RU2788406C1

RU2788406C1 - Machine and method for stabilising the rail track

Info

Publication number: RU2788406C1
Application number: RU2022103459A
Authority: RU
Inventors: Йозеф Хофштэттер
Original assignee: Плассер энд Тойрер Экспорт фон Банбаумашинен Гезельшафт М.Б.Х
Priority date: 2019-09-18
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2023-01-19

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of maintenance of the ballast base of the railway track, in particular, to machines for stabilising the track and methods for the use thereof. Machine comprises a frame with rail travelling gears and a stabilisation unit configured to be height-adjusted. The unit comprises a vibration generator with rotating imbalance masses and a lifting drive. At the same speed of rotation, the main and auxiliary imbalance masses create different centrifugal forces depending on the direction of rotation. The masses are connected so as to have a first phase of displacement when rotating in one direction and a second phase of displacement when rotating in the other direction. When stabilising the track, the stabilisation unit is lowered onto the rail track and driven with a variable direction of rotation.

EFFECT: ensured rail track stabilisation.

13 cl, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

[01] Настоящее изобретение касается машины для стабилизации рельсового пути, которая содержит машинную раму, опирающуюся на рельсовые ходовые механизмы, и стабилизационный агрегат, выполненный с возможностью перестановки по высоте и перемещающийся с помощью агрегатных роликов по рельсам рельсового пути, который включает в себя генератор вибраций с вращающимися массами дисбалансов для получения ударной силы, воздействующей динамически в плоскости рельсового пути в перпендикулярном направлении относительного продольного направления рельсового пути, а также подъемный привод для создания воздействующей на рельсовый путь нагрузки. Изобретение касается также способа эксплуатации такой машины.[01] The present invention relates to a machine for stabilizing a rail track, which includes a machine frame supported by rail running gears and a stabilizing unit that is adjustable in height and moves by means of aggregate rollers along the rails of the rail track, which includes a vibration generator with rotating masses of unbalances to obtain an impact force acting dynamically in the plane of the rail track in the perpendicular direction of the relative longitudinal direction of the rail track, as well as a lifting drive to create a load acting on the rail track. The invention also relates to a method for operating such a machine.

Уровень техникиState of the art

[02] К признанным в настоящее время мерам по ремонту железнодорожного полотна относится уплотнение щебеночной постели с помощью динамических стабилизаторов рельсового пути после проведения подбивочных работ. С помощью такого метода повышается не только сопротивление железнодорожной решетки в поперечном направлении, но также достигается и высокое качество щебеночной постели на продолжительный период времени.[02] Currently recognized measures for the repair of the railway track include compacting the gravel bed with dynamic track stabilizers after tamping. With this method, not only the resistance of the rail grid in the transverse direction is increased, but also the high quality of the crushed stone bed is achieved for a long period of time.

[03] На действие уплотнения влияют при этом многие параметры, среди которых такие как частота уплотнения, амплитуда вибрации, вертикальная нагрузка и динамическая ударная сила. Частота ограничивается состоянием материала щебня в диапазоне, примерно, 32-38 Hz. В этом диапазоне показывает щебеночная постель оптимальное состояние.[03] The action of the seal is influenced by many parameters, such as the frequency of the seal, the vibration amplitude, the vertical load and the dynamic impact force. The frequency is limited by the state of the crushed stone material in the range of approximately 32-38 Hz. In this range, the crushed stone bed shows the optimal condition.

[04] Машины для стабилизации рельсового пути уже давно известны из уровня техники. В случае так называемого динамического стабилизатора рельсового пути опускаются расположенные между двумя рельсовыми ходовыми механизмами стабилизационные агрегаты благодаря перестановке по высоте на стабилизируемый рельсовый путь и нагружаются вертикальной нагрузкой. Через агрегатные ролики и прилегающие к внешним кромкам головки рельса захватывающие ролики передаются при непрерывном движении поперечные вибрации стабилизационных агрегатов на рельсовый путь.[04] Track stabilization machines have long been known in the art. In the case of a so-called dynamic track stabilizer, the stabilizer units located between two rail bogies are lowered by height adjustment onto the track to be stabilized and loaded with a vertical load. Through the aggregate rollers and the gripping rollers adjacent to the outer edges of the rail head, during continuous movement, the transverse vibrations of the stabilization units are transmitted to the track.

[05] Подобная машина известна, например, из публикации WO 2008/009314 А1. При этом включает в себя стабилизационный агрегат переставляемые массы дисбалансов, чтобы быстро уменьшить ударную силу до определенной величины или свести ее до нуля (например, в случае жестких конструкций, как мосты или туннели) и сразу же после достижения стабилизируемого участка рельсового пути поднять ее до первоначального значения.[05] Such a machine is known, for example, from WO 2008/009314 A1. At the same time, the stabilization unit includes rearranged masses of imbalances in order to quickly reduce the impact force to a certain value or reduce it to zero (for example, in the case of rigid structures, such as bridges or tunnels) and, immediately after reaching the stabilized section of the track, raise it to the original values.

