удобным опусканием станка сверху вниз. Поворотный винтовой прижим 6 сделан двухплечим, размещен между внутренними упорами по всему зазору между ними, подпружинен относительно зажима и выполнен с возможностью взаимодействия с ребром головки рельса, а его винт с ручкой ввернут в гайку на зажиме и сделан с возможностью контакта торца с площадкой на прижиме. Такое выполнение прижима, когда при его повороте он уходит под головку рельса и жестко «запирает» на нем станок, ликвидируя оставшиеся зазоры, обеспечивает надежное центрирование инструмента по оси образуемого отверстия и отсутствие его вредных перекосов. Предохранительная муфта 9, устройство включения и реверсирования перемещения шпинделя выполнены в виде единого узла со свободно установленным на оси 13 блока вращения и перемещения шпинделя первым колесом 14, зубья которого введены в зацепление с зубьями выходной шестерни 15 коробки скоростей и с зубьями колеса 16, укрепленного с гайкой 11 шпинделя. Колесо 14 выполнено с храповыми зубьями на одном из торцов (по фиг.1, 2 - левом) своего венца с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на первом торце (по фиг.1, 2 - правом) полумуфты 18. На втором ее торце (левом) также имеются храповые зубья, выполненные с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями на торце (правом) второго колеса 7, также свободно насаженного на ось. Это колесо одним из известных конструктивных приемов связано с управляющей рукоятью 20 (см. место А фиг.2). Зубья этого колеса введены в зацепление с зубьями колеса 27, скользящей шпонкой соединенного со шпинделем. Вышеуказанная полумуфта 18 выполнена с возможностью взаимодействия своей внутренней контактной поверхности 22 с контактным выступом 23 на торце (правом) фрикционной втулки 24. Эта втулка 24 установлена концентрично полумуфте 18 и подпружинена относительно второго колеса, вводя в зацепление храповые зубья на торце этого колеса с храповыми зубьями на втором (по фиг.1, 2 - левом) торце полумуфты 18, прижимая их друг к другу с расчетной силой. Полумуфта 18, втулка 24, пружина и колесо 19 образуют предохранительную муфту. Второе колесо 19, кроме того, снабжено внутренней конусной поверхностью 25, выполненной с возможностью контакта с внешней конусной поверхностью 26 элемента, скрепленного с корпусом блока. Колесо 14 и предохранительная муфта составляют муфту сцепления в кинематической цепи перемещения шпинделя. Соотношение количества зубьев колес 14, 16 и 19, 21 неодинаково и рассчитано по известным зависимостям для получения требуемой подачи шпинделя при принятом шаге его резьбы, которая выполнена трапецеидальной. Управляющая рукоять 20 конструктивно имеет возможность установки в трех положениях (см. место А фиг.2): в первом крайнем (по фиг.1, 2 - правом) положении, когда храповые зубья на торце полумуфты сцеплены с храповыми зубьями на торце колеса 14 - это положение «рабочей подачи»; в промежуточном (среднем) положении, когда указанные храповые зубья выведены из зацепления - это нейтральное положение (два этих положения фиксируются специальным устройством известной конструкции); во втором крайнем (по фиг.1, 2 - левом) положении, когда указанные храповые зубья выведены из зацепления, а поверхность 24 колеса 19 введена в силовой контакт с поверхностью 25 элемента на корпусе - это положение «ускоренного ручного возврата шпинделя». Такое выполнение блока дает возможность легкого управления работой станка, реализации всех режимов его работы с помощью одной рукояти 20. Предохранительная муфта 9, размещенная на оси 13, входит в состав кинематических цепей и вращения шпинделя, и его перемещения, что предохраняет элементы станка от повреждения как при недопустимо большой осевой силе, так и при недопустимо большом моменте сил сопротивления вращению шпинделя. Устройство автоматической остановки шпинделя в конце перемещения сделано в виде выступа-шпонки 27 на торце шпиндельной гайки и выполнено с возможностью взаимодействия с торцом 28 витка резьбы на шпинделе.According to the proposal of figures 1 ... 5, the rail-boring machine includes an engine 1 docked to each other, in particular an electric rail clip with a pair of internal from the side of the spindle 2, stops 3 with a removable template 4 on each stop and with a pair of external from the side opposite to the spindle, removable same templates 5, made with the possibility of contact with the head and sole of the rail. This contact with the rails P50 is carried out by one end surface of the removable templates, and with the rails P65 and P75 - another opposite end surface (Fig.6, 7). Removable templates are connected to the clamp elements by detachable fasteners, for example, using bolts, washers and nuts. The clamp is equipped with a rotary screw clamp 6, a node 7 of the ruler for mounting the machine on the rail when drilling bolt holes without preliminary marking and handles for lifting and carrying the machine. The machine is equipped with a spindle rotation and screw-moving unit 8 with a safety clutch, devices for manually turning on, turning off and reversing the spindle movement and automatically stopping it at the end of the movement, as well as a gear box 9, for example, a gear two-speed with a gear shift handle 10. The machine engine is docked to one (in Fig. 1, 2, 3 - left), and the remaining parts of the machine - to the