Расчет основных технологических параметров машины СЧУ-800

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Расчет основных технологических параметров машины СЧУ-800

Содержание

Введение

Аннотация

1. Аналитический обзор машин для глубокой очистки щебня и замены балласта

1.1 Назначение машин

1.2 Классификация машин

2. Расчет основных эксплуатационных показателей машин

2.1 Состав машины и описание рабочего процесса

2.2 Расчет основных параметров вырезающего оборудования машин с цепным скребковым рабочим органом

3. Расчет стоимости машино-смены

4. Составление межремонтного цикла

5. Меры безопасности при выполнении работ

Литература

щебень балласт машина межремонтный

Введение

В последние годы руководство Министерства путей сообщения взяло курс на усиление механизации в путевом хозяйстве. Приказом министра путей сообщения РФ № 12 от 16.08.94 г. предусматривается осуществление комплекса технических, организационных мероприятий по совершенствованию эксплуатационной деятельности подразделений путевого хозяйства и отрасли в целом. В первом ряду из этих мероприятий стоит внедрение новых машин и технологий. Для выполнения поставленных задач на железных дорогах увеличивается мощность пути, совершенствуется технология и организация ремонтно-путевых работ. Своевременный и качественный ремонт пути ведет к снижению затрат времени, труда и эксплуатационных расходов, повышению производительности труда на основе максимальной механизации всех путевых работ. Механизация в путевом хозяйстве развивается с учетом внедрения новых ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих длительную стабильность пути, интенсивности использования железных дорог -- создаются и выпускаются совместно с ведущими зарубежными фирмами высокопроизводительные машины, способные выполнять работы в перерывах движения поездов при высоком качестве работ. Особое внимание уделяется глубокой вырезке и очистке балласта. Поэтому широко используются машины типа СЧ-601, ЩОМ-6, RM-80 и др.

В процессе эксплуатации щебень, лежащий в пути, загрязняется. Часть загрязнений появляется за счет истирания и разрушения самого щебня от динамического воздействия поездов, подбивания щебня под шпалы при ремонте пути и атмосферных воздействии. Большая часть попадает извне вследствие просыпания частиц руды, каменного угля, торфа и т. п. с проходящих поездов. В связи с этим фильтрующая способность щебеночного основания ухудшается, влага задерживается загрязнениями, после дождей местами происходит разжижение щебеночного основания, появляются выплески, зимой -- пучины. С ростом загрязненности щебеночного слоя прогрессируют расстройства пути, что вызывает повышенные расходы на текущее содержание и ремонт для обеспечения безопасности движения поездов. Восстановление фильтрующей способности и устойчивости щебеночного основания достигается периодической полной или частичной очисткой его от загрязнений и пополнением убыли чистым щебнем.

Аннотация

Курсовой проект содержит 35 страниц печатного текста, 5 рисунков, 4 таблицы, 2 черчежа, список использованных источников содержит 4 источника.

Проведен аналитический обзор данного класса машин, произведено описание работы и конструкции машины СЧУ-800, был произведен расчет основных эксплуатационных показателей, стоимости машино-смены работы машины, разработан график структуры ремонтного цикла, приведены мероприятия по охране труда и технике безопасности.

1. Аналитический обзор машин для глубокой очистки щебня и замены балласта

1.1 Назначение машин

Периодическое восстановление физико-механических характеристик и геометрических параметров щебеночной балластной призмы производится путем очистки щебня или, в случае несоответствия уложенного в пути балласта требуемым характеристикам, -- за счет полной его замены на щебень твердых пород машинами для очистки щебня и замены балласта.

Балластная призма должна обеспечивать вертикальную и горизонтальную устойчивость рельсошпальной решетки при воздействии на нее поездной нагрузки, равномерное распределение давления от шпал на возможно большую площадь основной площадки земляного полотна, иметь возможно большую равноупругость вдоль и поперек пути и обеспечивать наименьшую неравномерность остаточных деформаций при эксплуатации железнодорожного пути. В процессе длительной эксплуатации железнодорожного пути балластная призма постоянно засоряется как сыпучими грузами с проходящих поездов, так и мелкими фракциями грунта, попадающими со стороны дефектной площадки земляного полотна, а также мелкими частицами щебня при его разрушении под действием поездной нагрузки.

