Для очистки щебня на наших железных дорогах применяют щебнеочистительные машины: ЩОМ-Д, ЩОМ-ЗУ и БМ (для работы без рельсо-шпальной решетки).
Щебнеочистительная машина ЩОМ-Д (рис. 101) (конструкции инж. А. М. Драгавцева) очищает щебень при поднятой путевой решетке. Машина смонтирована на базе электробалластера. Высокая производительность машины ЩОМ-Д (2 000 м3/ч) достигнута применением инерционного грохота. Она превышает в 5—8 раз производительность лучших зарубежных машин.
Основным рабочим органом инерционного грохота машины ЩОМ-Д (рис. 102) является решетчатая металлическая лента 4, проходящая под поднятой рельсо-шпальной решеткой и охватывающая в поперечном сечении всю машину. Под шпалами решетчатая лента перемещается по ножу 1. При движении нож врезается в балласт и последний попадает на решетчатую ленту,движущуюся поперек пути со скоростью 10—12 м/сек. Под действием сил инерции отдельные щебенки ударяются одна о другую, в результате чего происходит отделение грязи. Затем щебень и частицы грязи приобретают скорость ленты и, двигаясь вместе с ней, поднимаются вверх по окружности, образуемой роликовой батареей 5.
Щебень прижимается к ленте центробежной силой, но уже в начале подъема частицы, размер которых меньше ячеек сетки (25 X X 25 мм}, центробежной силой выбрасываются в сторону, и на сетке остается чистый щебень.
Рис. 101. Очистка щебня машиной конструкции А. М. Драгавцева
Пройдя роликовую батарею 5, лента 4 (см. рис. 102) огибает отклоняющий барабан 14, резко меняя свое направление. Чистый щебень силой инерции отрывается от ленты, перемещаясь по касательной к окружности, ударяется в отбойный щиток 19 и падает на наклонную плоскость 20, ссыпаясь обратно в путь сзади подрезного ножа. Под рельсо-шпальной решеткой щебень разравнивается планировщиками 15.
Решетчатая лента приводится в движение двумя приводными барабанами 5, вращаемыми двумя электродвигателями И через редукторы 10 и муфты 9.
Подрезной нож удерживается в рабочем положении несущей рамой 5, которая рычагами 13 шарнирно прикрепляется к подвижной части подъемной рамы 7, перемещающейся по направляющим 18. Перемещение по вертикали несущих рам относительно подъемной при зарядке и разрядке машины осуществляется гидравлическими цилиндрами 12, снабженными стопорами 16. На нижней части рам 5 размещены роликовые батареи 3 и крылья 2, увеличивающие ширину захвата балласта и ограждающие батареи от попадания на них щебня.
До прихода машины ЩОМ-Д на месте ее работ под четырьмя шпалами выбирают балласт на глубину 25—30 см, а под шпалы подкладывают деревянные бруски, позволяющие пропускать по месту работ поезда с ограниченной скоростью. После прихода машины на подготовленное место консольным краном, установленным на палубе машины, разгружают нож с частью решетчатой ленты, расположенной на нем. Далее выполняют зарядку машины. Подняв электромагнитами рельсо-шпальную решетку на 25—30 см, выбрасывают ранее уложенные бруски и при помощи лебедок 6 затягивают нож с лентой под рельсо-шпальную решетку. Затем опускают несущие рамы 5, соединяют их с подрезным ножом и раздвигают домкратом 21. Отрезок решетчатой ленты, лежащей на ноже, соединяют с остальной ее частью. Лента натягивается при помощи отклоняющих барабанов 14. Далее включают электродвигатели 11, вращающие решетчатую ленту, затем начинает двигаться сама машина.
Глубина очищаемого слоя балласта регулируется электродомкратами, перемещающими по вертикали подъемную раму 7 со всеми механизмами щебнеочистительного устройства относительно фермы 17 машины. Для предотвращения попадания на сетку случайно оторвавшейся шпалы на ноже вдоль пути установлены дуги. По окончании работ выполняют разрядку машины в порядке, обратном описанному.
Кроме очистки щебня, машиной ЩОМ-Д можно вырезать песчаный балласт.