other, opposite (in Fig. 1, 2, 3 - right) side of the clamp, to its stops. In this case, the engine and other mechanisms of the machine when it is mounted on the rail are located symmetrically relative to the axis of the rail with the corresponding location of the center of mass, minimizing the moment of weight forces and facilitating the load on the operator’s hands and the entire process of installing the machine on the rail. The motor shaft is connected to the input shaft of the gearbox lengthy with two couplings shaft 11, passed between the clamp elements. The latter is equipped with an additional pair of external stops 12 with removable external templates 5 on each stop. External stops with templates are located closer (on average 1.5 ± 0.1 times) to the center of the clamp compared to a pair of internal stops with templates. All stops are made all-welded (figure 5) with high rigidity in all directions. The inner pair of templates 3 is made with the possibility of contact only with the sole of the rail. This ensures the necessary clearance between the rail head and the templates, necessary for simple and easy installation of the machine on the rail by convenient lowering the machine from top to bottom. The rotary screw clamp 6 is made of two shoulders, placed between the internal stops along the entire gap between them, is spring-loaded with respect to the clamp and made to interact with the edge of the rail head, and its screw with handle is screwed into the nut on the clamp and made to contact the end face with the platform on the clamp . Such a clamping performance, when turning it goes under the rail head and rigidly “locks” the machine on it, eliminating the remaining gaps, ensures reliable centering of the tool along the axis of the hole being formed and the absence of its harmful distortions. The safety clutch 9, the device for switching on and reversing the movement of the spindle are made in the form of a single unit with the first wheel 14 freely mounted on the axis 13 of the rotation and spindle block, the teeth of which are engaged with the teeth of the output gear 15 of the gearbox and with the teeth of the wheel 16, mounted with spindle nut 11. The wheel 14 is made with ratchet teeth on one of the ends (Fig. 1, 2 - left) of its crown with the possibility of interaction with ratchet teeth on the first end (Fig. 1, 2 - right) of the coupling 18. On its second end (left ) there are also ratchet teeth configured to interact with ratchet teeth at the end (right) of the second wheel 7, also freely mounted on the axle. This wheel is one of the known design methods associated with the control handle 20 (see place A of figure 2). The teeth of this wheel are engaged with the teeth of the wheel 27, a sliding key connected to the spindle. The aforementioned coupling half 18 is configured to interact with its internal contact surface 22 with the contact protrusion 23 at the end (right) of the friction sleeve 24. This sleeve 24 is mounted concentrically to the coupling half 18 and is spring loaded relative to the second wheel, engaging the ratchet teeth at the end of this wheel with ratchet teeth on the second (in figure 1, 2 - left) end of the coupling half 18, pressing them to each other with a calculated force. The coupling half 18, the sleeve 24, the spring and the wheel 19 form a safety clutch. The second wheel 19, in addition, is provided with an inner conical surface 25, made with the possibility of contact with the outer conical surface 26 of the element bonded to the block body. The wheel 14 and the safety clutch comprise a clutch in the kinematic chain of the spindle movement. The ratio of the number of teeth of the wheels 14, 16 and 19, 21 is not the same and is calculated according to known dependencies to obtain the required feed of the spindle at the adopted step of its thread, which is made trapezoidal. The control handle 20 structurally has the ability to install in three positions (see place A of figure 2): in the first extreme (figure 1, 2 - right) position, when the ratchet teeth at the end of the coupling coupled to the ratchet teeth at the end of the wheel 14 - this is the position of the “work feed”; in the intermediate (middle) position, when said ratchet teeth are disengaged, this is a neutral position (two of these positions are fixed by a special device of known design); in the second extreme (figure 1, 2 - left) position, when these ratchet teeth are disengaged, and the surface 24 of the wheel 19 is brought into force contact with the surface 25 of the element on the housing - this is the position of "accelerated manual spindle return". This block makes it possible to easily control the operation of the machine, the implementation of all modes of its operation with one handle 20. The safety clutch 9, located on the axis 13, is part of the kinematic chains and spindle rotation, and its movement, which protects the machine elements from damage as with an unacceptably large axial force, and with an unacceptably large moment of forces of resistance to rotation of the spindle. A device for automatically stopping the spindle at the end of the movement is made in the form of a protrusion-key 27 at the end of the spindle nut and is configured to interact with the end 28 of the thread on the spindle.

