RU2374379C1

RU2374379C1 - Spike driver

Info

Publication number: RU2374379C1
Application number: RU2008116143/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Бирюлин (RU); Владимир Викторович Бирюлин; Галина Михайловна Кравченко (RU); Галина Михайловна Кравченко; Юрий Сергеевич Огарь (RU); Юрий Сергеевич Огарь; Анатолий Васильевич Пронченко (RU); Анатолий Васильевич Пронченко; Алексей Михайлович Ряузов (RU); Алексей Михайлович Ряузов; Владимир Константинович Синявский (RU); Владимир Константинович Синявский; Владимир Ильич Стеблецов (RU); Владимир Ильич Стеблецов; Роберт Дмитриевич Сухих (RU); Роберт Дмитриевич Сухих
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-27

Abstract

FIELD: construction, road engineering.

SUBSTANCE: invention is related to mechanized electropneumatic track tools with high-frequency drive for spike driving into wooden sleepers in process of repair and reconstruction of railway track superstructure. Spike driver comprises high-frequency electric motor, two handles on body, geared cylindrical two-stage reducer, crank-slider mechanism, shock-absorbing device and working tool. Spike driver is additionally equipped with two thermoswitches and duotan inserts. Value of striker mass is accepted under condition of equality of 0.016-0.021 (with average value of 0.0185) of its weight force ratio to force of atmospheric air pressure at it. Value of hollow length of chamber in spike driver shaft is accepted under condition of equality of 0.015-0.025 (with average value of 0.02) of ratio of highest work of striker weight force at full length of chamber to required energy of its shock, and value of slider-piston motion circular frequency is accepted under condition of equality of 200-215 ( with average value of 207) of ratio of its conventional acceleration to acceleration of gravity.

EFFECT: increased convenience and safety of work operation with the help of spike driver and increase of its efficiency due to reduction of its mass and vibration activity and increased energy of shock by improvement of layout and design and optimisation of its parametres.

5 dwg

Description

Изобретение относится к механизированным электропневматическим путевым инструментам с высокочастотным приводом для забивки костылей в деревянные шпалы при ремонте и реконструкции верхнего строения железнодорожного пути.The invention relates to mechanized electro-pneumatic traveling tools with a high-frequency drive for driving crutches into wooden sleepers during the repair and reconstruction of the upper structure of the railway track.

Известен костылезабивщик ЭПКЗ, включающий мотор-редуктор со встроенным в корпус электродвигателем, две рукояти на корпусе, выполненные с двумя боковинами и поперечиной каждая и с электрическим выключателем на одной рукояти, и зубчатый конический одноступенчатый редуктор с кривошипом кривошипно-ползунного механизма на выходном валу, полый ползун-поршень которого выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пристыкованного к корпусу мотор-редуктора цилиндрического ствола с отверстиями и сегментными выточками, боек, с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещенный внутри полого ползуна-поршня, один торец которого выполнен связанным с торцом ползуна-поршня объемом воздуха, а другой торец - с возможностью контактного взаимодействия с верхним торцом забойника, размещенного в цилиндрической направляющей втулке, через амортизаторы связанной со стволом, причем забойник подпружинен относительно ствола и выполнен с возможностью взаимодействия своего нижнего торца с головкой костыля (Путевые механизмы и инструменты. / Под ред. Н.А.Карпова. - М.: Транспорт, 1984. - С.260…265).Known for the EPKZ crutch, including a gear motor with an electric motor integrated in the housing, two handles on the housing, each made with two sidewalls and a cross member and with an electric switch on one handle, and a gear conical single-stage gearbox with a crank of a crank-slide mechanism on the output shaft, hollow the slider-piston which is made with the possibility of reciprocating movement relative to the cylindrical barrel docked to the gear motor housing with holes and segmented goggles, striker, with the possibility of reciprocating movement located inside the hollow slide-piston, one end of which is made connected with the end face of the slide-piston by the volume of air, and the other end - with the possibility of contact interaction with the upper end face of the hole, located in a cylindrical guide sleeve, through shock absorbers associated with the barrel, and the face is spring-loaded relative to the barrel and is configured to interact with its lower end with the crutch head (Track mechanisms and tools. / Ed. N.A. Karpova. - M.: Transport, 1984. - S.260 ... 265).

Это устройство обладает рядом недостатков, среди которых неудобство управления работой электропривода, недопустимо высокий уровень вибрации, передающейся на руки монтера пути, большая масса (у эксплуатирующихся экземпляров она доходит до 29 кг), малая энергия удара (не превышающая в реальности ≈18 Дж) и производительность (продолжительность забивки костыля в сосновую шпалу в реальности не менее ≈8 с) и пр.This device has a number of disadvantages, including the inconvenience of controlling the operation of the electric drive, an unacceptably high level of vibration transmitted to the hands of the track installer, a large mass (in operating instances it reaches 29 kg), low impact energy (not exceeding ≈18 J in reality) and productivity (duration of driving a crutch into a pine sleeper in reality at least ≈8 s), etc.