[06] Поскольку частота может варьироваться только внутри ограниченного диапазона, то переходят к тому, чтобы варьировать ударную силу путем изменения положения эксцентриковых масс. Недостаток в данном случае заключается в конструкции подвижных элементов, которая в своем применении является очень громоздкой и комплексной. Это обусловливает также соответствующие финансовые затраты на обслуживание и ремонт.[06] Since the frequency can only vary within a limited range, then proceed to vary the impact force by changing the position of the eccentric masses. The disadvantage in this case lies in the design of the movable elements, which in its application is very cumbersome and complex. This also leads to corresponding financial costs for maintenance and repair.

Краткое описание изобретенияBrief description of the invention

[07] В основе изобретения лежит задача - улучшить машину указанного типа путем более простой и надежной конструкции стабилизационного агрегата и добиться значительного улучшения экономичности в его работе с учетом затрат на ремонтные работы по сравнению с известным уровнем техники. При этом должен быть также предложен выполняемый с помощью машины способ уплотнения щебеночной постели железнодорожного полотна.[07] The invention is based on the task of improving the machine of this type by a simpler and more reliable design of the stabilization unit and to achieve a significant improvement in its efficiency, taking into account the cost of repair work, compared with the prior art. At the same time, a machine-based method for compacting the crushed stone bed of the railway track should also be proposed.

[08] В соответствии с заявленным изобретением эти задачи решаются с помощью машины согласно пункту 1 формулы и способа согласно пункту 11 формулы. Зависимые пункты формулы описывают предпочтительные варианты выполнения изобретения.[08] In accordance with the claimed invention, these tasks are solved using a machine according to paragraph 1 of the formula and a method according to paragraph 11 of the formula. The dependent claims describe preferred embodiments of the invention.

[09] В заявленном изобретении предусматривается, что основная масса дисбаланса и вспомогательная масса дисбаланса при равномерной скорости вращения вызывают в зависимости от направления вращения различные центробежные силы, при этом обе массы дисбалансов спарены таким образом, что при вращении в одном направлении массы дисбалансов имеют относительно друг друга первое смещение фаз и что при вращении в противоположном направлении массы дисбалансов имеют относительно друг друга второе смещение фаз, отклоняющееся от первого смещения фаз. В зависимости от расположения масс дисбалансов изменяется измененное смещение фаз как по направлению вращения, так и по силе удара.[09] The claimed invention provides that the main unbalance mass and the auxiliary unbalance mass at a uniform speed of rotation cause, depending on the direction of rotation, different centrifugal forces, while both masses of unbalances are paired in such a way that, when rotating in one direction, the masses of unbalances have relative to each other. each other the first phase displacement and that, when rotating in the opposite direction, the unbalance masses have a second phase displacement relative to each other, deviating from the first phase displacement. Depending on the location of the masses of imbalances, the changed phase displacement changes both in the direction of rotation and in the force of impact.

[10] Один вал вращения имеет, по меньшей мере, одну массу дисбаланса также и, по меньшей мере, одну вспомогательную массу дисбаланса, при этом основная масса дисбаланса жестко соединена с валом. Такое шпоночное соединение с валом выполнено конструктивно в форме целостной компактной конструкции.[10] One rotation shaft has at least one unbalance mass as well and at least one auxiliary unbalance mass, while the main unbalance mass is rigidly connected to the shaft. Such a keyed connection with the shaft is made structurally in the form of an integral compact design.

[11] Вспомогательная масса дисбаланса расположена таким образом, что она может свободно вращаться в определенном угловом диапазоне. Этот определенный угловой диапазон устанавливается в зависимости от направления вращения привода и вызывает тем самым два возможных различных по значению смещения фаз между основной массой дисбаланса и соответствующей вспомогательной массой дисбаланса, при этом окончательные удары в соответствующем направлении вращения определяют положение основной массы дисбаланса относительно вспомогательной массы дисбаланса. В дальнейших конструктивных исполнениях обозначаются основная масса дисбаланса и относящаяся к ней вспомогательная масса дисбаланса вокруг этой же оси вращения как пара масс дисбалансов.[11] The auxiliary unbalance mass is positioned so that it can rotate freely within a certain angular range. This defined angular range is set depending on the direction of rotation of the actuator and thus causes two possible different phase shifts between the main unbalance mass and the corresponding auxiliary unbalance mass, with the final impacts in the corresponding direction of rotation determining the position of the main unbalance mass relative to the auxiliary unbalance mass. In further embodiments, the main unbalance mass and the associated auxiliary unbalance mass around the same axis of rotation are referred to as a pair of unbalance masses.

[12] При этом включает в себя стабилизационный агрегат в качестве основных компонентов в своем наиболее простом конструктивном исполнении вал вращения и пару масс дисбалансов, состоящую из основной массы дисбаланса и вспомогательной массы дисбаланса.[12] This includes the stabilization unit as main components in its simplest design, a rotation shaft and a pair of unbalance masses, consisting of a main unbalance mass and an auxiliary unbalance mass.