Работа предложенного станка рельсосверлильного осуществляется следующим образом. Вначале регулируют положение фрикционной втулки 24, с помощью пружины вводя в зацепление храповые колеса на втором торце (по фиг.1, 2 - левом) полумуфты 18 и торце второго колеса 19, с требуемой силой, прижимая их друг к другу. Затем соответственно типу обрабатываемого рельса на упоры 3 и 12 зажима (фиг.1…8) требуемым образом устанавливают шаблоны 4 и 5, в частности, так, чтобы обозначение типа рельса на торце шаблона было обращено к шейке рельса (см. фиг.6, 7). Далее устанавливают линейку 7 так, чтобы обозначение данного типа рельса было обращено вверх. Затем подбирают сверло. После этого устанавливают станок на рельс сверху, удерживая его за рукояти на зажиме так, чтобы головка рельса прошла между двумя парами шаблонов 4 и 5. Далее сдвигают станок в сторону шпинделя (по фиг.1, 2 - направо) так, чтобы внешние шаблоны 5 плотно вошли между нижней поверхностью головки рельса и верхней поверхностью подошвы рельса, а внутренние шаблоны 4 нижней поверхностью оперлись на верхнюю поверхность подошвы рельса. Для сверления первого отверстия в рельсе его торец должен находиться в одной плоскости с внешней плоскостью шаблонов 4 и 5. После этого вращением рукояти винта прижима 6 (с силой порядка 300…400 Н) закрепляют станок с помощью последнего за рельс (жестко «запирают» станок на рельсе), ликвидируя оставшиеся зазоры. Затем устанавливают сверло в отверстие на торце (по фиг.1, 2 - справа) шпинделя 2 и закрепляют сверло в нем. Рукоятью 9 коробки скоростей 10 включают нужную скорость вращения шпинделя. Далее переводят управляющую рукоять 20 в нейтральное положение, когда храповые зубья на полумуфте 18 выведены из зацепления с храповыми зубьями на торце первого колеса 14, включают двигатель 7 в кратковременную работу. При этом вращение от первого колеса 14 передают на колесо 16 и шпиндельную гайку 17. Так как сверло еще не прижато к шейке рельса, то шпиндель за счет сил сцепления в резьбе начинает вращаться вместе с гайкой (с одной и той же угловой скоростью). Перемещения шпинделя не будет. Колесо 21, колесо 19 и полумуфта 18, храповые зубья на втором (по фиг.1, 2 - левом) торце которой пружиной предохранительной муфты введены в зацепление с храповыми зубьями на торце второго 19, вращаются вхолостую (колесо 19 и полумуфта 18 вращаются на оси 13, на которую они насажены свободно). В течение этой кратковременной работы проверяют, нормально ли вращается гайка со шпинделем (свободно, в нужном направлении), выполняя, при необходимости, корректирующие действия. Далее переводят управляющую рукоять 20 в положение «рабочей подачи», когда храповые зубья на полумуфте 18 введены в зацепление с храповыми зубьями как на колесе 14, так и на колесе 19. При этом начинают вращать как колесо 16 с гайкой, так и колесо 21 со шпинделем. Вращение осуществляют в одном направлении, но с разными угловыми скоростями. Вследствие этого вращающийся шпиндель со сверлом с требуемой подачей перемещают в направлении шейки рельса (по фиг.1, 2 - справа налево), вводят сверло в контакт с последней и осуществляют сверление отверстия. При перегрузке по осевой силе или моменту сил сопротивления вращению шпинделя шпиндель, колеса 21, 19 останавливаются и срабатывает предохранительная муфта: храповые зубья на колесе 19 и соответствующем торце полумуфты 18 смещаются по своим боковым граням, и колесо 19, сжимая пружину фрикционной втулки 24, отходит (по фиг.1, 2 - влево) от полумуфты, отъединяясь от нее (соответствующая пара храповых зубьев станет «прощелкивать»). Гайка же шпинделя продолжает вращаться, вследствие чего невращающийся шпиндель со сверлом ускоренно отводится назад на некоторую величину от поверхности сверления. После устранения причины перегрузки элементы станка возвращаются в положение, при котором осуществляется «рабочая подача», и работу продолжают вплоть до полного образования отверстия и перемещения шпинделя в крайнее (по фиг.1, 2 - левое) положение. При этом торец 28 витка резьбы шпинделя упирается в выступ-шпонку 27 на гайке и шпиндель перестает перемещаться поступательно, вращаясь вместе с гайкой. За счет разного соотношения чисел зубьев колес 21, 19 и 14, 16 колесо 19 начинает вращаться с угловой скоростью, отличающейся от угловой скорости колеса 14, с которым оно связано полумуфтой 18. Из-за этого начинает срабатывать предохранительная муфта, храповые зубья колеса 19 и полумуфты 18 начнут выходить из зацепления, «прощелкивать». Колесо 19 при