При этом балластная призма теряет свои первоначальные свойства, а остаточные деформации пути увеличиваются, что ведет к повышенному износу элементов верхнего строения пути, подвижного состава и возрастанию расходов железнодорожного транспорта.

В соответствии с современными требованиями максимально-допустимое засорение щебеночного балласта установлено в 35% от его объема, а периодичность (в млн.т. брутто пропущенного по пути тоннажа) его очистки -- в зависимости от категории пути, толщины очищенного слоя и марки уложенного в путь щебня.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Среднесетевой период засорения щебня для бесстыкового пути уменьшается в среднем на 8% по сравнению с данными табл.7.1.

Требуемые толщина очищенного щебня и размер плеча балластной призмы зависят от класса ремонтируемого пути и для путей I и II классов, соответственно составляют 0,35-0,4 м и 0,40,45 м, для путей III класса -- 0,25-0,3 м и 0,35-0,4 м, соответственно, при этом на путях 1-Ш класса должен быть уложен щебень твердых пород марки И-20, а засорение очищенного щебня не должно превышать 6,7% от его объема.

Современные требования к балластной призме, качеству очистки щебня, периодичность его очистки во многом определяют параметры машин для очистки щебня и замены балласта, а также способы производства работ с учетом конкретного состояния железнодорожного пути и вида его ремонта. Сплошная очистка щебня или замена балласта в основном производятся при усиленных капитальном и среднем, а также капитальном и среднем ремонтах пути.

Машины для очистки щебня и замены балласта подразделяются на следующие основные группы: машины высокопроизводительные с малой глубиной очистки щебня (ЩОМ-Д, ЩОМ-ДО, ЩОМ-4, ЩОМ-4М, БМС и др.); машины для торцевой очистки (замены) балласта (УМ-М, УМ-С, ЩОМ-6Р и др.); машины для глубокой очистки (замены) щебня (RM-80, RM-76, СЧ-600, СЧ-601, СЧУ-800, АХМ-80, ЩОМ-6Б и др.).

По назначению они подразделяются на машины для работы на перегонах, на стрелочных переводах, универсальные машины для работы на перегонах и стрелочных переводах; по основным выполняемым операциям на машины для очистки щебня, для очистки и вырезки балласта, машины для вырезки (замены) балласта; по конструктивному исполнению, в частности, способу вырезки балласта -- на машины -- с пассивными подрезными ножами и подгребными крыльями, с активными вырезающими органами (цепными скребковыми, роторными, баровыми), с комбинированными рабочими органами; по способу очистки щебня -- на машины с центробежными очистительными устройствами и машины с плоскими вибрационными грохотами; по способу транспортирования-- на машины прицепные и машины самоходные; по типу ходовой части и тяговых единиц -- на машины с железнодорожным ходом и тяговым локомотивом или со специальным и тягово-энергетическим модулем и машины на комбинированном ходу с тракторной тягой; по способу удаления засорителя -- на машины с рассевом засорителя в сторону от пути и машины с направленным переносом засорителя в специализированный подвижной состав (для последующего его вывоза) или выгрузки к основанию насыпи, или за пределы водоотводов в неглубоких выемках; по способу работы с рельсошпальной решеткой -- на машины, работающие с подъемом рельсошпальной решетки, машины, работающие без ее подъема, и машины, работающие при снятой путевой решетке.

Универсальная щебнеочистительная машина типа СЧУ-800 выполнена в несамоходном варианте и предназначена для вырезки балластной призмы, укладки геотекстиля на поверхность среза, образования уплотненного песчаного слоя и создания нового балластного слоя из очищенного или нового щебня, при отводе вырезанного материала в специализированный состав или на обочину пути. Машина СЧУ-800 является рабочим комплексом, состоящим из: универсального тягового модуля УТМ-2; добывающей секции ТС-800; очистной секции ЦС-800; состава механизированных вагонов.

1.2 Классификация машин

Машины для очистки щебня и замены балласта подразделяются на следующие основные группы: машины высокопроизводительные с малой глубиной очистки щебня (ЩОМ-Д, ЩОМ-ДО, ЩОМ-4, ЩОМ-4М, БМС и др.); машины для торцевой очистки (замены) балласта (УМ-М, УМ-С, ЩОМ-6Р и др.); машины для глубокой очистки (замены) щебня (RM-80, RM-76, СЧ-600, СЧ-601, СЧУ-800, АХМ-80, ЩОМ-6Б и др.).