[13] При этом оказывается предпочтительным, если захват вспомогательных масс дисбалансов выполняется как жесткое соединение с основными массами дисбалансов, тем самым с помощью, так называемых пассивных захватов. При этом оказывается конструктивно возможным выполнять эти захваты конструктивно как самостоятельные конструктивные элементы, но может также с помощью соответствующей конструктивной формы основных масс дисбалансов осуществляться интеграция функций захвата в одном конструктивном исполнении. Благодаря такому специальному конструктивному исполнению или же геометрическому расположению захватов получается заранее определенный угловой диапазон, в котором возможно свободное вращение вспомогательных масс дисбалансов между конечными ударами.[13] In this case, it is advantageous if the capture of the auxiliary masses of imbalances is carried out as a rigid connection with the main masses of imbalances, thus with the help of so-called passive captures. In this case, it is structurally possible to construct these grips as independent structural elements, but it is also possible, with the help of an appropriate structural form of the main imbalance masses, to integrate the gripping functions in one design. Thanks to this special design or the geometrical arrangement of the jaws, a predetermined angular range is obtained, in which the free rotation of the auxiliary imbalance masses between the end impacts is possible.

[14] В другом наиболее предпочтительном варианте конструктивного исполнения включает в себя стабилизационный агрегат два вала вращения, вращающихся в противоположном направлении и спаренных друг с другом с помощью зубчатых колес, и по паре масс дисбалансов, расположенной на каждом валу. В данном случае возникает в зависимости от ориентации и положения фаз пары масс дисбалансов относительно друг друга и тем самым отдельных центробежных сил и их различных направлений действия сложение или вычитание дополнительных векторов сил в корпусе машины. При этом обычно предусматривается, что все компоненты центробежных сил вычитаются в вертикальном направлении, тем самым происходит подъем, в то время как компоненты центробежных сил в горизонтальном направлении складываются, тем самым в горизонтальном направлении достигается результирующая максимально возможная общая сила удара. В результате получаются, по меньшей мере, две различные по своему значению силы удара, чтобы иметь возможность целенаправленно изменять воздействующую на рельсовый путь силу удара.[14] In another most preferred embodiment, the stabilization unit includes two shafts of rotation, rotating in the opposite direction and paired with each other using gears, and a pair of unbalance masses located on each shaft. In this case, depending on the orientation and position of the phases of the pair of mass imbalances relative to each other and thus the individual centrifugal forces and their different directions of action, the addition or subtraction of additional force vectors in the machine body occurs. This usually provides that all components of the centrifugal forces are subtracted in the vertical direction, thereby lifting occurs, while the components of the centrifugal forces in the horizontal direction are added, thereby achieving the resulting maximum possible total impact force in the horizontal direction. As a result, at least two different impact forces are obtained in order to be able to purposefully change the impact force acting on the track.

[15] При этом оказывается предпочтительным, если соответствующая масса дисбаланса располагается на стабилизационном агрегате с осью вращения, направленной вдоль продольного направления рельсового пути. Это направление особенно пригодно для применения в стабилизационном агрегате, так как результирующая ударная сила воздействует на стабилизируемый рельсовый путь перпендикулярно к продольному направлению рельсового пути. Таким образом, передается оптимальное количество энергии на рельсовый путь.[15] In this case, it turns out to be preferable if the corresponding unbalance mass is located on the stabilization unit with the axis of rotation directed along the longitudinal direction of the rail track. This direction is particularly suitable for use in a stabilization unit, since the resulting impact force acts on the track to be stabilized perpendicular to the longitudinal direction of the track. In this way, the optimal amount of energy is transferred to the track.

[16] Также может оказаться предпочтительным, когда один вал вращения имеет две пары масс дисбалансов, при этом пара масс дисбалансов включает в себя по одной основной массе дисбаланса, а также одну вспомогательную массу дисбаланса вокруг одной и той же оси вращения. В зависимости от требований к общей ударной силе, или же к ее значению могут на одном валу вращения располагаться серийно несколько пар масс дисбалансов.[16] It may also be advantageous for one rotation shaft to have two pairs of unbalance masses, where the pair of unbalance masses includes one main unbalance mass each, as well as one auxiliary unbalance mass around the same axis of rotation. Depending on the requirements for the total impact force, or its value, several pairs of unbalance masses can be serially located on one rotation shaft.

[17] Работа двух стабилизационных агрегатов на машине может или спариваться с помощью общего привода или возможна работа каждого стабилизационного агрегата независимо друг от друга с помощью самостоятельных приводов.[17] The operation of two stabilization units on the machine can either be paired with a common drive, or it is possible to operate each stabilization unit independently of each other using independent drives.

[18] Если в одном предпочтительном варианте выполнения изобретения используются на машине два приводимых независимо друг от друга стабилизационных агрегата, то можно управлять до восьми ударными силами, имеющими различные значения, математически получается 3²-1=8.[18] If, in one preferred embodiment of the invention, two independently driven stabilization units are used on the machine, then up to eight impact forces can be controlled, having different values, mathematically 3 ² -1=8.