этом перемещается в сторону нейтрального положения (по фиг.1, 2 - справа налево), смещая управляющую рукоять 20, и зафиксируется в нейтральном положении, а пружина фрикционной втулки 24 «отщелкнет» полумуфту 18 из зацепления с колесом 14. В результате этого гайка со шпинделем будет вращаться вместе, свободно. Далее, перемещая (по фиг.1, 2 - справа налево) управляющую рукоять 20 с некоторой силой и фиксируя ее в третьем положении « ускоренного ручного возврата шпинделя», надвигают колесо 19 своей внутренней конической поверхностью 25 на внешнюю коническую поверхность 26 элемента на корпусе блока (элемент неподвижен). Колесо 19 за счет сил сцепления останавливают, останавливая колесо 21 и сам шпиндель. Гайку же продолжают вращать, осуществляя ускоренное обратное перемещение не вращающегося шпинделя назад. При этом управляющую рукоять 20 удерживают в указанном положении до конца обратного перемещения. Указанную операцию ускоренного обратного перемещения шпинделя при необходимости могут осуществлять в любом промежуточном положении шпинделя. После этого двигатель выключают из действия. Упрочнение болтовых отверстий осуществляют на большей скорости вращения (в частности 6, 5 с^-1). При необходимости далее снимают сверло и устанавливают в шпиндель фаскосъемник. Включают на коробке скоростей большую скорость вращения и приводят двигатель в работу. Управляющую рукоять 20 приводят в положение рабочей подачи и снимают фаски с двух сторон отверстия. После окончания операции, определяя это визуально или по звуку, переводят управляющую рукоять 20 в положение «ускоренного ручного возврата шпинделя», отводят шпиндель в исходное положение и выключают из работы двигатель. При необходимости выполнения указанных операций на том же рельсе в следующем месте, ослабляют прижим 6, сдвигают станок на нужное место, используя разметку на линейке 7, приводят прижим в рабочее положение и повторяют рабочие операции. После окончания работы манипуляции со станком и его элементами осуществляют в порядке, обратном описанному выше.The work of the proposed rail drilling machine is as follows. First, the position of the friction sleeve 24 is adjusted, by means of a spring, the ratchet wheels are engaged at the second end (Fig. 1, 2 - left) of the coupling half 18 and the end of the second wheel 19, with the required force, pressing them against each other. Then, according to the type of the rail being processed, templates 4 and 5 are set to the clamp stops 3 and 12 in the required manner (Fig. 1 ... 8), in particular, so that the designation of the type of rail at the end of the template faces the neck of the rail (see Fig. 6, 7). Next, set the line 7 so that the designation of this type of rail was facing up. Then pick up a drill. After that, the machine is mounted on the rail from above, holding it by the handles on the clamp so that the rail head passes between two pairs of templates 4 and 5. Next, the machine is moved towards the spindle (Figs. 1, 2 to the right) so that the external templates 5 tightly entered between the lower surface of the rail head and the upper surface of the rail sole, and the inner templates 4 with the lower surface rested on the upper surface of the rail sole. To drill the first hole in the rail, its end must be in the same plane with the outer plane of the templates 4 and 5. After this, by rotating the handle of the clamp screw 6 (with a force of the order of 300 ... 400 N), fix the machine with the help of the latter to the rail (the machine is “locked” tightly) on the rail), eliminating the remaining gaps. Then install the drill in the hole at the end (in figure 1, 2 on the right) of the spindle 2 and fix the drill in it. The handle 9 of the gearbox 10 include the desired spindle speed. Next, the control handle 20 is moved to the neutral position when the ratchet teeth on the coupling half 18 are disengaged from the ratchet teeth at the end of the first wheel 14, the engine 7 is turned on for a short time. In this case, the rotation from the first wheel 14 is transmitted to the wheel 16 and the spindle nut 17. Since the drill is not yet pressed against the rail neck, the spindle starts to rotate together with the nut (at the same angular speed) due to the adhesion forces in the thread. There will be no spindle movement. The wheel 21, the wheel 19 and the coupling half 18, the ratchet teeth on the second (Fig. 1, 2 - left) end of which the spring of the safety clutch is engaged with the ratchet