Машины для глубокой очистки щебня и замены балласта (РМ-80, РМ-76, СЧ-600, СЧ-601, СЧУ-800, комплекс ЩОМ-6, АХМ-1 и др.) предназначены для очистки и вырезки загрязненного щебня на глубину до 0,5 м и более. Эти машины выпускаются на железнодорожном ходу: как в прицепном варианте , так и в самоходном варианте (РМ-80, АХМ-1) и используются в составе щебнеочистительных машинизированных комплексах при ремонтах пути со сплошной очисткой или заменой балласта. Они имеют основной вырезающий орган в виде цепного скребкового устройства. В качестве тяговых единиц при прицепном исполнении машины используют тягово-энергетические модули.

Щебнеочистительные машины СЧ-6ОО п СЧ-6О1 имеют одинаковую конструктивную схему и различаются только модернизацией некоторых узлов и дополнениями, выполненными на машине СЧ-6О1. В зависимости от технологического процесса, возможны два варианта работы машины: вырезка балласта -- (при полной вырезке) балласт может подаваться через поворотный конвейер в специализированный состав или на откос земляного полотна, а при очистке вырезанный балласт подается на грохот, очищенный щебень возвращается в балластную призму, а мелкая фракция (загрязнитель) может отгружаться в специализированный состав или на откос земляного полотна.

Щебнеочистительный комплекс состоит из двух модулей: машины ЩОМ-6Р для торцевой очистки (вырезки) балласта и машины ЩОМ-6Б для глубокой сплошной очистки (вырезки) балласта. Модули машины ЩОМ-6 могут работать как в отдельности, так и совместно.

Щебнеочистительная машина IЦОМ-6Б выполнена в прицепном варианте и предназначена для очистки от загрязнителей щебеночного балласта по всей ширине балластной призмы железнодорожного пути с отбором засорителей и возможностью их погрузки в подвижной состав. Машина может производить вырезку балласта (без очистки) с погрузкой его в специализированный подвижной состав, находящийся на том же пути или в подвижной состав, находящийся на соседнем пути, а при работе в сцене с машиной ЩОМ-6Р может принимать с нее вырезанный за концами шпал и очищенный щебень для укладки его в путь.

Щебнеочистительная машина ЩОМ-6БМ является модернизированным образцом машины ЩОМ-6Б и отличается от нее увеличенными мощностью привода и площадью скребков выгребного устройства, шириной очистки, наличием компьютерной системы для записи параметров работы машины и другими улучшенными узлами. Проведенная модернизация позволила повысить производительность выгребного устройства с 450 до 750 м3/ч, а машины в целом в реальных условиях работы до 600-650 м3/ч.

Щебнеочистительный комплекс ЩОМ-6 является первой отечественной машиной для глубокой очистки щебня и замены балласта, которая по своей производительности и количеству технологических операций, выполняемых при ее использовании, превышает аналогичные образцы зарубежного или совместного производства. Наряду с этим, конструкция комплекса ЩОМ-6 имеет более низкую надежность и требует улучшения узлов

RМ-80 преимущества: возможность их использования как на очистке щебня на перегонах, так и на стрелочных переводах, высокая надежность и производительность, а также самоходность в транспортном и рабочем режимах.

Машина СЧУ-800 отличается повышенными мощностью привода выгребного устройства (два электродвигателя мощностью по ПО кВт при скорости тяговой цепи 3-4 м/с) и производительности грохота до 800 м3.Сила тяги 240кН

Комплекс СЧУ-800 предназначен для работы в режимах: вырезки с очисткой вырезанного балласта и возврата очищенного щебня в путь; вырезки с очисткой вырезанного балласта и укладкой подстилающего слоя песка; полной вырезки с полной заменой материалов балластной призмы, т.е. подачи песчано-гра-вийной смеси и щебня из специализированного состава, разделения ее на песок и гравий на вспомогательном грохоте; полной вырезки.

Щебнеочистительная машина СЧУ-800 из серии машин для глубокой очистки имеет преимущество, заключающееся в возможности укладки подстилающего слоя из песка или мелкого щебня с его уплотнением, обладает высокой производительностью и может выполнять работы, связанные с реконструкцией балластной призмы.



