Проведение ресурсосберегающих технологий на Исилькульской дистанции пути

5

Из-за недостатка технологии закалки

148

38

71

57

Из-за нарушения технологии наплавки

4

По другим причинам

12

1

15

С 1 декабря 2003 года введены в действие Технические условия на ремонт, сварку и использование старогодных рельсов «Рельсы железнодорожные старогодные» № ЦПТ-80/350 /2/.

Старогодными называют рельсы, изымаемые из пути при всех видах ремонта, сплошной и одиночной смене при текущем содержании пути и предназначенные для повторной укладки в путь. Эффективность их применения зависит от комплексности и завершенности системы технических, технологических и организационных решений и нормативной базы.

Повторное использование старогодных рельсов - одна из приоритетных задач в области ресурсосбережения. Рельсы, их погонная масса и техническое состояние в первую очередь характеризуют мощность пути и его соответствие условиям эксплуатации. Рельсы после достижения нормативной наработки имеют еще ощутимый запас надежности. Старогодные рельсы, изымаемые из пути при всех видах ремонта при сплошной и одиночной смене могут повторно укладываться в путь. Основным по уровню эффективности мероприятиями снижения затрат является восстановление ресурса рельсов с помощью продольной шлифовки в пути и обработка головки рельсов на специальных станках в стационарных условиях. Периодическая профильная шлифовка рельсов, лежащих в пути снимает поверхностные дефекты в структуре металла и препятствует развитию трещин в глубину головки, обеспечивая тем самым продлевание сроков службы рельсов на 30-40 %, уменьшает опасность появления остродефектных рельсов и улучшает условия их обнаружения с помощью мобильных дефектоскопных средств, позволяя снизить их потребность. В результате снятия неровностей снижаются силы взаимодействия пути и подвижного состава и вибрации, что позволяет сократить трудоемкость текущего содержания пути и увеличить межремонтные сроки на 15% /4/.

Таблица 18 - План работ по замене рельсов по Исилькульской дистанции пути 2002-2004 годы

Кол-во дефектных рельсов	Количество рельсов, снимаемых при всех видах ремонта, штук	Годовой план замены, штук
Всего, штук	Процент деф. рельсов	В том числе в главных путях, штук	Процент деф рельсов в главных путях	в том числе с бок. износом, штук		Всего	В том числе укладка
							новых	старогодных
2002 год
457	5	449	18,1		280	280	190	90
2003 год
408	4,0	397	17,3	1	258	258	150	108
2004 год
432	3,5	408	7,2	1	275	275	155	120

Диагностика - оценка состояния первой укладки перед их изъятием из пути, а именно выявление внутренних дефектов при помощи дефектоскопных тележек, мотрис, вагонов; измерение волнообразного износа и других дефектов на поверхности катания специальными тележками, мобильными техническими средствами, вручную; измерение вручную, осмотр поверхностых дефектов в остальных частях периметра рельса.

Диагностика в сочетании с оценкой условий эксплуатации рельсов и срока их службы до изъятия из пути, получаемая из базы данных, позволяет выполнить первичное категорироние изымаемых из пути рельсов. По результатам отнесения рельсов к тем или иным группам годности происходит первый этап их дальнейшего «движения». На основе адресного плана повторной укладки рельсы, не требующие ремонта, направляют на соответствующие участки. Это могут быть рельсы с малой наработкой, например, при консервации и демонтаже путей. Рельсы, требующие ремонта нуждаются в профильной обработке головки или устранении дефектов наплавкой, шлифовкой и сваркой, ремонте в пути при помощи рельсошлифовального поезда. Вид и объем ремонта назначается по совокупности таких условий, как исходное техническое состояние старогодних рельсов, планируемые условия эксплуатации, технические возможности осуществления того или иного вида ремонта и его экономическая эффективность. Структура системы использования старогодних рельсов приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема повторного использования старогодных рельсов

После ремонта старогодных рельсов их окончательно категорируют, назначают группу годности и сферу применения с последующей перевозкой к местам повторной укладки.

В основе данной системы использования старогодных рельсов находится нормативная база, регламентирующая все технические, технологические и организационные решения.

В зависимости от пропущенного тоннажа, срока службы, размеров дефектов, износа старогодные рельсы подразделяются по группам годности, определяющим сферы их технически возможного и экономически эффективного применение. Основной критерий категорирования - срок службы после первой укладки, исчисляемый в основном пропущенным тоннажом. При эксплуатации, по мере наработки тоннажа, неметаллические включения в рельсах под воздействием высоких знакопеременных напряжений в верхней трети головки постепенно превращаются во внутренние продольные трещины, которые при дополнительных неблагоприятных условиях могут развиться в дефекты контактно-усталостного происхождения (20 или 21). Из-за ограниченных объемов шлифовки в пути, от наработки тоннажа зависит величина неровностей на поверхности катания рельсов, в сочетании со сроком службы - и степень развития коррозии всего сечения рельсов, величина износа в местах контакта с элементами скреплений. Второй критерий категорирования - размеры неровностей на поверхности катания и различных дефектов, износа, коррозии по остальной части периметра рельса. Чем выше группа годности, тем в более сложные условия эксплуатации могут быть допущены рельсы и тем больший повторный нормативный срок службы они должны иметь.

Крайне важный элемент системы повторного использования рельсов - квалифицированное, достоверное определение их группы годности и нанесение маркировки. Именно исчерпывающая маркировка обеспечивает эффективность дальнейшего прохождения старогодными рельсами всей цепочки - транспортировка, ремонт, повторная укладка.

Эффективность повторной укладки нельзя обеспечить без четкого планирования этого важнейшего элемента системы ведения путевого хозяйства, ядром которой является адресный план использования старогодных рельсов. Он составляется на этапе планирования ремонтно-путевых работ на предстоящий год и включает в себя исчерпывающий перечень показателей состояния участков пути и старогодных рельсов. Адресный план - базовый документ, регламентирующий использование старогодных рельсов.

В таблице 19 приведен адресный план использования старогодных рельсов в 2003 и 2004 гг. на Исилькульской дистанции пути.