Электродвигатели переменного тока машины ЩОМ-Д получают энергию от электростанции У-12 мощностью 100 кВт, напряжением 400 в; электродвигатели постоянного тока, приводящие в движение решетчатую ленту, получают питание от одной специально переоборудованной секции тепловоза ТЭ2. Вторая секция тепловоза обеспечивает перемещение машины.
Машина ЩОМ-Д при очистке балластного слоя на глубину 25 см под шпалой высвобождает около 400 чел.-дней на 1 км пути.
К недостаткам машины можно отнести следующее:
а) погрузка в подвижной состав отходов при очистке щебня невозможна, это затрудняет применение машины на станциях и в выемках;
б) машина не может работать в пределах пассажирских платформ, поэтому в таких местах приходится предварительно сдвигать путь в сторону или очищать балласт вручную;
в) при большом загрязнении балластного слоя очистка его на полную толщину затруднена.
Щебнеочистительная машина ЩОМ-ЗУ (рис. 103) очищает щебень на полную толщину слоя без подъема путевой решетки. Машина оборудована двумя выгребными устройствами, каждое из которых заводится под путевую решетку со стороны пути.
Рабочим органом выгребного устройства является замкнутая двухшарнирная цепь с лопатками, оснащенная зубьями. Цепь размещена в U-образно изогнутой раме 11 (рис. 104) и приводится в движение электродвигателем 10. Щебень, выгребаемый из-под рельсо-шпальной решетки, подается выгребным устройством на центробежный грохот 4.
Очищенный щебень направляется в бункер 6, откуда он высыпается в путь за выгребным устройством. Козырьки 9 предохраняют рельсы от попадания на них щебня.
Рис. 103. Общий вид машины ЩОМ-ЗУ
Рис. 104. Схема щебнеочистительной машины ЩОМ-ЗУ:
1 —поворотный транспортер; 2 — шарнирная опора поворотного транспортера; 3 — механизм поворота транспортера; 4 — центробежный грохот; 5 —выгребное устройство; 6 — бункер; 7 — дозатор; 8 — ферма машины; 9 — козырек; 10 — электродвигатель механизма выгребного устройства; 11 — несущая рама; 1 — рабочее и 11 — транспортное положения выгребного устройства
Загрязнители щебня, выносимые через решетчатую ленту центробежного грохота, попадают на продольный транспорт, который поднимает их на поворотный транспортер 1. Последний укреплен на шарнирной опоре 2, снабженной механизмом поворота 5, и направляет отходы в полувагон, прицепляемый к машине, или выносит в сторону от пути за его пределы.
Машина оборудована дозатором 7 и шпальными щетками для сбрасывания щебня со шпал в шпальные ящики; балластерными рамами для удержания струнок, разравнивающих очищенный балласт под шпалами; электростанцией, дающей питание электродвигателям рабочих органов, и лебедкой для перемещения машины во время работы.
Производительность ЩОМ-ЗУ составляет около 200 м3Л. Достоинством ее является возможность очистки щебня на стрелочных переводах, в стесненных местах и на станционных путях без загрязнения при этом междупутья. Кроме того, зарядка и разрядка рабочего органа выполняются машиной без затраты ручного труда.
Щебнеочистительная машина БМ производит работы при снятой путевой решетке. Рабочим органом этой машины (рис. 105), как и в ЩОМ-Д, является замкнутая решетчатая стальная лента, приводимая в движение дизелем 3 типа 1Д12, смонтированным на раме 4. Последняя одной стороной опирается на катки 5, а другой — на шаровую опору, устанавливаемую на тракторе 1. Во время работы машину БМ тянут два трактора С-80 или С-100.
Машина оборудована боковыми крыльями 2, направляющими щебень на ленту для очистки; подрезным ножом; планировщиком, разравнивающим чистый щебень, и гидроаппаратурой, служащей для регулировки заглубления ножа, поворота катков и других целей. Рабочая скорость машины лимитируется темпом работы путеразборного поезда.
Рис. 105. Щебнеочистительная машина БМ
К достоинствам машины БМ относятся:
а) работа при снятой рельсо-шпальной решетке (в промежутке между путеразборщиком и путеукладчиком), что сокращает длительность «окна» при капитальном ремонте;
б) ликвидация процесса грубой выправки пути, которую надо производить после прохода ЩОМ-Д;
в) возможность очистки щебня в пределах пассажирских платформ.
Большой вес машины усложняет доставку ее к месту работы и ограничивает маневренность при постановке ее на путь и снятии с пути на перегоне.