Наиболее близким к заявляемому устройству является принятый за прототип костылезабивщик ЭКВК 4М (Путевые механизмы и инструменты. / Под ред. Н.А.Карпова. - М.: Транспорт, 1984. - С.265…267), включающий мотор-редуктор со встроенным в корпус высокочастотным электродвигателем, две рукояти на корпусе, выполненные с двумя боковинами и поперечиной каждая и с электрическим выключателем на одной рукояти, и зубчатый цилиндрический двухступенчатый редуктор с кривошипом кривошипно-ползунного механизма на выходном валу, ползун-поршень которого выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пристыкованного к корпусу мотор-редуктора цилиндрического ствола с отверстиями с сегментными выточками, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещен боек, один торец которого выполнен связанным с торцом ползуна-поршня объемом воздуха, а другой торец - с возможностью контактного взаимодействия с верхним торцом забойника, размещенного в цилиндрической направляющей втулке, через амортизаторы связанной со стволом, причем забойник подпружинен относительно ствола и выполнен с возможностью взаимодействия своего нижнего торца с головкой костыля.Closest to the claimed device is adopted for the prototype crusher EKVK 4M (track mechanisms and tools. / Under the editorship of N.A. Karpov. - M .: Transport, 1984. - S.265 ... 267), including a gear motor with built-in into the casing by a high-frequency electric motor, two handles on the body, made with two sidewalls and a crossbeam each and with an electric switch on one handle, and a gear cylindrical two-stage gearbox with a crank of a crank-slide mechanism on the output shaft, the slider-piston of which is made with the possibility of reciprocating movement relative to the cylindrical barrel docked to the gearmotor body with holes with segmented recesses, in which a striker is placed with the possibility of reciprocating movement, one end of which is made with an air volume connected to the end of the slide-piston, and the other end with the possibility of contact interaction with the upper end face of the bottom hole located in the cylindrical guide sleeve, through shock absorbers connected with the barrel, and the bottom hole is spring-loaded relative about the trunk and is made with the possibility of interaction of its lower end with the crutch head.

За счет выполнения электродвигателя высокочастотным костылезабивщик ЭКВК 4М по сравнению с костылезабивщиком ЭПКЗ имеет большую (1200 по сравнению с 600 Вт) рабочую мощность и энергию удара (22 по сравнению с 18 Дж), лучшую производительность (6 с по сравнению с 8 с). В остальном по недостаткам костылезабивщик ЭКВК 4М не отличается в лучшую сторону от костылезабивщика ЭПКЗ - он тоже неудобен в работе, недопустимо виброактивен и мало производителен.Due to the performance of the electric motor, the EKVK 4M high-frequency crusher, in comparison with the EPKZ crutch, has a greater (1200 compared to 600 W) working power and impact energy (22 compared to 18 J), better performance (6 s compared to 8 s). Otherwise, the EKVK 4M bone crusher does not differ for the better from the EPKZ crutch crusher - it is also inconvenient in operation, unacceptably vibroactive and low productivity.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении удобства и безопасности выполнения работы с помощью устройства и увеличении его производительности за счет уменьшения его массы и виброактивности и увеличения энергии удара путем улучшения компоновки и конструкции и оптимизации его параметров.The problem to which the invention is directed is to increase the convenience and safety of performing work with the device and increase its productivity by reducing its mass and vibration activity and increasing impact energy by improving the layout and design and optimizing its parameters.