Таблица 19 - Адресный план использования старогодных рельсов в 2003 и 2004 годах по Исилькульской дистанции пути

Наименование станции	Номер пути	Специализация пути	Класс пути	Кол-во км	Грузонапряженность	Пропущенный тоннаж	Тип рельсов	Ожидаемая группа годности после ремонта
2003 год
Москаленки	5	п/о	4	0,60	46,6	554	Р65	II
2004 год
Исилькуль	7	п/о	3	1,0	46,6	489	Р65	I, II
Мариановка	4	п/о	4	1,2	46,6	380	Р65	I, II
Пикетное	4	п/о	4	1,1	46,6	554	Р65	II
Наименование станции	Номер пути	Специализация пути	Класс пути	Кол-во км	Грузонапряженность	Пропущенный тоннаж	Тип рельсов	Ожидаемая группа годности после ремонта
Исилькуль-Москаленки	1	Главный	1Б1	21,1	109	715	Р65	II, III
Москаленки-Пикетное	1	Главный	1Б1	24,9	109	657	Р65	II

2.1.1 Виды ремонтов рельсов

Все старогодные рельсы перед укладкой в путь должны быть отремонтированы в рельсо-сварочном поезде (РСП), где качество работ более высокое, и непосредственно в пути (или в полевых условиях). Технология ремонта старогодных рельсов в РСП состоит из следующих основных операций:

- приемка от путевых машинных станций и дистанций пути;

- сортировка по группам годности и складирование;

- очистка от грязи и правка в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

- дефектоскопирование;

- обрезка концов (с болтовыми отверстиями или после газорезки), вырезка дефектов, комплектование (при необходимости) рубок для получения после сварки двадцати пяти метровых рельсов;

- профильная обработка головки;

- сварка до длины 25 м или в плеть.

При этом могут быть такие варианты технологии:

- на строгальном станке предусмотрена работа с рельсами длиной 25 м. В связи с этим перед постановкой на станок их предварительно сваривают до длины 25м;

- на фрезерном и шлифовальном станках можно ремонтировать рельсы любой длины, поэтому профильную обработку головки, как правило, делают сразу после вырезки дефектов.

Ремонт рельсов местной наплавкой, шлифовкой и правкой можно выполнять перед их изъятием из пути, после изъятия - на базах дистанций или путевых машинных станций (а также в РСП) и после повторной укладки в путь.

При этом можно устранить или уменьшить размеры следующих дефектов:

- снятие наплывов металла на торцах рельсов;

- уположение уклонов седловин в зонах болтовых и сварных стыков, а также мест пробуксовок местной щлифовкой;

- уположение шлифовкой износа подошвы рельса в местах контакта с клеммами, костылями, заземляющими приспособлениями;

- снятие фасок на кромках болтовых отверстий;

- правка зоны болтовых или сварных стыков машинами типа МПРС или их аналогами;

- наплавка пробуксовин (дефект 14), выколов металла головки (дефекты 17, 18).

Газопорошкой наплавкой ремонтируют рельсы с дефектами типа пробуксовин (14.1) и выкрашиваний (17.2 и 18.2), расположенными не ближе 100 мм от торцов или сварных стыков. После шлифовки неровностей и микротрещин небольшая глубина и длина дефекта не должны превышать соответственно 6 мм и 180 мм. Для наплавки используют порошок, расплавляемый в пламени смеси ацетилена и кислорода с применением специальной горелки. Ремонт можно выполнять как в «окна», так и без перерыва в движении поездов во время работы. Предварительно рельсы в местах повреждений очищают и шлифуют до полного удаления трещин и отслоений. Отремонтированные рельсы должны быть приняты работником дистанции пути по должности не ниже дорожного мастера. За ними устанавливают наблюдение, заключающееся, помимо дефектоскопирования при плановых проверках, в ежемесячных визуальных осмотрах поверхности наплавки и низа головки рельса при помощи зеркал. Концевые дефекты рельсов (17.1; 18.1; 41.1) можно устранить элсктродуговой наплавкой, в том числе механизированной, с применением порошковой проволоки. Перед сваркой подготавливают путь и рельсы в стыковой зоне: обеспечивают в стыке зазор не менее 1 мм; стыковые шпалы подбивают; рельсы дефектоскопируют, очищают от грязи. После шлифовки трещин и отслоений концы рельсов нагревают газовой горелкой до 400°С и послойно наплавляют. Если при наплавке прошел поезд, то необходимо подогреть концы рельсов до 400° С и продолжить работу. В настоящее время технология наплавки гарантирует следующую надежность: после пропуска 50 млн. т груза выкрашивание наплавленного слоя не более чем на 15 % обработанных концов рельсов, после 75 млн. т не более 25 %.

На дистанции ежегодно устанавливается задание на отгрузку старогодных рельсов в РСП-29. Данные отгрузки рельсов в РСП-29 (станция Промышленная) по годам приведены в таблице 20.

При планировании путевых работ также создаются планы использования рельсов, снимаемых при всех видах ремонта и полученных с РСП.

Таблица 20 - Задание на отгрузку старогодных рельсов всех типов и групп в РСП-29 ст.Промышленная (километры)

ПЧ	Всего	2001г	2002 г	2003г
ПЧ-1 Исилькуль	4,0	1,0	1,5	1,5

2.1.2 Приемка, сортировка, подготовка к профильной обработке, сварка

Организация приемки старогодных рельсов от одного предприятия другим должна обеспечить однозначную идентификацию качества каждого рельса получателем. Гарантировано это достигается двумя способами: исчерпывающей маркировкой каждого рельса и одновременным участием представителей отправителя и получателя или в погрузке рельсов перед их отправкой, или в выгрузке при получении. На каждую партию отгруженных рельсов составляют сертификат по форме ПУ-91.Одновременно поставить рельсы одной группы годности практически невозможно, поэтому крайне важной, хотя и трудоемкой операцией является сортировка и раздельное, по группам годности, складирование в РСП поступивших в ремонт рельсов. В таблице 21 приведен календарный план отгрузки старогодных рельсов в РСП-29 с производственных баз путевых машинных станций Западно-Сибирской железной дороги по годам.