Техническая характеристика щебнеочистительных машин приведена ниже:
Рис. 106. Выгребное устройство машины RM-62
За рубежом конструкторы работают над созданием щебнеочистительных машин на железнодорожном ходу, работающих при наличии рельсошпальной решетки, и на гусеничном ходу, работающих при снятой рельсошпальной решетке, а также машин, опирающихся на рейки, лежащие на концах шпал, и не занимающих рельсовую колею. Производительность этих машин во много раз меньше, чем производительность машины ЩОМ-Д.
К положительным качествам некоторых зарубежных машин следует отнести возможность выгребания щебня без подъема рельсошпальной решетки, что не нарушает ее положение во время работы; разделение щебня (во время очистки) на несколько фракций, подача их обратно в путь в любой последовательности или пропорции по гранулометрическому составу; возможность частичной выгрузки щебня на обочину. Эти машины также в зависимости от местных условий могут выбрасывать отходы в сторону от пути или грузить их в подвижной состав.
Рис. 107. Щебнеочистительная машина типа 400МН
Одной из наиболее совершенных является машина австрийской фирмы «Plasser und Teigeg» типа RM-62. Ее максимальная производительность составляет 420 л3/ч, что соответствует 120—160 пог. м пути в час. Выгребное устройство этой машины (рис. 106) сделано в виде бесконечной скребковой цепи 1, проходящей в двух наклонных боковых желобах 2 и в горизонтальном, расположенном под рельсо-шпальной решеткой.
Ширина очищаемого слоя балласта сможет изменяться в пределах от 3 700 до 4 350 мм, а глубина — в пределах от 250 до 500 мм ниже нижней постели шпал. Выгребное устройство приводится в движение гидромотором, который питается от насоса, приводимого в движение дизелем мощностью 270 л. с., установленным на машине.
Скребковая цепь, выгребающая загрязненный балласт, поднимает его на машину и ссыпает на плоский вибрационный грохот 3, состоящий из трех, расположенных одно над другим сит с размером ячеек 80, 50 и 30 мм.
Чистый щебень крупной фракции (более 80 мм) поступает в один бункер, а более мелкий щебень — в другие бункера. Из бункеров очищенный щебень при помощи регулирующих устройств подается в путь в желаемом по гранулометрическому составу соотношении. Равномерное распределение щебня по всей ширине очищаемой части балластной призмы обеспечивается автоматически.
Отсев из грохота падает на конвейерную ленту, удаляющую засорители за пределы пути (на насыпях) или в подвижной состав (в выемках и на станциях).
Грохот и конвейеры приводятся в движение электрическими двигателями, которые питаются от генератора, вращаемого гидромотором. Машина самоходна. Транспортная скорость ее составляет 60 км/ч, вес 72 т.
В последнее время за рубежом сконструирована машина типа 400МН (рис. 107), имеющая более мощное выгребное устройство 4, которое уже не помещается под неподнятой, рельсо-шпальной решеткой, поэтому эта машина снабжена электромагнитами такого же типа, как магниты, применяемые на электробалластерах отечественной конструкции. Этими магнитами путь непрерывно поднимается над выгребным устройством, из которого щебень попадает в бункер 2 и далее по транспортерам в щебнеочистительный агрегат 6.
Отходы поступают на конвейер 7, которым они выносятся в сторону от пути или грузятся в подвижной состав.
Машина состоит из двух шарнирно-соединенных частей, смонтированных на трех тележках. Машина снабжена устройствами для планировки и уплотнения очищенного балласта под шпалами, благодаря чему путь за машиной имеет проектное очертание. Подъемное устройство оборудовано рихтующим механизмом, работающим по программе. Чистый щебень в необходимом количестве подается под поднятую рельсо-шпальную решетку транспортером 5, а для засыпки шпальных ящиков и торцов шпал, после того как решетка опустится на свою постель, — транспортером 3.
Машина оборудована телевизионной установкой, позволяющей оператору из будки 1 наблюдать за работой отдельных агрегатов и за распределением чистого щебня, поступающего в путь.
По данным фирмы производительность машины составляет 800 м2/ч. Общая длина машины 43 м. Свободный рабочий пролет между осями ходовых тележек 23,5 м. Вес машины 123 т. Машину обслуживают 2 чел.