Рис. 1 Схема очистки щебня на стрелочных переводах: а -- схема расположения рабочих органов машины; б -- схема работы машины

Таблица 1.2 Технические характеристики щебнеочистительных машин

2. Расчет основных эксплуатационных показателей машин

2.1 Состав машины и описание рабочего процесса

Машина СЧУ-800 является рабочим комплексом, состоящим из: универсального тягового модуля УТМ-2; добывающей секции ТС-800; очистной секции ЦС-800; состава механизированных вагонов.

Добывающая секция (рис. 2.1 ) предназначена для вырезки балласта и транспортирования его на очистку или в специализированный состав.

Эта секция имеет раму 1, опирающуюся на две двухосные тележки 2. На раме 1 размещены выгребное устройство 3, имеющее тяговую скребковую цепь, привод 4, желоба 5, подпутное устройство 6, дополнительный грохот 7, конвейер с? вырезанного балласта, приемный бункер 9, поворотный конвейер 10, конвейер 11 смеси, поступающий со специализированного подвижного состава, бункер-накопитель 12, сателлит 13 (распределитель щебня и поперечный конвейер), распределитель 14 песка, узел 15 размотки геотекстиля, пробивщик 16 шпальных ящиков, разрав ниватель 17 песка, виброуплотнитель 18, рабочая кабина 19, кабина 20 с гидрооборудованием.

Очистная секция (рис.2.2 ) служит для очистки вырезаемого материала, который из зоны вырезки подается на грохот, предназначенный для разделения годного щебня фракций 25-75 мм и отсева загрязнителя, подающегося в специализированный состав, либо на обочину.

Очистная секция состоит из рамы 1, опирающейся на две двухосные тележки 2, узла 3 наклона рамы, грохота 4, конвейера 5 вырезанного балласта, конвейера 6 для засорителей, поворотного конвейера 7, конвейера 8 для песка, конвейера 9 для смеси, поворотного круга 10.

Специализированный состав состоит из вагона аварийного энергоснабжения, промежуточных и концевого вагонов, оснащенных двумя ярусами конвейеров. По верхним конвейерам подается загрязнитель, вырезанный выгребной цепью, по нижним -- либо загрязнитель, либо материал для обновления балластной призмы.

Машина оснащена двумя типами скребковой цепи -- (низкой 0,25 и высокой 0,45 м), которые используются для вырезки балласта на глубину до 0,6 м под подошвой шпалы и от 0,6 м до 0,9 м, соответственно, а также системой конвейеров, позволяющей накапливать загрязненный материал, возвращать очищенный щебень под путевую решетку, а также осуществлять полную замену щебня по всему сечению балластной призмы.

Все режимы работ обеспечиваются из рабочей кабины 19 (см. рис.2 ) комплекса, куда сведены все системы контроля и управления машиной, контролируется скорость, пройденный путь, величина заглубления желобов, наклон балки и т.д. Из кабины оператор, оценивая данные измерительной системы, управляет всем комплексом во всех режимах работы.

При работе в режиме очистки балласта все три машины комплекса практически работают на полную мощность. Вырезаемый добывающей секцией (см. рис.2.1 ) загрязненный балласт по желобам 5 выгребного устройства 3, выполненного по традиционной схеме, подается в приемный бункер 9 и по конвейерам 8 вырезанного балласта, поворотному 10 на конвейер 5 очисткой секции (см. рис. 2.2 ) и очищается в грохоте 4. Засоритель по конвейерам 6, 7 подается в состав для засорителей на нижние конвейеры, а чистый щебень -- по конвейеру 9 очистной секции передается на конвейер 11 (см. рис. 2) добывающей секции и бункер-накопитель 12, из которого подает в путь через сателлит (распределитель щебня и поперечный конвейер) 13.

При вырезке желоба 5 могут смещаться от оси пути на 550 мм. Подъемно-рихтовочное устройство 6 обеспечивает подъемку пути на 200 мм и смещение рельсошпальной решетки на ±315 мм. Устройства, создающие защитный песчано-гравий-ный слой в этом режиме находятся в рабочем положении и не работают.