Таблица 21 - Календарный план отгрузки старогодных рельсов в РСП-29 с производственных баз путевых машинных станций Западно-Сибирской железной дороги (километры)

База ПМС	В том числе по годам
	2002 год	2003 год	2004 год	всего
ПМС - 22 Входная	20	22	28	70
ПМС-19 Обь	18	20	20	58
ПМС-19 Барабинск	10	10	12	32
ПМС-20 Крахаль	7	7	10	24
ПМС-20 Промышленная	5	7	7	19
ПМС-177 Укладочный	15	15	15	45
ПМС-177 Карасук	7	12	10	29
ПМС-2 Абакур Лесной	18	22	22	62
ПМС-239 Тайга	4	10	10	24
ПМС-239 Ишаново	8	10	10	28

Оснащенность ПМС позволяет выполнить все сегодняшние объемы капитального, 56 % среднего, 4 % подъемочного ремонтов пути.

Таблица 22 - План загрузки ПМС-22 по видам ремонта в 2003 году

Участки ремонта	Путь	Вид ремонта	Укладка, (км)
Пикетное-Мариановка /2829 ПК3 - 2849ПК1/	1	Усиленный капитальный ремонт	19,9
Пикетное-Мариановка /2829 ПК3 - 2849ПК2/	1	Усиленный капитальный ремонт	20,1
Москаленки	5	Кап. ремонт на с/г рельсах и новых ж.б.шпалах с укладкой плетей	0,6
Кухарево-Москаленки /2874ПК3-2804/	2	Средний ремонт пути	19,8
Москаленки база запаса	3	Капитальный ремонт на с/г рельсах и с/г деревянных шпалах в узлах	1,0
Мариановка-Лузино 2871, 2860 км	2	Средний ремонт	1,0
Кухарево-Москаленки 2802 км	2	Средний ремонт	3,0

По дороге утвержден график переборки на базах путевых машинных станций рельсошпальной решетки. Сборка и переборка производится в соответствии с плановыми заданиями, установленными дирекцией по ремонту пути. Календарный график переборки рельсошпальной решетки приведен в таблице 23.

Таблица 23 - Календарный план переборки рельсо-шпальной решетки на производственных базах путевых машинных станций Западно-Сибирской железной дороги в 2003 году в километрах

База ПМС	В том числе по месяцам
	1.01.03	1.02.03	1.03.03	1.04.03	1.05.03	всего
ПМС-20 Промышленная	1	2	3	4	4	4
ПМС-177 Укладочный	1	2	3	4	5	5
ПМС-177Карасук			1	2	2	2
ПМС-2 Абакур Лесной	2	4	6	8	10	10

В соответствии с планами ремонта, сварки в плети и адресной отгрузки отремонтированных рельсов (в том числе плетей) потребителям, а также исходя из их фактического наличия рельсосварочный поезд обеспечивает очередность работ с той или иной группой годности рельсов, а в ней -- с подгруппой, по наработанному тоннажу. Со склада рельсы поступают на поточную линию. Первая операция - очистка от грязи. Затем на прессе (при необходимости) их выправляют в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Далее -- пост входного дефектоскопного контроля, на котором отмечают вновь выявляемые внутренние дефекты и контролируют правильность разметки поверхностных дефектов, нанесенной при маркировке перед изъятием рельсов из пути на местах первой укладки.

Дефекты рельсов, которые не могут быть допущены при повторной эксплуатации и которые невозможно устранить при репрофилировании, размечают и на посту резки удаляют. Куски рельсов длиной менее 3 м отбраковывают в металлолом, длиной от 3 до 7 м используют в качестве концевых при формировании мерных рельсов длиной 25 м, а более 7 м -- отправляют на репрофилирование или сварку. В таблице 24 приведено выполнение сварочно-наплавочных работ на Западно-Сибирской железной дороге за период 2001-2003 годы.

Таблица 24 - Выполнение сварочно-наплавочных работ

Показатель	Измеритель	Год
		2001	2002	2003
Контактная сварка, всего	Км пути	601	564	600
Бесстыковой путь, всего	Км пути	410	462	560
- из новых рельсов	Км пути	290	302	500
- из старогодных	Км пути	120	160	60
Одиночных рельсов, всего	Км пути	191	102	70
- из новых рельсов	Км пути	65	62
- из старогодных рельсов	Км пути	126	40	70
Сварка ПРСМ, стыков	Стык	1232	1500	2400
Шлифовка в пути РШВ	Км		3000	1000

2.1.3 Шлифовка рельсов

Профильное шлифование в настоящее время становится одним из приоритетных направлений. Рельсы шлифуют для удаления неровностей - коротких глубиной в сотые доли миллиметра. Перечень устраняяемых неисправностей посредством шлифования дефектов рельсов включает следующие виды: волнообразный износ, седловины, пробуксовки, механические повреждения, расплющивание, смятие, пластические деформации головки, отслоение и выкрашивание металла на рабочей выкружке головки, сбитые концы рельсов в стыках, неровности в сварных стыках, дефекты, возникшие вследствие нарушения технологии изготовления. В результате удаления поверхностных дефектов снижаются вертикальные динамические силы, шум и вибрации, увеличивается срок службы рельсов, происходит существенное удлинение цикла выправки пути в плане и профиле. Кроме того, уменьшаются расходы по содержанию и ремонтам подвижного состава и увеличиваются сроки его службы благодаря уменьшению усталости деталей и узлов подвижного состава.

В таблице 25 приведен план по шлифовке рельсов в пути на Исилькульской дистанции пути в 2004 году.

Таблица 25 - План работ по профильной шлифовке рельсов в пути на 2004год

Перегон	Путь	Участок	Протяженность, км	Количество проходов
Пикетное - Мариановка Пикетное - Мариановка о.п.Кухарево-Москаленки о.п.Кухарево-Москаленки	I II I II	2829-2849 2829-2849 2784-2804 2784-2804	20 20 19 19	2 2 2 2
Итого			78

В местах проведения шлифовки рельсы имеют больший нормативный срок службы, что уменьшает их относительную стоимость на единицу пропущенного тоннажа, а также за счет снижения уровня динамического воздействия от подвижного состава снижается интенсивность расстройства пути и сокращаются расходы на текущее содержании пути. Рельсы, за счет снятия поверхностного слоя металла имеющего микротрещины, меньше поражаются дефектами, а значит, снижаются расходы на одиночную замену.