Технический результат достигается за счет того, что костылезабивщик, включающий мотор-редуктор со встроенным в корпус высокочастотным электродвигателем, две рукояти на корпусе, выполненные с двумя боковинами и поперечиной каждая и с электрическим выключателем на одной рукояти, и зубчатый цилиндрический двухступенчатый редуктор с кривошипом кривошипно-ползунного механизма на выходном валу, ползун-поршень которого выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пристыкованного к корпусу мотор-редуктора цилиндрического ствола с отверстиями с сегментными выточками, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещен боек, один торец которого выполнен связанным с торцом ползуна-поршня объемом воздуха, а другой торец - с возможностью контактного взаимодействия с верхним торцом забойника, размещенного в цилиндрической направляющей втулке, через амортизаторы связанной со стволом, причем забойник подпружинен относительно ствола и выполнен с возможностью взаимодействия своего нижнего торца с головкой костыля, отличается тем, что он дополнительно снабжен двумя термовыключателями в блоке питания и управления рукоятей элекродвигателя, размещенными на боковине одной из рукоятей, и дуотановыми вкладышами, размещенными в каждой из поперечин рукоятей; при этом рукояти с двумя боковинами и поперечиной размещены на приливах корпуса мотор-редуктора так, что их среднее поперечное сечение расположено в одной плоскости с осью костылезабивщика, а выключатель электродвигателя размещен на боковине одной из рукоятей в зоне ее поперечины; кроме того, боковины рукоятей в поперечном сечении выполнены в виде эллипса с большей осью, перпендикулярной поперечине, а каждая из рукоятей связана с приливом на корпусе мотор-редуктора быстродействующими крепежными элементами с возможностью смещения в вертикальном направлении по оси корпуса со стволом; при этом величина массы бойка принята из условия равенства 0,016…0,021 (при среднем значении 0,0185) отношения силы его веса к силе атмосферного давления воздуха на него, величина полной длины камеры в стволе костылезабивщика принята из условия равенства 0,015…0,025 (при среднем значении 0,02) отношения наибольшей работы силы веса бойка на полной длине камеры к требуемой энергии его удара, а величина круговой частоты движения ползуна-поршня принята из условия равенства 200…215 (при среднем значении 207) отношения условного его ускорения к ускорению силы тяжести.The technical result is achieved due to the fact that the crutch, including the gear motor with a high-frequency electric motor integrated in the housing, two handles on the body, made with two sidewalls and a cross member each and with an electric switch on one handle, and a gear cylindrical two-stage gearbox with a crank crank slide mechanism on the output shaft, the slider-piston of which is made with the possibility of reciprocating movement relative to the gear motor a cylindrical barrel with openings with segmented recesses, in which a striker is placed with the possibility of reciprocating movement, one end of which is made with an air volume connected to the end of the slider-piston, and the other end is with the possibility of contact interaction with the upper end of the facehole located in a cylindrical guide sleeve , through shock absorbers connected with the barrel, wherein the face is spring-loaded relative to the barrel and configured to interact with its lower end with the crutch head, I mean that it is additionally equipped with two thermal switches in the power supply and control sticks of the electric motor, located on the sidewall of one of the handles, and duotan liners placed in each of the cross-arms; while the handles with two sidewalls and a cross member are placed on the tides of the gearmotor housing so that their average cross section is located in the same plane as the axis of the crutch, and the motor switch is located on the sidewall of one of the handles in the area of its cross member; in addition, the sidewalls of the handles in cross section are made in the form of an ellipse with a larger axis perpendicular to the cross member, and each of the handles is connected with a tide on the gearmotor housing by quick fasteners with the possibility of displacement in the vertical direction along the axis of the body with the barrel; the mass of the striker is taken from the condition of equality of 0.016 ... 0.021 (with an average value of 0.0185) of the ratio of the strength of its weight to the force of atmospheric air pressure on it, the total length of the chamber in the trunk of the crutch is taken from the condition of equality of 0.015 ... 0.025 (with an average value 0.02) the ratio of the greatest work force of the hammer head weight over the full length of the chamber to the required energy of its impact, and the value of the circular frequency of the slide-piston movement is taken from the condition of equality 200 ... 215 (with an average value of 207), the ratio of its conditional acceleration to the acceleration of force t tin.

Новыми в заявляемом устройстве по сравнению с прототипом являются следующие признаки:New in the claimed device in comparison with the prototype are the following features:

новые конструктивные элементы:new structural elements:

два термовыключателя в блоке питания и управления работой электродвигателя, размещенные на боковине одной из рукоятей;two thermal switches in the power supply and motor control unit, located on the sidewall of one of the handles;

вкладыши из дуотана, размещенные в каждой из поперечин рукоятей;duotan inserts placed in each of the crossbars of the handles;

новое взаимное расположение элементов:new relative arrangement of elements:

рукояти с двумя боковинами и поперечиной размещены на приливах корпуса мотор-редуктора так, что их среднее поперечное сечение расположено в одной плоскости с осью ствола костылезабивщика;handles with two sidewalls and a cross-member are placed on the tides of the gearmotor housing so that their average cross-section is located in the same plane as the axis of the crusher shaft;

выключатель электродвигателя размещен на боковине одной из рукоятей в зоне ее поперечины;an electric motor switch is located on the sidewall of one of the handles in the area of its cross member;

новая геометрическая форма элементов:new geometric shape of elements:

боковины рукоятей в поперечном сечении выполнены в виде эллипса с большей осью, перпендикулярной поперечине;the sidewalls of the handles in cross section are made in the form of an ellipse with a larger axis perpendicular to the cross member;

новая форма выполнения связи между элементами:a new form for performing communication between elements:

каждая из рукоятей с двумя боковинами и поперечиной связана с приливом на корпусе мотор-редуктора быстродействующими крепежными элементами с возможностью смещения в вертикальном направлении по оси корпуса со стволом;each of the handles with two sidewalls and a cross member is connected with the tide on the gearmotor housing by fast-acting fasteners with the possibility of displacement in the vertical direction along the axis of the housing with the barrel;

новые параметры и другие характеристики элементов:new parameters and other characteristics of the elements:

величина массы бойка принята из условия равенства 0,015 отношения силы его веса к силе атмосферного давления воздуха на него;the mass of the striker is taken from the condition of equality of 0.015, the ratio of the strength of its weight to the force of atmospheric air pressure on it;

величина полной длины камеры в стволе костылезабивщика принята из условия равенства 0,02 отношения наибольшей работы силы веса бойка на полной длине камеры к требуемой энергии его удара;the value of the total length of the chamber in the trunk of the crusher is taken from the condition of equality of 0.02 of the ratio of the greatest work of the weight of the striker on the full length of the chamber to the required energy of its impact;

величина круговой частоты движения ползуна поршня принята из условия равенства 207 отношения условного его ускорения к ускорению силы тяжести.the magnitude of the circular frequency of the piston slide is adopted from the condition of equality 207 of the ratio of its conditional acceleration to the acceleration of gravity.

Перечисленные новые признаки в предложенном сочетании дают сверхсуммарный эффект, обуславливая решение поставленных задач и достижение цели. Эти признаки характеризуют новизну устройства и по сравнению с прототипом обеспечивают:The listed new features in the proposed combination give a super-total effect, determining the solution of the tasks and achieving the goal. These signs characterize the novelty of the device and in comparison with the prototype provide:

снижение уровня вибрации, передаваемой на руки монтера пути за счет поглощения большей доли ее энергии дуотановыми вкладышами;a decrease in the level of vibration transmitted to the hands of the installer of the path due to the absorption of a larger fraction of its energy by the duotan inserts;

улучшение удобства работы за счет реализации возможности изменения положений рукоятей по высоте для работы монтерам пути в благоприятных позах в интервале от 0,63 (при низком росте) до 1,1 м (при высоком росте), а также расположения выключателя электродвигателя и термовыключателей в оптимальной зоне;Improving the convenience of work by realizing the possibility of changing the position of the handles in height to work for track fitters in favorable positions in the range from 0.63 (with low growth) to 1.1 m (with high growth), as well as the location of the electric motor switch and thermal switches in optimal zone;

повышение энергии удара и производительности за счет предложенной оптимизации параметров устройства и режимов его работы (массы бойка, наибольшей длины рабочей камеры, круговой частоты движения ползуна-поршня).increasing impact energy and productivity due to the proposed optimization of the device parameters and its operating modes (mass of the hammer, the largest length of the working chamber, circular frequency of movement of the slide-piston).

Заявляемое устройство соответствует критерию «изобретательский уровень», так как оно, по мнению авторов, явным образом не следует для специалиста из уровня развития техники и не может быть разработано с использованием общеизвестных методов, методик, способов и приемов конструирования машин.The inventive device meets the criterion of "inventive step", since it, according to the authors, does not explicitly follow the level of technological development for a specialist and cannot be developed using well-known methods, techniques, methods and techniques for constructing machines.

Заявляемый костылезабивщик иллюстрируется чертежами, где на фиг.1, 2 представлена его структурная схема; на фиг.3 - продольный разрез устройства, на фиг.4 - его внешний вид, и на фиг.5 - его электрическая принципиальная схема.The inventive bone crusher is illustrated by drawings, where Fig.1, 2 presents its structural diagram; figure 3 is a longitudinal section of the device, figure 4 is its appearance, and figure 5 is its electrical circuit diagram.