При работе в режиме вырезки с очисткой вырезанного балласта и укладкой подстилающего слоя песка задействованы все три секции комплекса, а состав, заполненный песчано-гравийной смесью, разворачивается для разгрузки смеси с нижних транспортеров на транспортер 8 (см. рис. 2.2) очистной секции и приема засорителей по верхним транспортерам, машины от предыдущего режима отличается тем, что очищенный щебень и песчаная смесь вместе подаются на транспортер 9 очистной секции и транспортер 11 (см. рис.2.1 ) добывающей секции, по которому попадают на дополнительный грохот 7, где происходит разделение смеси и щебня. Песчаная смесь подается в распределитель песка 14 на геотекстиль, уложенный из рулонов узла 16. Песчаная смесь разравнивается шнековыми разравнивателя-ми 17 и уплотняется виброуплотнителями 18, после чего и на нее укладывается очищенный щебень сателлитом 13.

В режиме замены вырезанного балласта на новый с укладкой подстилающего слоя песка используется только добывающая секция с составом, заполненным песчано-гравийной смесью и щебнем в требуемых пропорциях. Эта смесь поступает к дополнительному грохоту 7, где происходит отделение щебня от смеси. Смесь ссыпается в дозирующую воронку, а щебень -- в распределительное устройство.

Машина СЧУ-800 является рабочим комплексом, состоящим из: универсального тягового модуля УТМ-2; добывающей секции ТС-800; очистной секции ЦС-800; состава механизированных вагонов.

Модуль УТМ-2, (рис. 2.3) является самоходной единицей подвижного состава с электрической передачей и групповым приводом колёсных пар. Для работы с путевыми машинами имеет режим с пониженной и стабильной скоростью движения, который назван рабочим режимом.

управления; 33 -- радиостанция; 34 -- АЛСН; 35 -- ящик аккумуляторный; 36,39,42,54,57 -- сиденья; 37, 40 -- столы; 38 -- шкаф для одежды; 43 -- умывальник; 44 -- вентилятор; 45 -- диван; 46 -- бак топливный; 47 -- насос охлаждающей жидкости; 48 -- топливопод-качивающий агрегат; 49 -- дизель-генератор; 50 -- настил рамы; 51 -- компрессор; 52,53 -- шкаф силовой; 55 -- шкаф управления; 56 -- ручной тормоз

В зависимости от назначения модуля устанавливается дизель-генераторная установка фирмы "Cummins" мощностью 800 (УТМ-2), которая обеспечивает трехфазным переменным током путевые машины при их работе и питание собственного электропривода. Генератор переменного тока силовой установки питает по силовым проводам через ти-ристорный преобразователь тяговые электродвигатели 30 и 15 типа ЭД-118 в транспортном режиме и тяговые электродвигатели 20 ДК-213 -- в рабочем. Тяговые электродвигатели подвешены к раме снизу. От тяговых двигателей ЭД-118 вращающий момент передаётся через короткие карданные валы и угловой редуктор на колёсные пары, а в рабочем режиме -- от тяговых электродвигателей ДК-213 через понижающие редукторы 23, правый и левый карданные валы, режимный редуктор 8, длинные карданные валы 18, 25 и угловой редуктор на колёсные пары. Установленные на раме 2 модуля силовое и вспомогательное оборудования закрыты капотом 7. По торцам рамы расположены блоки кабин управления. Блоки кабин управления со стороны дизеля имеют отсеки. В отсеке задней кабины размещаются шкаф управления 55 с коммутирующей аппаратурой электрооборудования, шкаф силовой 52, радиостанция 33 и АЛСН. Отсек передней кабины оборудован для отдыха обслуживающего персонала. Рама опирается на двухосные тележки 17 через опоры рамы, шкворневые узлы воспринимают только горизонтальные нагрузки.

Модуль оборудован типовыми автотормозами. Питание сжатым воздухом обеспечивается от компрессора 51. Ручной тормоз 56 действует на одну колёсную пару передней тележки. Управление производится из кабин, а в рабочем режиме возможно управление из кабины путевой машины. Для оперативности передачи информации кабины модуля и машины оснащены громкоговорящей связью.

Питание путевых машин переменным током осуществляется через штепсельные разъёмы (розетки МВС) 3, установленные на торцах модуля. Модуль оборудован контрольно-измерительной аппаратурой, которая располагается на пультах управления и скоростемером. Контроль скорости при движении в рабочем режиме осуществляется по индикатору, который получает сигнал от датчика скорости.