Перед шлифовкой путь предварительно выправляют и рихтуют. Участок пути, предназначенный для профильной шлифовки, не должен иметь отступлений в плане и профиле выше второй степени, должны быть подтянуты стыковые и клеммные болты. Перед шлифованием определяют основные размеры колеи, зазоры и ступеньки в стыках. Весь этот комплекс работ можно осуществить путеизмерительным вагоном. Профильная шлифовка рельсов выполняется рельсошлифовальными поездами с активными рабочими органами. При этом головка рельса шлифуется по поверхности катания, включая выкружки. При шлифовании новых рельсов производится удаление обезуглероженного слоя и заводских геометрических неровностей до уровня требований в соответствии с максимально разрешенными скоростями на данном участке. При этом первоначальное шлифование новых рельсов выполняется в наиболее короткий срок после укладки, а последующая шлифовка проводится после пропуска 50-60 млн. т. брутто.

Допускаемые значения глубины неровностей для различных скоростных режимов движения поездов для назначения шлифовки рельсов представлены в таблице 26. В случае, если при шлифовании с указанной периодичностью величина неровностей на участке превышает указанные в таблице 26 значения, назначается дополнительная шлифовка.

Таблица 26 - Допускаемые значения глубины неровностей для назначения шлифования рельсов

Характеристика неровностей	Глубина неровностей
	БЗ,Б4.В2,ВЗ.В4.В5,ГЗ.Г4,Г5.Г6.Е1,Е2,ЕЗ	Б1,Б2,В1,П,Г2,В1
Короткие	0,05 мм	0,03 мм
Средние и длинные	0,5 мм/метр	0,3 мм/1,5 метра

Периодичность шлифования рельсов и стрелочных переводов в процессе эксплуатации может быть откорректирована с учетом сроков выполнения ремонтов пути и планово-предупредительной выправки. При этом параметры шлифования рельсов устанавливаются на основе результатов периодической проверки состояния головки рельсов для выявления наличия и величины неровностей на верхней и боковой ее поверхности, фактического очертания поперечного профиля, анализа причин отказов рельсов (преобладания дефектов контактно-усталостного характера и т.д.) в соответствии с «Положением о комплексной системе шлифовки рельсов в пути» №ЦПТ-80/92 от 05.12.02 г./7/

Для планирования шлифования определяют реальное очертание профиля головки рельсов с помощью измерительных устройств рельсошлифовального поезда (РШП) по обеим ниткам. Фактический поперечный профиль - один из критериев для определения ремонтного профиля, величины съема металла и числа проходов РШП. Другой критерий - данные анализа причин выхода рельсов на ремонтируемом участке. Для планирования шлифовки нужны также данные об интенсивности развития неровностей на конкретном участке, который зависит от наработки тоннажа (рисунок 8). Рельсы с наработкой тоннажа до 150 млн.т груза - для формирования очертания головки согласно заданному ремонтному профилю, ликвидации волнообразного износа и профильных неровностей.

Цель профильной шлифовки рельсов от 151 до 300 млн.т.груза, наряду с удалением продольных неровностей, заключается в восстановлении формы головки в зоне рабочей выкружки или ее изменение.

Рисунок 8 - Изменение глубины неровностей катания рельсов по мере наработки тоннажа

Рельсы с наработкой тоннажа более 300 млн.т груза и ранее не шлифовавшиеся с большой долей вероятности могут иметь в головке развитые внутренние продольные трещины. Поэтому шлифовать их нецелесообразно. В этом случае рассматривается вариант - ремонт рельсов в стационарных условиях с профильной обработкой головки. Такой вид профилактического ремонта должен резко замедлить развитие внутренних продольных трещин (ВПТ) в головке рельсов за счет улучшения динамики взаимодействия и постоянного снятия наклепанного слоя с микротрещинами. При нормированной периодичности профильной шлифовки рельсов в пути, как при первой, так и при повторной укладке суммарный срок их службы еще увеличится. Ресурс старогодных объемнозакаленных рельсов типа Р65 достаточно велик и степень полноты его использования зависит от комплексности мероприятий по их категорированию, ремонту и повторной эксплуатации.

На Исилькульской дистанции пути разработан пообъектный план шлифовки рельсов в 2004 году (таблица 27).

Таблица 27 - Пообъектный адресный план шлифовки рельсов в 2004 году

Протяженность, (км)	Станция, перегон, путь (от км,ПК до км,ПК)	Год последнего капит. ремонта	Проп. тоннаж, млн.т км брутто	Всего деф. рельсов, км	В том числе в главных путях, км	План
					Всего	С дефектами на поверхности катания головки рельса	Календарный месяц	объем, км
100 км	Лузино-Мариановка 2871 км 1 путь пк10 по 2850 км пк 1	1996	567,5	90	22	90	апрель	22
	Москаленки-Исилькуль 2784 км 1 путь пк 2по 2760 км пк1	1997	500,4	27	24	27	апрель	24
	Москаленки-Пикетное 2 путь 2803км пк1 по 2829 км пк1	1993	440,5	1	27	41	апрель	27
Итого								73

Обработка рельсов РШП - профилактическая мера восстановления их служебных свойств и продления долговечности, прежде всего, в результате отдаления начала возникновения и снижения интенсивности развития контактно-усталостных дефектов и волнообразного износа, повышения прочности рельсов и их сопротивления хрупкому разрушению под поездом. Это достигается удалением поверхностного слоя металла, поврежденного микротрещинами и макротрещинами, волнообразными неровностями, созданием ремонтного профиля головки и улучшением прямолинейности поверхности катания.

