Una máquina apisonadora o apisonadora de lastre, informalmente simplemente un apisonador, es una máquina autopropulsada montada sobre rieles que se utiliza para empacar (o apisonar ) el lastre de la vía debajo de las vías del tren para hacer que las vías y la plataforma sean más duraderas y niveladas. Antes de la introducción de los apisonadores mecánicos, esta tarea se realizaba manualmente con la ayuda de batidores. Además de ser más rápidas, más precisas, más eficientes y menos laboriosas, las bateadoras son esenciales para el uso de traviesas de hormigón, ya que son demasiado pesadas (normalmente más de 250 kg o 550 lb) para levantarlas con la mano.
En su forma más básica, una máquina bateadora solo empaca el lastre. Algunas máquinas modernas, a veces conocidas como tamper-liners o bateadoras y forradoras , también corrigen la alineación de los carriles para dejarlos paralelos y nivelados, con el fin de conseguir un viaje más cómodo para pasajeros y mercancías y reducir la tensión mecánica aplicada a los rieles al pasar trenes. Esto se hace encontrando lugares donde las traviesas se han hundido por el peso de los trenes que pasan o por la acción de las heladas, lo que hace que la vía se hunda. El pisón levanta cada traviesa y los rieles, y coloca lastre debajo. [1] Cuando se vuelve a colocar la cama, los rieles hundidos ahora se encuentran en el nivel adecuado. Combinar el bateo y el revestimiento en una sola máquina ahorra tiempo y dinero, ya que solo es necesario pasar una máquina sobre la vía para realizar ambas funciones.
Los manipuladores frecuentemente trabajan en conjunto con los reguladores de lastre , como parte de un equipo de sección.
En los primeros días del ferrocarril, el lastre se mantenía a mano, con bailarines gandy que usaban palas y batidores para mover, limpiar y compactar el lastre. Los rieles se elevarían con grandes gatos para permitir que las cuadrillas hicieran su trabajo. [1] Este proceso llevó bastante tiempo y estuvo sujeto a errores humanos.
A partir de los años 30 se desarrollaron y utilizaron por primera vez herramientas automáticas para batear, aunque todavía tenían que manejarse a mano. En las décadas siguientes, se desarrollaron bateadoras para automatizar el proceso, utilizando máquinas específicas que se desplazaban sobre rieles. [1]
En los últimos años se han desarrollado bateadoras de mayor tamaño que incorporan funciones adicionales como forrar y levantar los carriles además de su función de bateo. Estos se conocen en Norteamérica como manipuladores de producción. [1]
Las máquinas manipuladoras se construyen en muchas variedades diferentes según su propósito:
El proceso de bateo de cualquier tipo de pisón consta de los siguientes pasos básicos: [1]
Los principios y funciones básicos de una máquina bateadora siguen siendo los mismos independientemente del fabricante, con sólo pequeñas diferencias en el diseño.
La mayoría de las máquinas de orugas funcionan con un motor diésel . Esto proporciona potencia a las ruedas motrices a través de un circuito hidrostático o un eje cardán , lo que permite que la máquina se impulse hacia y alrededor del lugar de trabajo. El motor también acciona una bomba hidráulica para proporcionar energía a las distintas herramientas.
La unidad de revestimiento de elevación de una máquina bateadora levanta y mantiene la vía en la posición correcta mientras se batea. Todos los tipos de unidades requieren los siguientes componentes para lograr esta tarea:
La unidad de elevación se fija normalmente al chasis principal de la máquina mediante un brazo de arrastre de longitud regulable hidráulicamente. El brazo es ajustable para que la unidad pueda moverse sin obstrucciones pequeñas, como juntas o cables aislados.
Para garantizar que se corrija la geometría de la vía, la mayoría de las máquinas bateadoras utilizan un sistema de revestimiento de dos cuerdas (uno para alineación vertical y otro para alineación horizontal). El sistema de dos cuerdas requiere tres carros de referencia instalados en la máquina, normalmente llamados punto A, punto B y punto C. Algunas máquinas utilizarán un cuarto punto entre B y C para realizar mediciones de control de calidad.
Un punto es siempre el punto de referencia frontal y se encuentra en una trayectoria sin corregir. Los anclajes de las cuerdas en el punto A pueden moverse para compensar los defectos en la geometría de la vía; esto lo realiza el operador de la "torre". Dependiendo del sistema de cuerdas, los anclajes serán un ancla de alambre o una fuente de luz.