teeth on the end of the second 19, rotate idle (the wheel 19 and the coupling half 18 rotate on the axis 13, on which they are mounted freely). During this short-term operation, it is checked whether the nut with the spindle rotates normally (freely, in the right direction), performing, if necessary, corrective actions. Next, the control handle 20 is moved to the “working feed” position when the ratchet teeth on the coupling half 18 are engaged with the ratchet teeth on both the wheel 14 and the wheel 19. At the same time, both the wheel 16 with the nut and the wheel 21 with spindle. The rotation is carried out in one direction, but with different angular velocities. As a result, a rotating spindle with a drill with the required feed is moved in the direction of the neck of the rail (from Figs. 1, 2, from right to left), the drill is brought into contact with the latter, and the hole is drilled. When overloaded by the axial force or the moment of resistance to rotation of the spindle, the spindle, wheels 21, 19 stop and the safety clutch engages: the ratchet teeth on the wheel 19 and the corresponding end of the coupling half displace along their side faces, and the wheel 19, compressing the spring of the friction sleeve 24, departs (Fig.1, 2 to the left) from the coupling half, disconnecting from it (the corresponding pair of ratchet teeth will “snap”). The spindle nut continues to rotate, as a result of which the non-rotating spindle with the drill is accelerated backward a certain amount from the drilling surface. After eliminating the cause of the overload, the machine elements return to the position at which the “working feed” is carried out, and the work continues until the hole is completely formed and the spindle moves to the extreme (Fig. 1, 2 — left) position. In this case, the end 28 of the thread of the spindle abuts against the protrusion key 27 on the nut and the spindle stops moving progressively, rotating with the nut. Due to the different ratio of the number of teeth of the wheels 21, 19 and 14, 16, the wheel 19 starts to rotate at an angular speed different from the angular speed of the wheel 14, with which it is connected by the coupling half 18. Because of this, the safety clutch, the ratchet teeth of the wheel 19 and coupling halves 18 will begin to disengage, “snap”. In this case, the wheel 19 moves towards the neutral position (from Fig. 1, 2, from right to left), displacing the control handle 20, and locks in the neutral position, and the spring of the friction sleeve 24 “snaps” the coupling half 18 out of engagement with the wheel 14. As a result of this nut with spindle will rotate together, freely. Further, by moving (from FIGS. 1, 2 from right to left) the control handle 20 with some force and fixing it in the third position of the “accelerated manual spindle return”, push the wheel 19 with its inner conical surface 25 onto the outer conical surface 26 of the element on the block body (element is motionless). The wheel 19 due to the adhesion forces is stopped, stopping the wheel 21 and the spindle itself. The nut continues to rotate, carrying out accelerated reverse movement of the non-rotating spindle back. In this case, the control handle 20 is held in the indicated position until the end of the reverse movement. The specified operation of accelerated reverse movement of the spindle, if necessary, can be carried out in any intermediate position of the spindle. After that, the engine is turned off. Hardening of the bolt holes is carried out at a higher rotation speed (in particular 6, 5 s ^-1 ). If necessary, the drill is further removed and a chamfer is installed in the spindle. They turn on a high speed on the gearbox and put the engine into operation. The control handle 20 is brought into the position of the working feed and chamfers on both sides of the hole. After the operation is completed, determining this visually or by sound, the control handle 20 is moved to the “accelerated manual spindle return” position, the spindle is returned to its original position, and the engine is turned off. If necessary, perform the indicated operations on the same rail in the next place, loosen the clamp 6, shift the machine to the desired location using the markings on the ruler 7, bring the clamp to the working position and repeat the operation. After finishing work, manipulations with the machine and its elements are carried out in the reverse order described above.