Для правильной организации работы рельсошлифовальных поездов важно знать влияние глубины, длины и уклонов неровностей на величину вертикальных динамических сил. В связи с этим оценили зависимость этих сил от сочетаний неровностей глубиной от 0,5 мм до 3 мм и длиной от 0,2 до 1,2 м (рисунок 9). Оказалось, что неровности одинаковой глубины, но различной длины вызывают различные силы. Наиболее неблагоприятны неровности длиной от 0,4 до 0,6 м. /18/.

Рисунок 9 - Зависимость вертикальных динамических сил от длины волны неровностей

Шлифовкой рельсов неровности длиной от 0,4 до 0,6 м устраняются или удлиняются, в результате чего динамические силы уменьшаются и изменяются не резко. После шлифовки в результате уменьшения вертикальных неровностей на рельсах становятся иными и поперечные контактные силы. На вертикальных неровностях глубиной 3 мм они могут достигать 2 тс. Снижение горизонтальных ускорений буксовых узлов также свидетельствует о существенном влиянии шлифовки на поперечные динамические силы.

2.1.4 Технологический процесс на работу рельсошлифовального поезда РШП-48

Рельсошлифовальный поезд РШП-48 является самоходной подвижной единицей с 48 активными органами. Поезд состоит из соединенных между собой при помощи межсекционных шарниров секций: тягово-энергетической (ТЭС) и трех шлифовальных (В,С1,С2), объединенных в единый производственный комплекс с автономным автоматическим управлением. Секция ТЭС оборудована тяговым электроприводом и обеспечивает трехфазным переменным током все оборудование поезда. Секции В,С1, С2 имеют по две шлифовальные тележки. На секции В установлена измерительная тележка. Контроль и настойка режимов шлифования производится из кабины секции В, а настройка и установка шлифовальных тележек- как из кабины В так и с наружного пульта. Данные для настройки режимов шлифования и контроля за процессом поступают от измерительной тележки.

Каждая рельсошлифовальная тележка содержит четыре рельсошлифовальные головки на каждую рельсовую нить. Шлифовальные головки установлены попарно на поворотных люльках, которые закреплены на несущей балке в поворотных подпятниках.

Непосредственными рабочими органами являются шлифовальные головки, каждая из которых состоят из электродвигателя постоянного тока, на валу которого крепится планшайба с абразивным кольцом, внутри которого помещается абразивный круг.

Режим работы.

Поезд используется в двух режимах:

- транспортный - обеспечивает нормальные разгонные характеристики тяговых двигателей;

- рабочий - режим малых скоростей, в котором проводятся все технологические операции по шлифовке рельсов

В обоих режимах управление может производиться с двух кабин в зависимости от направлений движения.

Условия производства работ

Намеченный для шлифовки рельсов участок должен быть подготовлен к пропуску РШП-48:

- железнодорожный путь не должен иметь отступлений в плане и профиле выше третьей степени; должны быть подтянуты стыковые и клеммные болты; закреплены противоугоны;

- на звеньевом пути с деревянными шпалами должны быть добиты костыли выключены путевые рельсосмазыватели; сняты настилы переездов и переходов; сварные стыки не должны иметь неровности более 1,0 мм на длине 1 м.

Производительность РШП оценивается величинами снятия металла за один проход при работе всех рельсошлифовальных головок. В среднем выработка машины составляет один физический километр в час. Выработка зависит от рабочей скорости поезда и количества проходов, которые зависят от фактического состояния пути.

Затраты времени в «окно»

Работы по шлифованию рельсов проводятся в специально выделенное для этой цели «окно» или под прикрытием «окна», предоставленного для других работ. От продолжительности «окна» существенно зависит производительность рабе по шлифовке, объем выполняемых работ и их стоимость.

Наиболее оптимальными являются «окна» продолжительностью от 2 до 4 часов. «Окно» менее 2-х часов является не рациональным из-за потери времен на подготовительно-заключительные работы, проезд к месту работы и т.д.

Ограничение максимальной продолжительности «окна» 4-5 часами определяется необходимостью проведения технического обслуживания РШП.

Производственный состав и организация работ

К эксплуатации поезда допускаются лица не моложе 18 лет, обученные и аттестованные, а также обладающие практическими навыками в работе с механизмами и ухода за ними.

На поезде должен работать постоянно прикрепленный экипаж.

Экипаж поезда в одну смену:

сменный мастер-1, наладчик-электронщик-1, наладчик-гидравлик-1

машинист - 2

Начальнику РШП передается график производства работ с указанием границ участков пути, подлежащих шлифовке, сообщается время закрытия перегона, продолжительность «окон» в графике движения поездов.

В процессе работы может производиться корректировка числа необходимых проходов РШП с последующим предоставлением дополнительных «окон» в зависимости от фактически необходимых объемов работ для достижения требуемых ремонтных профилей и величины волнообразного износа.

До начала работ дистанция пути должна передать начальнику рельсошлифовального поезда: характеристику состояния рельсов на участке, намеченном для шлифовки (план, профиль пути, тип рельсов, наличие термического упрочнения, величина волнообразного износа, профиль головки рельсов, наработка тоннажа); материалы прохода вагона-путеизмерителя с оценкой состояния пути; материалы о наличии на участке работ переездов, стрелочных переводов, мостов.

Руководители дистанции пути обязаны ознакомить дорожных мастеров, бригадиров и монтеров пути, дежурных по переезду и других, работающих на пути людей, с особенностями работы рельсошлифовального поезда.

Перед началом работы на станции отстоя поезда, граничащей с участком работ, должны быть осмотрены вагоны и оборудование и проведены необходимые подготовительные работы. В подготовке поезда к работе должна участвовать вся бригада поезда.

Порядок выезда на перегон

Перед началом работ начальник поезда или мастер должен проинструктировать экипаж о порядке работы поезда. До места работы комплекс РШП следует со скоростью, установленной на перегоне. Отправление на закрытый перегон производится по разрешению на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали. В соответствии с заявкой руководителя работ в разрешении указывается место (километр) первоначальной остановки поезда на перегоне.