Согласно предложению на фиг.1-5 костылезабивщик включает в себя мотор-редуктор со встроенным в корпус 1 высокочастотным электродвигателем M1 2 и редуктором 3. На корпусе установлены две рукояти, выполненные с двумя боковинами 4 и поперечиной 5 каждая. На одной из рукоятей (на фиг.2 левой) установлен электрический выключатель SB1 6 (в частности, ВК 36 «Резекне», ВА, 220 В). Редуктор выполнен зубчатым цилиндрическим двухступенчатым с кривошипом 7 на выходном валу. Ползун-поршень 8 кривошипно-ползунного механизма (с шатуном 9) выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно пристыкованного к корпусу мотор-редуктора цилиндрического сборного ствола 10 с отверстиями с сегментными выточками. В сборном стволе с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещен боек 11. Один (верхний) его торец выполнен связанным с торцом ползуна-поршня объемом воздуха. Другой (нижний) его торец выполнен с возможностью контактного взаимодействия с верхним торцом забойника 13. Последний размещен в цилиндрической направляющей втулке 14, через амортизаторы 15 связанной со стволом. Забойник подпружинен пружиной 16 относительно ствола и выполнен с возможностью взаимодействия своего нижнего торца с головкой костыля. Костылезабивщик дополнительно снабжен двумя термовыключателями SK1 и SK2 17 (в частности, серии 77 «Ioemex», 5A, 250 В) в блоке питания и управления работой электродвигателя (см. фиг.3), размещенными на боковине одной (на фиг.2 - левой) из рукоятей. Термовыключатели предохраняют электродвигатель от перегрузок по току, повышая безопасность выполнения работ. Он также дополнительно снабжен дуотановыми (в частности, марки QA 950) вкладышами 18, размещенными в каждой из поперечин рукоятей. Дуотан хорошо гасит вибрации, имеет прочность и удлинение при разрыве 6500 Н/см и 300 Н/см, модуль упругости 140 Н/см², ударную вязкость 60% и твердость по Шору 50. Вкладыш имеет форму тора с окончанием в виде усеченных конусов с металлической пластиной на торцах с крепежным отверстием. Эти вкладыши существенно снижают уровень вибрации, передаваемый на руки монтера пути при работе. Указанные рукояти с двумя боковинами и поперечиной размещены на приливах корпуса мотор-редуктора так, что их среднее поперечное сечение расположено в одной плоскости с осью 0-0 ствола костылезабивщика. Это разгружает руки монтера пути от действия моментов поперечных сил. Выключатель 6 электродвигателя размещен на боковине одной из рукоятей (на фиг.2 - левой) в зоне ее поперечины, над термовыключателями, что упрощает управление работой костылезабивщика. Боковины 4 рукоятей в поперечном сечении выполнены в виде эллипса с большей осью, перпендикулярной поперечине, что является оптимальным вариантом по жесткости и прочности боковин при наименьших их размере и весе. Каждая из рукоятей связана с приливом на корпусе мотор-редуктора быстродействующими крепежными элементами (одной из известных конструкций, например винтами с «барашками» на головках) с возможностью смещения в вертикальном направлении по оси корпуса со стволом. Такое выполнение связи рукоятей с корпусом обеспечивает реализацию возможности изменения «высоты рукоятей» (расстояние от нижнего торца забойника до середины поперечины рукоятей), в частности, от 0,63 до 1,1 м, что позволяет монтерам пути работать в благоприятной позе как при низком, так и при высоком росте. Величина массы бойка m принята из условия равенства 0,016…0,021 (при среднем значении 0,0185) отношения силы его веса (mg) к силе (р_о 3,14 d²/4) атмосферного давления воздуха на него (здесь р_о, Па - нормальное атмосферное давление на верхний торец бойка с диаметром d м). В частности, при р_о≈101325 Па, d≈0,058 м масса бойка составляет 0,35…0,45 кг при среднем значении 0,4 кг. Величина полной длины Н, м, камеры в стволе костылезабивщика (от торца ползуна-поршня в верхнем его положении до торца бойка в нижнем его положении) принята из условия равенства 0,015…0,025 (при среднем значении 0,02) отношения наибольшей работы силы веса бойка на полной длине камеры к требуемой энергии Е удара. В частности, при силе веса бойка ≈4 Н и требуемой энергии удара ≈26 Дж величина полной длины камеры равна 0,098…0,16 м при среднем значении 0,13 м. Величина круговой частоты ω, 1/с, движения ползуна-поршня принята из условия равенства 200…215 (при среднем значении 207) отношения условного его ускорения Н ω², м/с², к ускорению силы тяжести 9,81 м/с². В частности, при принятых параметрах костылезабивщика круговая частота ползуна-поршня составляетAccording to the proposal in FIGS. 1-5, the crutch cutter includes a gear motor with a high-frequency electric motor M1 2 integrated in the housing 1 and a reduction gear 3. Two handles are mounted on the housing, made with two sidewalls 4 and a cross member 5 each. On one of the handles (in Fig. 2 left) there is an electric switch SB1 6 (in particular, VK 36 Rezekne, VA, 220 V). The gearbox is made of a gear two-stage cylindrical with a crank 7 on the output shaft. The slider-piston 8 of the crank-slide mechanism (with a connecting rod 9) is made with the possibility of reciprocating movement relative to the cylindrical prefabricated barrel 10 docked to the gear motor housing with holes with segmented recesses. The collar 11 is located in the collection barrel with the possibility of reciprocating movement. One (upper) end thereof is made with an air volume connected to the end face of the slide-piston. The other (lower) end face is made with the possibility of contact interaction with the upper end face of the bottomhole 13. The latter is placed in a cylindrical guide sleeve 14, through shock absorbers 15 connected with the barrel. The block is spring-loaded with a spring 16 relative to the barrel and is configured to interact with its lower end with the crutch head. The crutch is additionally equipped with two thermal switches SK1 and SK2 17 (in particular, the 77 series “Ioemex”, 5A, 250 V) in the power supply and control unit of the electric motor (see figure 3), placed on the sidewall of one (left figure 2 ) from the handles. Thermal switches protect the motor from overcurrent, increasing the safety of work. It is also additionally equipped with duotan (in particular, brand QA 950) liners 18, placed in each of the cross-arms. Duotan dampens vibration well, has a strength and elongation at break of 6500 N / cm and 300 N / cm, modulus of elasticity 140 N / cm ² , impact strength 60% and Shore hardness 50. The insert has the shape of a torus with an end in the form of truncated cones with a metal plate at the ends with a mounting hole. These liners significantly reduce the level of vibration transmitted to the hands of the installer of the path during operation. These handles with two sidewalls and a cross-member are placed on the tides of the gearmotor housing so that their average cross-section is located in the same plane as the 0-0 axis of the crusher shaft. This unloads the hands of the installer of the path from the action of transverse forces. The switch 6 of the electric motor is located on the sidewall of one of the handles (in Fig. 2, left) in the area of its cross member, above the thermal switches, which simplifies the management of the crutch operation. The sides of the 4 handles in cross section are made in the form of an ellipse with a larger axis perpendicular to the cross member, which is the best option for stiffness and strength of the side walls with their smallest size and weight. Each of the handles is associated with a tide on the body of the gearmotor with fast-acting fasteners (one of the known designs, for example, screws with “thumbs” on the heads) with the possibility of displacement in the vertical direction along the axis of the body with the barrel. This connection of the handles with the housing provides the possibility of changing the "height of the handles" (the distance from the bottom end of the face to the middle of the cross-member of the handles), in particular, from 0.63 to 1.1 m, which allows the fitters to work in a favorable position as at low , and with high growth. The size of the striker mass m accepted by equating the 0.016 ... 0.021 (with an average of 0.0185), the ratio of its weight force (mg) Strength (r _about 3,14 d ^2/4) of air pressure on the product (here p _of Pa - normal atmospheric pressure on the upper end of the striker with a diameter of d m). In particular, at r _about ≈101325 Pa, d≈0.058 m, the mass of the striker is 0.35 ... 0.45 kg with an average value of 0.4 kg. The total length N, m, of the chamber in the bore of the crusher (from the end of the slider-piston in its upper position to the end of the striker in its lower position) is taken from the condition of equality 0.015 ... 0.025 (with an average value of 0.02) of the ratio of the greatest work force to the weight of the striker over the full length of the chamber to the required impact energy E. In particular, when the striker weight is ≈4 N and the required impact energy is ≈26 J, the total length of the chamber is 0.098 ... 0.16 m with an average value of 0.13 m. The magnitude of the circular frequency is ω, 1 / s, the slide-piston movement is accepted from the condition of equality of 200 ... 215 (with an average value of 207) the ratio of its conditional acceleration H ω ² , m / s ² , to the acceleration of gravity 9.81 m / s ² . In particular, with the accepted parameters of the crutch, the circular frequency of the slider-piston is