[19] В другом варианте выполнения изобретения предусматривается, что в случае приводимых независимо друг от друга стабилизационных агрегатов включаются соответствующие приводы с помощью общего устройства управления.[19] In another embodiment of the invention, it is provided that in the case of stabilizer units driven independently of each other, the respective drives are switched on by means of a common control device.

[20] В результате этого отдельные приводы согласуются оптимально друг с другом в своей работе и точно управляются. Благодаря синхронизации фаз не спаренных стабилизационных агрегатов может обеспечиваться работа при вибрации в одном направлении или в разных направлениях. Прежде всего, для управления указанными восьмью различными ударными усилиями представляет это особенное преимущество.[20] As a result, the individual drives are optimally matched to each other in their operation and precisely controlled. By synchronizing the phases of the unpaired stabilizer units, operation with vibration in the same direction or in different directions can be ensured. First of all, for controlling said eight different impact forces, this is a particular advantage.

[21] В простом конструктивном исполнении приводятся спарено, по меньшей мере, два стабилизационных агрегата на одной машине, например, через коленчатый вал. В таком случае позволяет общий привод получить очень компактную конструкцию всей установки.[21] In a simple design, at least two stabilization units are driven in pairs on one machine, for example, via a crankshaft. In this case, the common drive allows a very compact design of the entire installation to be obtained.

[22] Для привода вращающегося вала предусматривается, что приводы выполняются конструктивно как гидравлические исполнительные органы. В результате этого могут приводы встраиваться в уже существующую, гидравлическую систему.[22] To drive a rotating shaft, it is envisaged that the drives are designed as hydraulic actuators. As a result, the drives can be integrated into an already existing hydraulic system.

[23] В другом варианте выполнения изобретения может оказаться предпочтительным, если соответствующие приводы будут выполнены конструктивно как электрические исполнительные органы. Именно для новых концепций машин, в которых предусматриваются современный и эффективный общий привод с питанием от аккумулятора или магистрального электропровода, такое изобретение является целесообразным.[23] In another embodiment of the invention, it may be preferable if the respective actuators are designed as electric actuators. It is for new machine concepts, which provide for a modern and efficient common drive powered by a battery or a main electrical wire, such an invention is appropriate.

[24] В заявленном способе эксплуатации машины предусматривается, что опускают, по меньшей мере, один стабилизационный агрегат на рельсовый путь с помощью подъемного привода и нагружают нагрузкой и что приводят пару масс дисбалансов с помощью вращающегося вала с переключаемым направлением вращения. Тем самым, обеспечивается с учетом местных особенностей стабилизация рельсового пути с изменяющейся силой удара.[24] In the claimed method of operating the machine, it is provided that at least one stabilization unit is lowered onto the track by means of a lifting drive and loaded with a load, and that a pair of mass imbalances is brought about by means of a rotating shaft with a switchable direction of rotation. Thus, taking into account local characteristics, the stabilization of the rail track with a changing impact force is ensured.

[25] В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения регулируется форсирование мощности привода стабилизационного агрегата через, так называемый, мягкий запуск. При этом устанавливают заранее определенный повышающийся пробег в установленной системе управления, который позволяет выполнить целенаправленное форсирование в течение определенного периода времени, чтобы предотвратить столкновения на конечных этапах ударов масс дисбалансов.[25] In another preferred embodiment of the invention, the boost in drive power of the stabilizer unit is controlled through a so-called soft start. In this case, a predetermined increasing run is set in the installed control system, which allows targeted forcing within a certain period of time in order to prevent collisions in the final stages of impacts of mass imbalances.

[26] Другой вариант выполнения способа позволяет выполнить переменное регулирование силы удара в диапазоне между выбираемыми ступенями силы удара благодаря изменению числа оборотов соответствующего привода. Это обусловливает при эксплуатации машины большую гибкость и точность при стабилизации рельсового пути.[26] Another embodiment of the method makes it possible to perform a variable adjustment of the impact force in the range between selectable impact force levels by changing the speed of the respective drive. This leads to greater flexibility and precision in the operation of the machine when stabilizing the track.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[27] Заявленное изобретение поясняется ниже более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах схематически изображено.[27] The claimed invention is explained below in more detail with reference to the accompanying drawings. The drawings show schematically.

На Фиг. 1 изображен вид сбоку на машину для стабилизации рельсового путиOn FIG. 1 is a side view of a track stabilization machine.

На Фиг. 2 изображены независимые стабилизационные агрегаты с собственным приводом.On FIG. 2 shows independent stabilization units with their own drive.

На Фиг. 3 изображены спаренные агрегаты с общим приводомOn FIG. 3 shows coupled units with a common drive

На Фиг. 4 изображен детально стабилизационный агрегат в разрезеOn FIG. 4 shows in detail the stabilization unit in section

На Фиг. 5 изображены зависимые от направления вращения перестановки дисбалансов с помощью захватовOn FIG. 5 shows the direction-of-rotation-dependent shifting of unbalances with grippers.

На Фиг. 6 изображена перестановка дисбалансов путем регулирования числа оборотов в промежуточном диапазоне.On FIG. 6 shows the reversal of imbalances by adjusting the speed in an intermediate range.