Если работы производятся на перегоне, оборудованном автоблокировкой, то по согласованию с поездным диспетчером разрешается отправлять машину к месту производства работ по сигналам автоблокировки, не ожидая закрытия перегона. Машинисту поезда выдается предупреждение об остановке на перегоне в месте, указанном в заявке руководителя работ. Разрешение на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали при отправлении поезда на перегон, подлежащий закрытию, вручается руководителю работ или уполномоченному им работнику, который передает его машинисту поезда после остановки поезда на перегоне в обусловленном месте и получения приказа поездного диспетчера о закрытии перегона.

Перегон или соответствующий путь перегона закрывается для производства работ приказом поездного диспетчера после освобождения от поездов, отправленных на перегон впереди рельсошлифовального поезда. Машинист поезда должен следовать до места, указанного в разрешении на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали, в соответствии с заявкой руководителя работ. При следовании поезда в транспортном положении старшим машинистом является машинист ведущей кабины по ходу движения. Все передвижения поезда как при отправлении со станции, так и при работе на перегоне могут выполняться только после получения машинистами разрешения от начальника поезда или мастера. Отправляют на перегон и возвращают рельсошлифовальный поезд с перегона руководствуясь порядком, установленным инструкциями ЦД-206, ЦП-485, ЦП-734.

Работа рельсошлифовального поезда

Работа рельсошлифовального поезда должна выполняться при участии представителя дистанции пути по должности не ниже старшего дорожного мастера. Работой непосредственно рельсошлифовального поезда руководит начальник поезда, а в его отсутствие - его заместитель.

Работа по шлифовке рельсов проводится в специально выделенное для этой цели «окно» или под прикрытием «окна», предоставление для других работ. После реализации заданного числа проходов РШП производятся контрольные замеры профилей головок рельсов и волнообразного износа. При необходимости начальник поезда РШП и начальник дистанции пути могут принять решение о дополнительных заездах поезда.

В процессе работы может возникнуть необходимость замены изношенных шлифовальных кругов. Перед выполнением этой работы электронщик сообщает мастеру о необходимости замены кругов. Мастер предупреждает экипаж об остановке поезда и дает команду машинисту ведущей кабины остановить поезд. В замене шлифовальных кругов участвуют все члены экипажа, кроме машинистов.

Рис.1 Изменение глубины неровностей при шлифовке рельсов на РШП

При шлифовке рельсов изменение глубины неровностей происходит постепенно, сокращаясь по мере их выравнивания, т.к. при одном и том же удалении металла толщина съема уменьшается от верха волны (рисунок 10). При примерно одинаковом объеме снимаемого металла первый проход, срезая гребень волны, дает наибольшее снижение волнообразного износа (? h1). Второй проход удаляет толщину (в зоне волны) ? h11 меньше h1; аналогично ? h111 меньше h11.

Меры безопасности при выезде на перегон.

Перед выездом со станции на перегон экипаж комплекса должен пройти медицинское освидетельствование у медицинского работника. Там, где нет медицинского работника освидетельствование проводит дежурный по станции с отметкой в маршрутном листе.

Отправление комплекса машин на закрытый перегон для выполнения работ производится по разрешению на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали.

В соответствии с заявкой руководителя работ в разрешении указывается место (километр) остановки комплекса на перегоне.

Если работы выполняются на перегоне, оборудованном автоблокировкой, то по согласованию с поездным диспетчером разрешается отправлять машину к месту работ по сигналам автоблокировки, не ожидая закрытия перегона. Машинисту выдается предупреждение об остановке на перегоне в месте, указанном в заявке руководителя работ. Разрешение на бланке белого цвета с красной полосой по диагонали при отправлении на перегон, подлежащий закрытию, вручается руководителю работ, который передает его машинисту после остановки комплекса на перегоне в указанном месте и получении приказа поездного диспетчера о закрытии перегона. В пути следования запрещается; открывать двери тамбуров до полной остановки поезда.

Меры безопасности при работе машины

Ответственность за соблюдение мер безопасности возлагаются на начальника поезда или его заместителя. Во время работы РШП на закрытом перегоне запрещается пропуск по соседнему пути наливных поездов с воспламеняющимися, а также взрывоопасными грузами. При работе в пределах станции необходимо выдавать предупреждение об оповещении дежурным по станции по громкоговорящей связи пассажиров, находящихся на низкой пассажирской платформе и монтеров пути, работающих на соседнем с обрабатываемым РШП пути, об отходе на 2 м от края платформы при приближении РШП.

При работе рельсошлифовального поезда запрещается:

- находиться ближе 2 м от работающих шлифовальных тележек;

- выходить из поезда и заходить в него со стороны соседнего пути;

- находиться на междупутье между РШП и поездом, проходящим по соседнему пути;

- использовать опрыскивающую установку для мытья вагонов и шлифовальных тележек на электрифицированном участке;

- пропуск РШП через сортировочные горки.

Запрещается сходить и подниматься на поезд во время его движения и подниматься на крышу на электрифицированных участках. Не допускается эксплуатация поезда со снятыми крышками клеммных коробок и открытыми коллекторными люками электрических машин, неисправными блокировками дверей шкафов и неисправным заземлением. Содержать имеющиеся на поезде огнетушители в постоянной готовности к применению. Не навешивать на огнетушители посторонних предметов, препятствующих свободному его использованию.

В случае возникновения пожара машинист и его помощник обязаны:

- подать сигнал пожарной тревоги;

- остановить двигатель;

- затормозить поезд ручным тормозом и подложить под колеса тормозные башмаки; принять меры по тушению пожара всеми имеющимися средствами.

Не допускается остановка на мостах и в других местах, препятствующих тушению пожара.

Провода, электроаппаратуру и электромашины, находящиеся под напряжением, запрещается тушить водой и пенными огнетушителями. Тушение их необходимо производить углекислотными огнетушителями, сухим песком или порошковыми огнетушителями.

При замене шлифовальных кругов на перегоне возможен выход членов экипажа в междупутье. Поезд должен быть огражден сигналами остановки и на обочине соседнего пути должны быть выставлены сигналисты (напротив красных щитов, установленных на расстоянии 50м с обеих сторон поезда)- схема рисунок 11. Члены экипажа, производящие замену кругов со стороны междупутья, должны проявлять особую бдительность и при получении сигнала от сигналиста о приближении поезда по соседнему пути уйти с междупутья.