El punto B se coloca lo más cerca posible físicamente de la unidad de revestimiento de elevación. El sistema de control de la máquina utiliza el punto B para posicionar la vía correctamente mediante potenciómetros o filtros ópticos, según el tipo de sistema de cuerdas utilizado.
El punto C es el punto de medición más trasero y el punto de anclaje para elevar y revestir cuerdas. Dependiendo del tipo de sistema de cuerdas, el punto C será un ancla de alambre con un cilindro tensor o un receptor de luz fotoeléctrica.
Los tres puntos son carros de rieles individuales capaces de moverse libremente hacia arriba, abajo, izquierda y derecha independientemente del chasis de la máquina y, por lo tanto, siguen cualquier fluctuación menor en la posición del riel. Durante el trabajo, la máquina utiliza cilindros neumáticos para empujar ligeramente estos carros hacia el carril de referencia seleccionado, tanto vertical como horizontalmente.
Cuando se utiliza este método, el operador de la torre coloca los anclajes del punto A de acuerdo con las mediciones de la geometría de la vía existente tomadas de antemano. Una vez que se ha colocado el punto A, se supone que tanto A como C están en la posición correcta, como si la máquina estuviera sobre la vía corregida. Luego, la máquina utiliza la unidad de revestimiento de elevación para mover el riel y el punto B en línea con A y C.
Las unidades de bateo de la mayoría de las bateadoras estarán compuestas por:
Para generar la vibración necesaria para la penetración y consolidación, existen dos métodos principales comúnmente utilizados:
Un método menos común que se ve con mayor frecuencia en los accesorios del cabezal apisonador de las excavadoras es utilizar un conjunto de vibrador impulsado por motor que se atornilla directamente al marco de soporte.
Una máquina bateadora de acción continua (CAT) puede embalar entre una y cuatro traviesas a la vez, con producciones generalmente previstas entre 320 m/h y 2600 m/h. [2]
El 'Tamping Express' es una máquina desarrollada por Plasser & Theurer , y en el Reino Unido y Europa se la conoce como 09-3X. Esta máquina consta de un satélite estilo CAT convencional con herramientas para tres traviesas en sucesión continua, junto con una unidad estabilizadora DTS completa suspendida desde la parte trasera del vehículo de la máquina. [3]
Las operaciones de apisonamiento y limpieza tienen el efecto adverso de reducir la resistencia de la vía al movimiento lateral. La resistencia se recupera gradualmente con el paso de los trenes, pero puede requerir una restricción de velocidad impuesta mientras dure. Esta ' consolidación ' se puede lograr de forma más rápida y controlada utilizando un equipo mecanizado conocido como estabilizador dinámico de vía (DTS).
Normalmente, un DTS se utilizará sólo después de que un tramo de vía haya sido apisonado y alineado.
DGS tiene una unidad vibratoria que mantiene la vía en posición y aplica una vibración horizontal y una carga vertical para simular el paso de los trenes. Los parámetros de vía (o niveles transversales ), antes y después de la estabilización, se pueden visualizar a través de los bogies delanteros y traseros.
La estabilización dinámica de la vía tiene las siguientes ventajas, lo que resulta en una mayor seguridad:
La estabilización conseguida con una pasada de un DGS es igual a la conseguida por 100.000 toneladas de tráfico y permite relajar una restricción de velocidad de 20 km/h a 40 km/h.
Generalmente se evita la estabilización dinámica en puentes o alrededor de estructuras elevadas, ya que existe el riesgo de dañar los cimientos.
Los procedimientos de bateo y la máquina bateadora adecuados dependen en parte del trazado de la vía.
En vías llanas todo es bastante sencillo y se puede utilizar cualquier marca y modelo de máquina. [4]
Pero a través de túneles y puentes sin lastre que apisonar, se necesitan medidas especiales para la transición de la vía con balasto a la vía sin lastre. Un ejemplo sería el desvío del túnel de Glenbrook que requiere una máquina bateadora más complicada con pinzas adicionales y ajustables para atender los rieles adicionales y el espaciado variable de las traviesas . Lo mismo ocurre con el ancho de vía dual , como entre Perth y Northam .
Lo ideal es que los desvíos y los cruces de diamantes estén a cierta distancia entre sí para que cada componente pueda apisonarse sin tener que apisonar inmediatamente los demás componentes. Sin embargo, la mayoría de los componentes de la vía están uno al lado del otro, por lo que es necesario apisonarlos como un grupo en varias etapas pequeñas.
Los centros de vía determinan si un extremo de un cruce, que consta de dos desvíos, se puede apisonar uno a la vez, mientras el tráfico de trenes sigue circulando por la otra vía.
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