Таблица 2.1 Технические характеристики машины СЧУ-800

Параметр	Значения параметров
Производительность, м3/час:
расчетная, максимальная	800
технологическая, максимальная	600
полной вырезки	500
Максимальная, м
глубина вырезки	0,9
ширина вырезки	5,5
Ширина железнодорожной колеи, мм	1520
Габарит машины	1-Т
Скорость, км/ч:
самоходом	65
в составе поезда	65
Радиус проходимых кривых, м	150
Масса машины, т:
добывающей секции	90
очищающей секции	60
тягово-энергетическая установка	90
Установленная мощность комплекса, кВт	800

2.2 Расчет основных параметров вырезающего оборудования машин с цепным скребковым рабочим органом

Общие сведения

В зависимости от требуемой производительности машины разрабатывают односекционные или двухсекционные. В последнем случае одна секция (добывающая) оборудована рабочими органами для выемки и транспортирования загрязненного балласта (вырезающее оборудование). Вторая секция - для очистки балласта и транспортирования чистого щебня и загрязнителей (ЩОМ-1200, ЯМ-2002, СЧУ-800).

В целом вырезающее оборудование машин состоит из восходящего и нисходящего желобов с боковыми крыльями, подпутной балки, цепного скребкового рабочего органа и его привода, механизмов управления рабочим оборудованием.

На машинах для очистки стрелочных переводов с целью увеличения ширины вырезки балласта применены подпутные балки увеличенной длины и один из желобов - телескопический.

С помощью скребковых рабочих органов производится вырезка и транспортирование балласта под рельсошпальной решеткой, а также транспортирование щебня на грохот.

В цепном скребковом рабочем органе можно применять различные варианты сочетаний элементов режущих и транспортирующих материал. На эксплуатируемых машинах применяют скребки с укрепленными на них резцами (с зубьями). В технике известны рабочие органы, в которых резцы и скребки установлены отдельно. Подобные рабочие органы можно использовать и на щебнеочистительных машинах. Возможны и другие комбинации рабочего оборудования.

Компоновка оборудования на машине.

Важным вопросом при компоновке рабочего оборудования на машине является выбор конфигурации трассы движения рабочего органа вырезающего устройства.

Основными параметрами трассы являются: общая и рабочая длина; высота подъема балласта , угол наклона в вертикальной плоскости , наибольший угол изменения направления движения цепного скребкового органа у.

При выборе трассы необходимо предусмотреть возможность: частичного изменения направления движения рабочего органа и длины Lc для различных условий производства работ (на перегоне, на стрелочных переводах); быстрого приведения рабочего органа из транспортного положения в рабочее и наоборот; совмещения технологических (вырезка балласта) и транспортных операций; перемещения рабочего органа с минимальным количеством поворотов и наименьшими углами поворота и по трассе наименьшей длины. Одновременно необходимо решать вопросы размещения привода рабочего органа.

Расчет параметров оборудования

При очистке балластной призмы выполняются операции: вырезка балласта под рельсо-шпальной решеткой и по концам шпал; транспортирование материала к оголовку желоба; Транспортирование балласта по желобу к месту разгрузки; разгрузка балласта в грохот (RM-80) или выгрузка балласта на промежуточный конвейер для подачи его на грохот (СЧ-601); грохочение. Рабочие процессы должны протекать непрерывно. Это будет обеспечено при выполнении условий:

где - производительность оборудования по транспортированию к оголовку желоба балласта, разрабатываемого скребками и боковыми крыльями, м/с; - коэффициент разрыхления балласта; - требуемая производительность машины, м3/с; - производительность выгребного оборудования по транспортированию балласта в восходящем желобе, м3/с; - производительность оборудования по грохочению, м3/с.

Производительность машины непрерывного действия:

где - площадь поперечного сечения разрабатываемого слоя щебня, м2; - скорость движения машины, м/с.

В зависимости от толщины слоя балласта под шпалой, его состояния по загрязненности и прочностным характеристикам в расчетах принимают:

где - толщина слоя балласта под шпалой, м; - средний размер частиц щебня, мм (do=0.04м); - средняя толщина обрушающегося слоя балласта, м; - толщина слоя балласта в шпальном ящике, м. В первом приближении площадь поперечного сечения:

Где - ширина поперечного профиля вырезаемой части балластной призмы поверху и понизу.

Производительность служит основой для расчета параметров скребкового полотна, обеспечивающего подачу материала из балластной призмы к оголовку рабочего (восходящего) желоба.

Производительность по транспортированию балласта к оголовку желоба:

где - коэффициент заполнения балластом пространства между скребками (0.7.. .0,8);

- ширина и высота скребков, м; -скорость скребков, м/с.