Рисунок 11 - Схема ограждения рельсошлифовального поезда во время производства работ по замене шлифовальных кругов на перегоне, при приведении машины в рабочее и в транспортное состояние (двухпутный участок пути)

2.1.5 Расчет эффективности шлифования рельсов РШП-48

Определение расходов на эксплуатацию РШП

В состав расходов на эксплуатацию РШП включаются:

- фонд оплаты труда, с учетом надбавки за разъездной характер работы;

- налоги на фонд оплаты труда;

- оплата стоимости за дизельное масло, смазку и топливо;

- расходы на абразивный инструмент;

- расходы на ремонт РШП;

- амортизационные отчисления, определяемые по действующим нормам амортизации основных производственных фондов.

Годовой фонд заработной платы рассчитывается исходя из обслуживающего персонала РШП, часовой заработной платы этого персонала, процента доплаты за разъездной характер работы этого персонала, оплаты за время отпуска, нормативных отчислений на социальное страхование.

При суммарной часовой оплате персонала РШП 472,95 рублей годовой фонд заработной платы составит:

З_год = 251*472,95*1,08*8,0 = 1026000 руб

Доплата за разъездной характер работы

З_д.р.=1026000*0,2 = 205200 руб

Медицинское и социальное страхование

З_с.с = (З_год + З_п.р.)*0,385 = 1231200*0,385 = 474000 руб

Расходы на дизельное масло, смазку и топливо (З_гсм) согласно калькуляции стоимости работы РШП составляют 1554000 рублей.

Расходы на абразивный инструмент определяются исходя из его потребности на 1 км работы РШП (четыре круга на 1 км при четырех проходах РШП) и стоимости одного круга 1270 рублей на 1.01.04 г.

З_абр = 1270 * 4 * 1500 = 7620000 руб

Расходы на ремонт РШП принимаются по данным калькуляций;

З_рем = 10068000 рублей

В целом эксплуатационные расходы по РШП (без амортизации) составят 20947,2 тысячи рублей

Амортизационные отчисления по РШП, исходя из нормативного срока службы 15 лет, составляют:

З_ам = 0,067* К (2.1)

где К - капитальные вложения.

Капитальные вложения складываются из капитальных вложений на закупку комплектующих (К_компл), стоимости работ по сборке РШП (К_сб) и капитальных вложений, связанных с созданием для РШП ремонтной базы (или приспособления для РШП существующей ремонтной базы) К_рем:

К = К_компл + К_сб + К_рем, (2.2)

Примем, что К_компл=56334 тыс.руб., К_сб = 14000 тыс.руб. (расчетная цена сборки РШП). С учетом НДС равное 20 % К_сб = 16800 тыс.руб., а капитальные вложения, связанные с обеспечением ремонтной базы, можно принять на уровне 10 % от стоимости РШП, что составляет 73134 тыс.руб.. В итоге капитальные вложения составят: К = (56334 + 16800)1,1 = 80447 тыс. руб;

З_ам = 80448 * 0,067 = 5390 тыс. руб

Определение экономического эффекта

Экономический эффект от шлифования рельсов РШП образуется за счет следующих составляющих:

- сокращение объемов неотложных работ при текущем содержании пути;

- снижение расхода энергии на тягу поездов, вызванное устранением ограничений скорости движения;

- сокращение расходов на приобретение материалов верхнего строения пути;

- увеличение межремонтных сроков для верхнего строения пути;

- снижение энергетических затрат в части, зависящей от геометрического качества рельсов;

- сокращение потерь поездо-часов грузовых поездов;

- дополнительное увеличение объемов перевозки грузов;

- дополнительные доходы от ускорения доставки грузов;

- дополнительные доходы от высвобождения подвижного состава

Снижение расхода энергии на тягу поездов, вызванное устранением ограничений скорости движения на 1 км пути в течении суток, определяется по формуле:

Е_эн = 3,8(V²_уст - V²_пр)Г_бр * К_э(т)* 10^-6, (2.3)

где V_уст - установленная скорость, км/час;

V_пр - скорость по предупреждениям, км/ч;

Г_бр - суточная грузонапряженность, млн ткм.брутто;

К_э(т) - расход электроэнергии по вводам тяговых подстанций на 1 ткм механической работы.

Принимая установленную скорость 80 км/ч, скорость по предупреждениям 50 км/ч, средневзвешенную грузонапряженность на участках, где производилось шлифование рельсов, 30 млн т км брутто (суточная - 82,2 тыс.ткмбрутто), стоимость 1 кВтч - 0,85 рублей и полигон, где ликвидируются ограничения скорости по состоянию поверхности катания рельсов, в размере 22,5 км на 1500 км пути, где проводилось шлифование рельсов, получим стоимость экономии электроэнергии за 1 год работы РШП:

Е_эн = 0,3*3,8(80² - 50²)82200 * 3,42*10-6 * 365 * 0,015 = 6843 руб/км.

Сокращение расходов на приобретение материалов верхнего строения пути рассчитывается по формуле:

Епр = Ц*1,625*80*0,05*0,33 (руб/км), (2.4)

Где Ц - стоимость с учетом НДС 1 тонны рельсов типа Р65, Ц=8124 руб. 1,625 - масса одного рельса типа Р65 длиной 25 метров;

80 - число рельсов на 1 км пути; 0,05 - коэффициент, учитывающий норматив жизненного цикла рельсов 20 лет; 0,33 - коэффициент, учитывающий сокращение в 1,5 раза одиночного изъятия рельсов по дефектам в результате периодического профильного шлифования /16/.

Е_пр = 8124*1,625*80*0,33 = 12440 руб/км

Снижение энергетических затрат в части, зависящих от геометрического качества рельсов. Удельное сопротивление движению поезда, обусловленное неровностями на поверхности катания головки рельса, определяется по формуле:

W = 0,707А₀2р²V²cоs2рVt, (2.5)

где 0,707 - коэффициент, входящий в математическое выражение статистического закона распределения арксинуса; А₀ - неровности поверхности катания головки рельса, мм/м; V - скорость движения грузового поезда, м/с.