Источники информацииInformation sources

1. Путевой механизированный инструмент: Справочник / В.М.Бугаенко, Р.Д.Сухих, И.М.Пиковский и др. Под ред. В.М.Бугаенко, Р.Д.Сухих. - М.: Транспорт, 2000. - С.83-87.1. Track mechanized tool: Reference book / V.M. Bugaenko, R. D. Sukhikh, I. M. Pikovsky and others. Ed. V.M. Bugaenko, R.D. Sukhikh. - M .: Transport, 2000. - P.83-87.

2. Станок рельсосверлильный: Патент РФ 2171328, МПК Е01В 31/06, В23В 45/08 /Р.Д.Сухих, А.В.Пронченко, И.М.Пиковский и др. (РФ). - Опубл. 27.07.01, Бюл.21.2. Rail-boring machine: Patent of the Russian Federation 2171328, IPC ЕВВ 31/06, В23В 45/08 /Р.D.D.Suhikh, A.V. Pronchenko, I.M. Pikovsky and others (Russian Federation). - Publ. July 27, 01, Bull. 21.

Claims

Rail-boring machine, including a motor docked to each other, a rail clamp with a pair of internal stops (spindle side) of stops with a removable template on each stop and with a pair of external (from the side opposite to the spindle) removable templates made with the possibility of contact with the rail head and sole , the design of the machine is also made with a rotary screw clamp, with a ruler assembly and with handles, a spindle rotation and screw-screw block with a safety clutch, manual on and off devices reverse movement of the spindle and its automatic stop at the end of the movement and the gearbox, characterized in that the engine is docked to one and the other parts of the machine to the other opposite side of the clamp, the motor shaft is connected to the input shaft of the gearbox by a lengthy shaft with two connecting couplings between the clamp elements provided with an additional pair of external stops with a removable external template on each stop located closer to the center of the clamp compared to a pair of internal stops s, and all the stops are made completely welded, and the inner pair of templates is made with the possibility of contact only with the sole of the rail, the rotary screw clamp is made two-armed, placed between the internal stops over the entire gap between them, spring-loaded relative to the clamp and made to interact with the edge of the rail head, and its screw is screwed into the nut on the clamp and made with the possibility of contacting the end face with the platform on the clamp, while the safety clutch, devices for switching on, off and reverse movement of the spindle made in the form of a single unit with the first wheel freely mounted on the axis of the spindle rotation and displacement block, the teeth of which are engaged with the teeth of the output gear of the gearbox and with the teeth of the wheel fastened to the spindle nut made with ratchet teeth on one of the ends of its crown, made with the possibility of interaction with ratchet teeth at the first end of the coupling half, at the second end of which ratchet teeth are also made, made with the possibility of interaction with ratchet teeth at the end of the second a wheel freely mounted on the axle and connected to the control handle, the teeth of which are engaged with the teeth of the wheel, a sliding key connected to the spindle, the coupling half being configured to interact with its internal contact surface with the contact protrusion on the end face of the concentric half coupling of the friction sleeve, spring loaded relative to the second wheel, in addition, this second wheel is provided with an inner conical surface, made with the possibility of contact with the outer conical surface of the electric ment, fastened to the housing unit, and the automatic stop device at the end of the spindle movement is made in a projecting manner - on the end tabs of the spindle nut adapted to cooperate with the end of the thread on the spindle.