(122,5…127,5) ¹/с при среднем значении ≈125 ¹/с. При назначенных из указанных соотношений параметрах показатели работы костылезабивщика (импульс силы удара, энергия удара и др.) при принятых геометрических (отношение длины шатуна к длине кривошипа равно ≈0,2344 и др.), мощностных (мощность двигателя не более 1200 Вт и др.) и пр. ограничениях имеют наилучшее значение, ухудшаясь при уменьшении относительно наименьшего значения соотношений и при увеличении относительно наибольшего значения соотношений. Электропривод костылезабивщика, блок его включения в работу и ее управление включает в себя также (см. фиг.3) штекеры X 1, Х 5 (в частности, по ОСТ 37.003.032-82, в количестве пяти штук), вилку кабельную ХР 1 прямую (в частности, СС 11-27-011310-00.УХЛЗ по ТУ 16-88 ИГРФ.434423.007 ТУ „40А) и винт XT 1 заземления четвертой жилы кабеля.(122.5 ... 127.5) ¹ / s with an average value of ≈125 ¹ / s. With the parameters assigned from the indicated ratios, the indicators of the crusher’s work (impulse of impact force, impact energy, etc.) with the accepted geometric (the ratio of the length of the connecting rod to the length of the crank is ≈0.2344, etc.), power (engine power not more than 1200 W, etc. .) and other restrictions have the best value, worsening with a decrease relative to the smallest value of the ratios and with an increase with respect to the largest value of the ratios. The electric drive of the crutch, the unit for its inclusion in the work and its control also includes (see FIG. 3) plugs X 1, X 5 (in particular, according to OST 37.003.032-82, in the amount of five pieces), cable plug XP 1 direct (in particular, SS 11-27-011310-00. UHLZ according to TU 16-88 IGRF.434423.007 TU "40A) and screw XT 1 of grounding of the fourth cable core.