W = 707(0,5 - 0,3)*2*3,14²*19,4²*соs*2*3,14*19,4*0,05 = 1,05 кгс/тс

Уменьшение энергетических затрат, обусловленное проведением периодических шлифовок рельсов, составляет: 329,2 * 1,05*30 = 10370 руб/км, где 329,2 - коэффициент, учитывающий среднесетевые нормы расхода на 1 т.км механической работы и среднесетевые стоимости электроэнергии; 30(млн. т км брутто/км в год) - грузонапряженность расчетного региона эксплуатации РШП.

Общее сокращение затрат в результате применения РШП с учетом годового объема шлифовки 1500 км составит 53089,5 тыс.руб..

Исходя из плана шлифовки рельсов в 2004 году на дистанции (73 км - таблица 27) эффективность шлифования рельсов РШП-48 составит 2794,20 тыс.руб..

Вывод: Шлифование рельсов дает следующие преимущества в области экономии, безопасности движения, комфорта и экологии:

- снижение уровня динамического взаимодействия пути и подвижного состава и, как следствие этого, значительное удлинение цикла выправки пути в плане и профиле, а значит, и уменьшение расходов на содержание пути, удлинение срока службы рельсов, шпал и рельсовых скреплений;

- уменьшение расходов по содержанию и ремонтам подвижного состава и увеличение его срока службы благодаря уменьшению усталости деталей и узлов подвижного состава; снижение тяговых усилий;

- повышение уровня безопасности движения, особенно на участках скоростного движения, так как шлифование рельсов улучшает взаимодействие колеса и рельса и снижает интенсивность образования и развития внутренних трещин, способных вызвать излом рельса под поездом;

- снижение уровня шума от проходящих поездов в 1,5-2 раза.

2.1.6 Фрезеровка рельсов

Наиболее эффективный способ репрофилирования старогодных рельсов -- фрезерование на станках. При этом за один проход формируют ремонтный профиль головки за счет обработки поверхности катания и боковой выкружки комплектом фрез, оснащенных неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Глубина съема металла за один проход -- до 2 мм. Средняя скорость подачи рельса -- 4 м/мин. За год на одном станке можно отремонтировать рельсы для 200--400 км пути. Фрезеруют нерабочую грань рельса, которая при повторной укладке становится рабочей. Поэтому к рельсам, намеченным для репрофилирования, предъявляют дополнительное требование - на головке наносят стрелки, направленные в сторону нерабочей грани, и буквы «НГР». Отфрезерованные рельсы длиной 7 м и более, прошедшие предварительную приемку контрольным мастером, направляют на сварку. Подготовленные к отправке потребителю отремонтированные рельсы длиной 25 м или плети дополнительно маркируют с указанием новой рабочей грани на шейке рельса буквами «РГ».

Второй, достаточно эффективный способ репрофилирования -- обработка на продольно-строгальном станке НС-42. Технология предусматривает одновременную профильную строжку двух рельсов длиной по 25 м, которая выполняется комплектом инструмента из твердосплавных пластин, расположенных по контуру ремонтного профиля. Так же, как и при фрезеровании, обрабатывается поверхность катания и выкружка со стороны бывшей нерабочей грани. За один проход снимается слой металла до 0,5 мм со скоростью около 10 м/мин. Для полного репрофилирования, как правило, требуется 4--5 проходов. Годовая выработка одного станка -- ремонт рельсов для 40 км пути в год.

Для непрерывного фрезерования головок рельсов на заготовительную площадку должны быть отсортированы и подобраны в отдельные штабели рельсы I, II и III групп годности, скомплектованные по высоте рельса с шагом 1 мм - для рельсов I группы годности, 2 мм - для рельсов II и III групп годности с расположением будущих рабочих граней головки рельса по одну сторону. Технология фрезерования предусматривает за один проход рельса длиной от 6 м и более формирование ремонтного профили обработкой поверхности катания и боковой выкружки комплектом специальных фрез, оснащенных неперетачиваемыми твердосплавными пластинами. Допускается в зависимости от величин поверхностных дефектов производить фрезерование головки рельсов на глубину до 2 мм за два и более проходов. Ремонтный профиль головки рельса после фрезерования (рисунок 12) должен иметь величины радиусов: 15 мм в зоне выкружки, 80 мм в переходной зоне и 500 мм в средней части, а со стороны необработанной грани головки рельса - радиусы от 4 до 10 мм. Исполнение профиля контролируют автоматизированной установкой, обеспечивающей точность измерения и регистрации 0,05 мм, с записью на магнитном носителе и с сохранением информации в течение 10 лет.

Рисунок 12 - Ремонтный профиль отфрезерованного рельса типа Р65 с вертикальным износом головки 4 мм.

2.1.7 Строжка

Комплекты рельсов длиной от 6 м и более, отнесенные к I , II и III группам годности, должны подаваться на последующую обработку строжкой и сварку отдельными партиями в зависимости от наработки по пропущенному тоннажу, размера и характера износа, наличия допускаемых повреждений.

Механическую обработку головки рельсов выполняют комплектом специального инструмента из пластин твердого сплава, расположенных по элементам контура рабочей поверхности головки рельса.

В начале процесса обработки необходимо за один пробный проход суппорта с касанием режущей кромкой центральной пластины по всей длине рельса зафиксировать участки поверхности катания с наибольшей высотой и волнообразностью.

Зафиксированный уровень является базовым для назначения необходимой подачи инструмента в режимах черновой и чистовой обработки головки рельса.

Назначение черновой обработки головки рельса состоит в том, чтобы удалить боковые наплывы металла, продольные волнообразные неровности и поверхностный слой металла с дефектами контактно-усталостного характера на глубину до 2,0-2,5 мм.

Черновую обработку выполняют до полного удаления поверхностных повреждений металла головки рельсов за 2-4 прохода суппорта станка при скорости резания 8-20 м/мин и подаче 0,5-0,6 мм/...