Описание вариантов выполнения изобретенияDescription of embodiments of the invention

[28] На Фиг. 1 изображена в упрощенном варианте машина 1 для стабилизации рельсового пути 3, расположенного на щебне 2, которая включает в себя машинную раму 6, опирающуюся с помощью рельсовых ходовых механизмов 4 на рельсы 5. Между расположенными на концах рельсовыми ходовыми механизмами 4 расположены друг за другом два стабилизационных агрегата 7 в продольном направлении 8 рельсового пути. Они соединены с машинной рамой 6 и выполнены с возможностью перестановки по высоте с помощью подъемного привода 9.[28] FIG. 1 shows in a simplified version a machine 1 for stabilizing a track 3 located on gravel 2, which includes a machine frame 6 supported by rail running gears 4 on rails 5. Between the rail running gears 4 located at the ends, two stabilization unit 7 in the longitudinal direction 8 of the track. They are connected to the machine frame 6 and are adjustable in height using a lifting drive 9.

[29] Измерительная система 27 для регистрации геометрии рельсового пути установлена на машинной раме 6. Устройство управления 26 предназначено для обработки данных, получаемых от измерительной системы 27, а также для определения установочных параметров для работы и управления стабилизационными агрегатами 7 подъемными приводами 9 и приводом 13.[29] Measuring system 27 for recording the geometry of the track is installed on the machine frame 6. The control device 26 is designed to process data received from the measuring system 27, as well as to determine the settings for operation and control of the stabilization units 7 lifting drives 9 and the drive 13 .

[30] Конструктивное исполнение, изображенное на Фиг. 1, образует независимые, не спаренные стабилизационные агрегаты 7 с собственными приводами 13. На последующих фигурах (Фиг. 2 и Фиг. 3) изображены возможные варианты конструктивного исполнения со спаренными, так и с не спаренными стабилизационными агрегатами 7.[30] The design shown in FIG. 1, forms independent, non-paired stabilization units 7 with their own drives 13. The following figures (Fig. 2 and Fig. 3) show possible design options with paired and non-paired stabilization units 7.

[31] На Фиг. 2 изображены независимые стабилизационные агрегаты с собственным приводом. С помощью агрегатных роликов 10 может каждый стабилизационный агрегат 7 плотно зацепляться с рельсовым путем 3, чтобы передавать ему вибрации с необходимой частотой. Агрегатные ролики 10 включают в себя для каждого рельса 5 два ребордных ролика, которые перекатываются по внутренней кромке рельса 5, и захватывающий ролик, который во время работы прижимается снаружи с помощью захватывающего механизма 11 к рельсу 5. С помощью подъемного привода 9 рельсовый путь 3 нагружается вертикальной статической нагрузкой.[31] FIG. 2 shows independent stabilization units with their own drive. With the help of aggregate rollers 10, each stabilization unit 7 can be tightly engaged with the rail track 3 in order to transmit vibrations to it at the required frequency. Aggregate rollers 10 include for each rail 5 two flanged rollers that roll along the inner edge of the rail 5, and a gripping roller, which during operation is pressed from the outside by means of a gripping mechanism 11 to the rail 5. With the help of a lifting drive 9, the rail track 3 is loaded vertical static load.

[32] Приводы 13 стабилизационного агрегата 7 подсоединены к общему источнику питания 25. В случае электрических приводов 13 таковым является, например, блок мотор-генератор с питанием от электрического накопителя. Также и магистральный электропровод может использоваться для питания электрических приводов 13, если машина 1 имеет токосниматель и соответствующий преобразователь. Если применяются гидравлические приводы 13, то источник питания 25 интегрируется в гидравлическую систему машины 1.[32] The drives 13 of the stabilization unit 7 are connected to a common power source 25. In the case of electric drives 13, this is, for example, a motor-generator unit powered by an electric storage. Also, the main electrical wire can be used to power the electric drives 13, if the machine 1 has a current collector and an appropriate converter. If hydraulic drives 13 are used, then the power source 25 is integrated into the hydraulic system of the machine 1.

[33] Альтернативный вариант конструктивного исполнения показан на Фиг. 3 со спаренными стабилизационными агрегатами и общим приводом. Основная конструкция стабилизационных агрегатов 7 является идентичной конструктивному исполнению, показанному на Фиг. 2, разница в данном случае заключается в спаривании установки в продольном направлении 8 рельсового пути и в выполнении приводов 13. С помощью соединительного вала 15 соединяются стабилизационные агрегаты 7 вместе, готовыми к работе. Привод 13 и соединительный вал 14 выполнены конструктивно просто.[33] An alternative design is shown in FIG. 3 with twin stabilization units and a common drive. The basic structure of the stabilization units 7 is identical to the one shown in FIG. 2, the difference in this case lies in the pairing of the installation in the longitudinal direction 8 of the rail track and in the implementation of the drives 13. By means of the connecting shaft 15, the stabilization units 7 are connected together, ready for operation. The drive 13 and the connecting shaft 14 are structurally simple.