Предлагаемый костылезабивщик работает следующим образом. Вначале (фиг.1-5) рукояти 4, 5 с помощью быстродействующих креплений устанавливают по высоте на приливах корпуса мотор-редуктора в положении, соответствующем благоприятной рабочей позе монтера пути в зависимости от его роста; «высота рукоятей» при этом располагается в интервале 0,63…1,1 м. После этого костылезабивщик кабелем с кабельной вилкой ХР 1 подключают к источнику питания. После этого за рукояти 4, 5 поднимают костылезабивщик, устанавливают его торцом забойника 13 на торец костыля и нажатием на кнопку выключателя 6 приводят его в действие; при этом клавиша выключателя при ее отпускании остается в нажатом положении, обеспечивающем непрерывный режим работы. Электродвигателем 2 через редуктор 3 и кривошипно-ползунный механизм 7, 8, 9 сообщают ползуну-поршню 8 возвратно-поступательное движение. При его ходе вверх обеспечивают возникновение разрежения в камере ствола 10, заставляющего боек 11 подниматься кверху. При ходе ползуна-поршня вниз осуществляют встречное его движение с бойком, воздух 72 в камере сжимают и заставляют боек остановиться, а затем ускоренно перемещаться вниз. В конце хода бойком наносят удар по торцу забойника; при этом бойком вскрывают отверстия в сегментных пазах снизу ствола, производя компенсацию утечек воздуха из камеры. Далее цикл работы повторяют. При переходе от костыля к костылю и пр. режим холостого хода осуществляют автоматически при подъеме костылезабивщика. При этом собственным весом и силой пружины 16 забойник отводят в крайнее нижнее положение, боек опускают на его торец, вскрывая отверстия холостого хода в нижней части ствола. Поршень продолжают приводить в возвратно-поступательное движение без бойка. Удар последнего о втулку 14 смягчают резиновыми кольцами амортизатора 15. Для перевода костылезабивщика снова с холостого режима работы на рабочий нажимают нижним торцом забойника на костыль. При этом боек поднимают забойником вверх, «подхватывают» его ползуном-поршнем и осуществляют рабочий режим так, как описано выше. При перегреве обмотки электродвигателя с помощью термовыключателей 17 его автоматически отключают от питания. Через время, достаточное для охлаждения обмотки, нажатием на кнопки термовыключателей двигатель снова приводят в действие. Для остановки работы повторно нажимают на кнопку выключателя. Работу при этом осуществляют в наиболее благоприятной для монтера пути позе, с небольшим уровнем вибрации и моментом поперечных сил, передаваемыми на руки монтера пути, с небольшой силой веса, действующего на них при манипуляциях костылезабивщиком, при наиболее эффективном преобразовании энергии электродвигателя в энергию удара, обеспечивающую быстрое погружение костыля в шпалу. Все это обусловливает достижение оговоренного выше технического результата.The proposed crutch works as follows. Initially (Figs. 1–5), the handles 4, 5, using high-speed fasteners, are mounted in height on the tides of the gear motor housing in a position corresponding to the favorable working position of the track fitter depending on its height; The "handle height" is in the range of 0.63 ... 1.1 m. After that, the crutch cable with a cable plug XP 1 is connected to a power source. After that, the handle of the stick 4, 5 lifts the crutch, set it with the end face of the rammer 13 on the end of the crutch and, by pressing the button of the switch 6, bring it into action; at the same time, the switch button, when released, remains pressed, providing continuous operation. The electric motor 2 through the gear 3 and the crank-slide mechanism 7, 8, 9 inform the slider-piston 8 reciprocating motion. During its upward movement, a rarefaction occurs in the chamber of the barrel 10, forcing the striker 11 to rise upward. When the slider-piston moves downward, it meets its counterpart with the striker, air 72 in the chamber is compressed and the striker is forced to stop, and then accelerated to move down. At the end of the stroke, they strike briskly at the end of the face; while briskly open the holes in the segment grooves from the bottom of the barrel, compensating for air leaks from the chamber. Next, the cycle of work is repeated. When switching from a crutch to a crutch, etc., the idle mode is carried out automatically when lifting the crutch. At the same time, with its own weight and the force of the spring 16, the pit is taken to its lowest position, the hammer is lowered to its end face, opening the openings of idling in the lower part of the barrel. The piston continues to be driven into reciprocating motion without a striker. The blow of the latter against the sleeve 14 is softened with the rubber rings of the shock absorber 15. To transfer the crutch back from idle to working, press the crutch on the bottom end of the face of the borehole. At the same time, the hammer is lifted up by the chisel, “picked up” by the slider-piston and the operating mode is carried out as described above. When the motor winding overheats with the help of thermal switches 17, it is automatically disconnected from the power supply. After a time sufficient to cool the winding, by pressing the buttons of the thermal switches, the motor is again activated. To stop the operation, press the switch button again. The work is carried out in the position most favorable for the fitter, with a small level of vibration and the moment of transverse forces transferred to the fitter's hands, with a small weight force acting on them during manipulations by the crutch, with the most efficient conversion of electric motor energy into impact energy, which provides Quick immersion of the crutch in the sleepers. All this leads to the achievement of the technical result specified above.