Размеры скребка принимают в увязке с толщиной вырезаемого слоя и угла наклона скребков

В случае использования комбинированных скребков ширина включает в себя и вылет резцов. С целью эффективного заполнения балластом межскребкового пространства шаг скребков назначают с учетом их скорости, длины забоя, шага цепи скорости машины и размеров частиц балласта. Предварительно принимают:

Условие эффективного заполнения пространства между скребками

Где подача на скребок, м;

- площадь поперечного сечения балластной призмы, разработанной скребками, м

Для определения размеров желоба и уточнения параметров скребков рассматривают производительность вырезающего оборудования по подъему вырезанного балласта к месту разгрузки

где - рабочая ширина желоба, м; - коэффициент заполнения желоба; - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера

При угле наклона а = = 0,6...0,7,

По требуемой производительности определяют необходимую рабочую ширину желоба и корректируют размеры скребка:

где - конструктивный зазор между корневой частью, зубьями скребка и стенками желоба, м (15 ... 20 мм.)

Ширину желоба проверяют с учетом размера -средних частиц балласта.

Для повышения прочностных свойств желоба и предотвращения вылета щебня из желоба при высокой скорости скребков рабочую высоту принимают.

Расчет мощности привода тяговой цепи.

По выбранной технологии производства работ и с учетом испытаний щебнеочистительных машин со скребковыми рабочими органами мощность двигателя привода составит:



где - соответственно мощность, затрачиваемая на копание, разгон щебня, подъем балласта до уровня разгрузки, преодоление сил трения в забое, на восходящем и нисходящем желобах, на преодоление сопротивлений в направляющих роликах, кВт;

- к.п.д. привода.

При определении затрат мощности учитывают физико-механические свойства балласта, угол наклона скребков в вертикальной плоскости, угол копания, т, опытные данные [4, 5, 6].

Мощность на копание

где - производительность по вырезке балласта скребками, м3 /с;

-удельное сопротивление балласта копанию;

- коэффициент, учитывающий угол копания.

При работе на частично разрыхленном балласте: Для обеспечения устойчивой работы машины на уплотненном балласте принимают

Мощность на разгон щебня:

где - объемная масса балласта (1800...2000 кг/м3);

- принятая скорость скребков, м/с.

Мощность на подъем балласта:

где- высота подъема балласта к месту разгрузки, м;

- объемный вес балласта.

Мощность на преодоление сил трения в забое:

где- усредненный погонный вес вырезанного щебня в забое, Н/м;

- коэффициент трения щебня о щебень;

- погонный вес тяговой цепи со скребками H/м

- приведенный коэффициент трения тяговой цепи со скребками о балласт и направляющие подпутной балки;

-расстояние между крайними скребками, производящими вырезку балласта, м.

Мощность на преодоление сил трения на желобах:

где - погонный вес щебня на восходящем желобе, Н/м

- коэффициент трения скребков со щебнем о футеровку восходящего желоба;

- длины восходящего и нисходящего желобов, м;

- коэффициент трения тяговой цепи со скребками о днище нисходящего желоба;

- угол наклона желобов к горизонту, град;

- коэффициент разрыхления балласта

- объемный вес разрыхленного балласта, Н/м .

Мощность на преодоление сопротивлений в направляющих роликах:

где- минимальная сила натяжения тяговой цепи 5.0…7.0 кН

- сила натяжения тяговой цепи от рабочих нагрузок;

-коэффициент сопротивления движению цепи (при углах поворота цепи я 90°

После предварительного выбора двигателя определяют возможную силу в набегающей ветви вырезающего оборудования и выбирают или проверяют тяговую цепь. Одновременно производят корректировку компоновки и параметров вырезающего оборудования.

Ориентиром в расчетах затрат мощности приводом скребковой цепи могут служить экспериментальные данные [4]. Получена зависимость для определения затрат мощности на звездочке привода цепи

Энергоемкость процесса зависит в основном от скорости цепи и скорости машины и составляет 0,38...0.4 кВт/(м3/ч).