[34] На Фиг. 4 показан детально один из стабилизационных агрегатов 7 в разрезе. Внутри корпуса 16 установлен возбудитель вибраций 21, который имеет массы дисбалансов, расположенные на двух осях вращения 21 соответственно с использованием вала вращения 18. При этом образуют основная масса дисбаланса 19 и вспомогательная масса дисбаланса 20 пару масс дисбалансов. Каждый вал вращения 18 располагается по обеим сторонам корпуса 16 с возможностью вращения в подшипниках 22.[34] FIG. 4 shows in detail one of the stabilization units 7 in section. Inside the housing 16, a vibration exciter 21 is installed, which has masses of imbalances located on two axes of rotation 21, respectively, using a rotation shaft 18. In this case, the main mass of the imbalance 19 and the auxiliary mass of the imbalance 20 form a pair of imbalance masses. Each rotation shaft 18 is located on both sides of the housing 16 with the possibility of rotation in bearings 22.

[35] Спаривание масс дисбалансов 19, 20 осуществляется с помощью, так называемых, захватов 24, которые в данном случае выполнены как самостоятельные элементы. Они расположены непосредственно на основной массе дисбаланса 19 и на вспомогательной массе дисбаланса 20 одинаково закрытыми.[35] Pairing mass imbalances 19, 20 is carried out using the so-called grips 24, which in this case are made as independent elements. They are located directly on the main unbalance mass 19 and on the auxiliary unbalance mass 20 equally closed.

[36] Вращающиеся в противоположных направлениях валы вращения 18 соединены между собой механически с помощью зубчатых колес 23, при этом передача усилия на вал вращения 18 выполняется жестко с помощью шпоночного соединения.[36] The counter-rotating rotation shafts 18 are mechanically connected to each other by means of gears 23, while the transmission of force to the rotation shaft 18 is rigidly performed by means of a key connection.

[37] С помощью подшипников скольжения расположены на валу вращения 18 вспомогательные массы дисбалансов 20, выполненные конструктивно с возможностью свободного вращения, основные массы дисбалансов 19 жестко соединены с валом вращения 18 с помощью шпоночного соединения.[37] With the help of plain bearings, auxiliary masses of imbalances 20 are located on the rotation shaft 18, made structurally with the possibility of free rotation, the main masses of imbalances 19 are rigidly connected to the rotation shaft 18 using a key connection.

[38] Изображенная на Фиг. 4 конструкция показывает по две расположенные коаксиально на валах вращения 18 пары масс дисбалансов, то есть по паре основных масс дисбалансов 19 соответственно с двумя вспомогательными массами дисбалансов 20. В качестве простого решения технической задачи возможна конструкция только с одним валом вращения 18 и только с одной расположенной на нем парой масс дисбалансов.[38] Depicted in FIG. 4, the design shows two pairs of imbalance masses located coaxially on the rotation shafts 18, that is, a pair of main imbalance masses 19, respectively, with two auxiliary mass imbalances 20. As a simple solution to a technical problem, a design with only one rotation shaft 18 and only one located it has a couple of mass imbalances.

[39] На Фиг. 5 показано схематически регулирование дисбалансов в зависимости от направления вращения с помощью захвата 24. При этом показывают изображения А, В, С, D, Е, F, G, Н угловые положения 0°, 90°, 180° и 270° соответственно для обоих направлений вращения, при этом каждое изображение составляется из верхнего и нижнего вала вращения 18. Указанное направление вращения относится всегда к верхнему валу вращения 18, нижний вал вращения 18 вращается благодаря механическому сцеплению в противоположном направлении.[39] FIG. 5 shows schematically the regulation of imbalances depending on the direction of rotation using the grip 24. In this case, images A, B, C, D, E, F, G, H are shown, the angular positions of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 °, respectively, for both directions of rotation, each image being made up of an upper and a lower rotation shaft 18. The indicated direction of rotation always refers to the upper rotation shaft 18, the lower rotation shaft 18 rotates in the opposite direction due to the mechanical clutch.

[40] Изображения от А до D показывают работу с вращением направо (направление вращения по часовой стрелке), в то время как изображения от Е до Н показывают работу с вращением налево (направление вращения против часовой стрелки).[40] Pictures A to D show right hand rotation (clockwise direction of rotation), while pictures E to H show left hand rotation (counterclockwise direction of rotation).