Предлагаемый костылезабивщик спроектирован в ЦКБпутьмаш, его Калужском филиале и на Калужском заводе транспортного машиностроения. Последний изготовил опытный образец и установочную серию устройства и испытал его. Костылезабивщик ЭПКВ имеет массу до 18 кг, высокочастотный электродвигатель мощностью 1200 Вт и частотой вращения 11700 об/мин; его габариты составляют 0,235×0,38×0,84 м. При испытаниях его энергия удара составила до 26 Дж, время забивки костыля в сосновую шпалу - 3,5±0,5 с. Уровень вибрации, передаваемый на руки монтера пути, у ЭПКВ на частотах до 70 Гц в 2…4 раза ниже, чем у прототипа, а на частотах более 70 Гц ниже в 10…15 раз. Планируется запуск костылезабивщика в серийное производство. Заявляемое устройство, по мнению авторов, отвечает критерию «промышленная применимость».The proposed crusher was designed at TsKBputmash, its Kaluga branch and the Kaluga transport engineering plant. The latter made a prototype and installation series of the device and tested it. The EPKV crutter has a mass of up to 18 kg, a high-frequency electric motor with a power of 1200 W and a rotation speed of 11700 rpm; its dimensions are 0.235 × 0.38 × 0.84 m. When tested, its impact energy was up to 26 J, the time for crutching into a pine railroad tie was 3.5 ± 0.5 s. The vibration level transmitted to the hands of the installer of the path, with EPKV at frequencies up to 70 Hz is 2 ... 4 times lower than that of the prototype, and at frequencies more than 70 Hz lower by 10 ... 15 times. It is planned to launch the crutch in mass production. The inventive device, according to the authors, meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

A crutch knife, including a gear motor with a high-frequency electric motor integrated in the housing, two handles on the body, each with two sidewalls and a cross member and with an electric switch on one handle, and a gear cylindrical two-stage gearbox with a crank of a crank-slide mechanism on the output shaft, a slider the piston of which is made with the possibility of reciprocating movement relative to the cylindrical barrel docked to the gear motor housing with holes and segmented points, in which, with the possibility of reciprocating movement, a striker is placed, one end of which is made with an air volume connected to the end of the slider-piston, and the other end - with the possibility of contact interaction with the upper end of the facehole, located in a cylindrical guide sleeve, through shock absorbers connected with the barrel moreover, the face is spring-loaded relative to the barrel and is made with the possibility of interaction of its lower end with the crutch head, characterized in that it is additionally equipped with two thermal shut ateliers in the power supply and electric motor control unit, located on the sidewall of one of the handles, and duotan liners placed in each of the crossbars of the handles, while the handles with two sidewalls and the crosspiece are placed on the tides of the gearmotor housing so that their average cross section is located in the same plane with the axis of the barrel of the crutch, and the motor switch is located on the sidewall of one of the handles in the area of its cross member, in addition, the side walls of the handles in cross section are made in the form of an ellipse and with a larger axis perpendicular to the cross member, and each of the handles is connected with a tide on the gearmotor housing with fast-acting fasteners with the possibility of displacement in the vertical direction along the axis of the housing with the barrel, while the mass of the hammer is taken from the equality condition of 0.016-0.021 (with an average value 0.0185), the ratio of the force of its weight to the force of atmospheric air pressure on it, the hollow length of the chamber in the trunk of the crutch, is taken from the condition of equality 0.015-0.025 (with an average value of 0.02), the ratio of the greatest work s weight striker full length of the chamber to its desired impact energy, and the magnitude of the circular frequency of the slide-piston adopted equating 200-215 (with a mean of 207) ratio conditional its acceleration to the acceleration of gravity.