[41] Конструкция на изображении А (угловое положение 0°) включает в себя верхний вал вращения 18, вращающийся направо, с расположенной на нем парой масс дисбалансов. Основная масса дисбалансов 19 с относящимися к ней захватами 24 (заштрихованы тонко) создает центробежную силу F1 отточки вращения в вертикальном направлении, вспомогательная масса дисбалансов 20 с относящимися к ней захватами 24 (заштрихованы полностью) создает аналогично центробежную силу F3, направленную от точки вращения в вертикальном направлении. Суммарное значение обеих сил F1 и F3 создает общую центробежную силу F_ges1. На нижнем валу вращения 18 (вращение налево) воздействует общая центробежная сила F_ges1 как суммарное значение сил F2 и F4 с таким же значением в противоположном направлении вращения, действие сил прекращается, тем самым уменьшая воздействие на общий стабилизационный агрегат 7, в вертикальном направлении не действует никакая сила.[41] The structure in image A (angular position 0°) includes an upper rotation shaft 18, rotating to the right, with a pair of unbalance masses located thereon. The main mass of unbalances 19 with its associated grips 24 (thinly shaded) creates centrifugal force F1 of the rotation point in the vertical direction, the auxiliary mass of imbalances 20 with its associated grips 24 (shaded in full) creates a similar centrifugal force F3 directed from the pivot point in the vertical direction. direction. The total value of both forces F1 and F3 creates a total centrifugal force F _ges 1. The total centrifugal force F _ges 1 acts on the lower rotation shaft 18 (clockwise rotation) as the total value of the forces F2 and F4 with the same value in the opposite direction of rotation, the action of the forces stops , thereby reducing the impact on the common stabilization unit 7, no force acts in the vertical direction.

[42] В изображении В (угловое положение 90°) воздействует общая центробежная сила F_ges1 отточки вращения в горизонтальном направлении. Такое же положение с силами создается на нижнем валу вращения 18 (вращение налево), в данном случае воздействует общая центробежная сила F_ges1 как суммарное значение сил F2 и F4 с одинаковым значением в том же направлении, силы складываются и получается максимально возможная ударная сила 2*F_ges1 на рельсовый путь 3 в горизонтальном направлении.[42] In image B (angular position 90°), the total centrifugal force F _ges 1 of the point of rotation in the horizontal direction acts. The same position with forces is created on the lower rotation shaft 18 (left rotation), in this case, the total centrifugal force F _ges 1 acts as the total value of the forces F2 and F4 with the same value in the same direction, the forces are added and the maximum possible impact force 2 is obtained *F _ges 1 onto track 3 in the horizontal direction.

[43] Аналогично изображениям А и В ведут себя результирующие силы на изображениях С (угловое положение 180°) и D (угловое положение 270°), в данном случае происходит аналогично прекращение (С) воздействия общих центробежных сил F_gesl и удвоение (D) этих сил.[43] Similar to images A and B, the resulting forces behave in images C (angular position 180°) and D (angular position 270°), in this case, the termination (C) of the action of the general centrifugal forces F _ges l and doubling (D ) of these forces.

[44] Конструкция на изображении Е (угловое положение 0°) показывает затем вал вращения 18 с вращением налево с расположенной на нем парой масс дисбалансов. Путем изменения направления вращения получают другое угловое положение обоих масс дисбалансов 19, 20 относительно друг друга. Основная масса дисбаланса 19 с относящимися к ней захватами 24 (тонкая штриховка) вызывает центробежную силу F1 от точки вращения в вертикальном направлении наверх, вспомогательная масса дисбаланса 20 с относящимися к ним захватами 24 (полная штриховка) создает центробежную силу F3 отточки вращения в вертикальном направлении вниз. Суммарное значение обеих центробежных сил F1 и F3 получается как общая суммарная центробежная сила F_ges2. На нижнем валу вращения 18 (направление вращения налево) воздействует общая центробежная сила F_ges2 как суммарное значение с обшей величиной в противоположном направлении, действие сил прекращается тем самым при уменьшении воздействия на общий стабилизационный агрегат 7, тем самым не действует никакой силы в вертикальном направлении.[44] The structure in image E (angular position 0°) then shows a left-handed rotation shaft 18 with a pair of unbalance masses located thereon. By changing the direction of rotation, a different angular position of the two imbalance masses 19, 20 relative to each other is obtained. The main unbalance mass 19 with its associated grips 24 (thin shading) generates a centrifugal force F1 from the pivot point in the vertical direction upwards, the auxiliary unbalance mass 20 with its associated grips 24 (full shading) generates the centrifugal force F3 of the pivot point in the vertical downward direction . The total value of both centrifugal forces F1 and F3 is obtained as the total total centrifugal force F _ges 2. On the lower rotation shaft 18 (rotation direction to the left) the total centrifugal force F _ges 2 acts as a total value with a total value in the opposite direction, the action of the forces is thereby terminated by reducing the impact on the common stabilization unit 7, thereby no force is acting in the vertical direction.

[45] В изображении F (угловое положение 90°) воздействует общая центробежная сила F_ges2 отточки вращения в горизонтальном направлении. Такая же ситуация существует на нижнем валу вращения 18 (вращение налево), в данном случае воздействует общая центробежная сила F_ges2 как суммарное значение сил F2 и F4 с одинаковым значением в том же направлении, усилия складываются и получается минимально возможная ударная сила 2*F_ges2, воздействующая на рельсовый путь 3 в горизонтальном направлении.[45] In the image F (angular position 90°) acts the total centrifugal force F _ges 2 points of rotation in the horizontal direction. The same situation exists on the lower rotation shaft 18 (left rotation), in this case, the total centrifugal force F _ges 2 acts as the total value of the forces F2 and F4 with the same value in the same direction, the forces add up and the minimum possible impact force 2*F is obtained _ges 2 acting on the track 3 in the horizontal direction.

[46] Аналогично изображениям Е и F ведут себя результирующие силы в изображениях G (угловое положение 180°) и Н (угловое положение 270°), в данном случае аналогично речь идет о прекращении воздействия (G) и удвоения воздействия (Н) общих центробежных сил F_ges2.[46] Similar to images E and F, the resulting forces behave in images G (angular position 180°) and H (angular position 270°), in this case, similarly, we are talking about stopping the impact (G) and doubling the impact (H) of the common centrifugal forces F _ges 2.

[47] На Фиг. 6 показано на примере диаграммы, как может регулироваться ударная сила путем незначительного регулирования числа оборотов. Если на машине 1 используются два приводимых независимо друг от друга стабилизационных агрегата, то могут регулироваться до восьми различных ударных сил по своему значению, так что получается 3²-1=8.[47] In FIG. 6 shows in an example diagram how the impact force can be adjusted by slightly adjusting the speed. If two independently driven stabilization units are used on the machine 1, up to eight different impact forces can be adjusted in value, so that 3 ² -1=8 is obtained.

[48] В диапазоне между ступенями ударной силы можно выполнять компенсацию путем изменения числа оборотов соответствующего привода 13 в пределах очень узкого диапазона частоты. При полном прохождении всех промежуточных зон (обозначенные толстые линии) ступеней ударной силы S1 - S7 возникает так называемая воронка управления частотой (пунктирные линии). На ординате обозначено ударное усилие F в %, а на абсциссе частота f в Hz.[48] In the range between the impact force steps, it is possible to compensate by changing the speed of the respective drive 13 within a very narrow frequency range. With the complete passage of all intermediate zones (indicated by thick lines) of the stages of impact force S1 - S7, a so-called frequency control funnel (dashed lines) appears. The ordinate shows the impact force F in %, and the abscissa shows the frequency f in Hz.

Claims

1. Machine (1) for stabilizing the rail track (3), which contains a machine frame (6) based on rail running gears (4), and at least one stabilization unit (7), which is adjustable in height and moving with the help of aggregate rollers (10) along the rails (5) of the rail track (3), which includes a vibration generator (17) with rotating masses of imbalances (19, 20) to create a dynamic acting in the plane of the rail track perpendicular to the direction (8 ) of the impact force of the track, as well as a lifting drive (9) to create a load acting on the track (3), characterized in that

the main unbalance mass (19) and the auxiliary unbalance mass (20) at the same rotation speed create different centrifugal forces depending on the direction of rotation, while both masses of unbalances (19, 20) are connected to each other in such a way that when rotating in the same direction rotation of the masses of imbalances have a first phase of displacement relative to each other and that when rotating in the opposite direction of rotation of the masses of imbalances have a second phase of displacement relative to each other, different from the first phase of displacement.

2. Machine (1) according to claim 1, characterized in that

each two unbalance masses (19, 20), dependent on the direction of rotation, are rigidly mechanically connected to each other using structural elements such as grippers (24), thereby forming a pair of unbalance masses and as a result, depending on the direction of rotation, one from two given phase shifts.

3. Machine (1) according to one of paragraphs. 1 or 2, characterized in that

at least two counter-rotating rotation shafts (18) are connected to each other by means of gears (23).

4. Machine (1) according to one of paragraphs. 1-3, characterized in that

the corresponding unbalance mass (19, 20) is located with the rotation shaft (21) on the stabilization unit (7) in the longitudinal direction of the rail track.

5. Machine (1) according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that

the rotation shaft (18) has at least two pairs of unbalance masses, wherein the pair of unbalance masses each includes one main unbalance mass (19) as well as one auxiliary unbalance mass (20) around the same axis of rotation (21).

6. Machine (1) according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that

when using at least two stabilization units (7), its own drive (13) is used.

7. Machine (1) according to claim 6, characterized in that

the respective drives (13) are controlled by a common control device (26).

8. Machine (1) according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that

when using at least two stabilization units (7) in the overall design of the individual stabilization units (7) there is one common drive (13).

9. Machine (1) according to one of paragraphs. 6 or 8, characterized in that

the corresponding drive (13) is designed as a hydraulic actuator.

10. Machine according to one of paragraphs. 6-8, characterized in that

the corresponding drive (13) is designed as an electric actuator.

11. The method of operating the machine (1) according to one of paragraphs. 1-10, characterized in that

the corresponding stabilization unit (7) is lowered by means of a lifting drive (9) onto the rail track (3), loaded with a load and the corresponding rotation shaft (18) is driven by means of a drive (13) intended for it with a changeable direction of rotation speed.

12. The method according to p. 11, characterized in that

boosting the drive power of the drive (13) of the stabilization unit (7) is regulated using the so-called soft start, while setting a predetermined increasing run in the installed control system, which allows achieving targeted boosting within a certain period of time.

13. The method according to one of paragraphs. 11 or 12, characterized in that

achieve variable control of the impact force in the range between the possible steps of the impact force by changing the speed of the respective drive (13).