Задача. Рассчитать затраты мощности на перемещение скребков под рельсошпальной решетки в рабочем режиме

Исходные данные: ширина полосы балласного слоя, вырезаемого скребкамb =3,0 м ; толщина вырезаемого слоя h =0,4 м ; скорость машины v =0,1 м/с ; скорость скребков V =3,0 м/с ; обьемная масса разрыхленного щебня р = 1800 кг/м; коэффициент разрыхления балласта к =1,2;коэффициент трения между перемещаемым балластом и его неподвижной частью м = 0,8 ; коэффициент трения между тяговой цепью и направляющей подпутной балки м =0,4 ; толщина слоя балласта в шпальном ящике h =150 мм; боковые крылья вырезающего оборудования прикрыты.

Решение. При перемещении скребков под рельсошпальной решеткой мощность привода вырезающего оборудования расходуется на: копание балласта Р1, его рвзгон до скорости скребков Р2, преодоление сил сил трени я скребков со щебнем о щебень и о направляющую подпутной балки Р3

Производительность по вырезке балласта скребками и усредненный погонный вес балласта, вырезанного скребками, составят:

Приняв , и учитывая, что по условию задачи ,получим

Суммарные затраты мощности на перемещение скребков составят

Расчет сил, действующих на рабочее оборудование

На части рабочего оборудования действуют следующие основные силы сопротивления балласта: копанию скребками , резанию боковыми крыльями перемещению скребков и вырезанного балласта под рельсошпальной решеткой ,силы отпора

С учетом экспериментальных данных (5. 6. 7) сопротивление балласта копанию можно определить по зависимости:

где С - показания плотномера: S - подача на один скребок, см; -высота забоя, разрабатываемого скребками, см: - угол копания, град; коэффициент, учитывающий степень блокирования копания балласта: -количество скребков в забое.

Показания плотномера изменяются в широких пределах и зависят от засоренности, грузонапряженности участка, глубины вырезки балласта В расчетах принимают при = 20 см ,

Высоту забоя принимают с учетом принятой высоты скребка и среднего размера dcp частицы щебня

Для блокированного копания КБ=1; для полублокированного КБ= 0,6...0,75.

Из-за большого разброса экспериментальных данных по величине С силу определяют также по найденной мощности на копание . Установленные значения и по мощности сравнивают между собой и с экспериментальными данными. В дальнейших расчетах используют усредненное значение силы . На зубья скребков действует сила отпора вдоль оси пути и оси в вертикальной плоскости

Разработка слоя балласта скребками и боковыми крыльями идет параллельно. Происходит полублокированное вырезание балласта крыльями и практически без образования призмы волочения. Сопротивление балласта

резанию в этом случае составит:

где - Площадь сечения вырезаемого слоя балласта.

Для боковых крыльев принимают 100... 130 кН/м. Глубину резания устанавливают по толщине вырезаемого слоя балласта в междупутье или на плече балластной призмы. Ширину определяют по

предварительной компоновке рабочего оборудования.

Сила сопротивления движению скребкового полотна и балласта между скребками в забое

где - усредненный погонный вес щебня, перемещаемого скребками, и погонный вес тяговой цепи со скребками, Н/м;

- приведенный коэффициент трения скребков с щебнем о щебень,

- расстояние между крайними скребками в забое, м.

Определение привода вырезающего органа

Основными элементами привода являются, двигатели, редуктор, ведущие звездочки (ведущие валы). Применяют различные сочетания компоновок этих элементов: двигатель, редуктор с ведущей звездочкой на выходном валу; два двигателя, редуктор с одной веду шей звездочкой на выходном валу; два двигателя, редуктор с двумя ведущими звездочками на выходных валах.

Выбор типа привода и место его размещения зависят от силы в тяговой цепи, требуемой мощности, конфигурации трассы вырезающего органа, условий техническою обслуживания и ограничений, связанных с необходимостью вписывания машины в габарит подвижного состава.

Привод, как правило, располагают в местах наибольшего нагружения тягового органа. Из схемы трассы рабочего органа видно, что таким местом является участок разгрузки желобов. Оно также удобно и по соображениям вписывания рабочего оборудования в габарит подвижного состава (рис. 8).

Расчет привода включает в себя: выбор электродвигателя или гидродвигателя, определение размеров ведущих звездочек, передаточного числа механизма, выбор редуктора. Исходными данными для расчета элементов привода являются: необходимая мощность.привода и скорость скребков. При этом ранее установленную мощностьуточняют по зависимости

где окружная сила на приводной звездочке, кН.

Для определения используют метод обхода по контуру (трассе).

При затратах мощности до 100 кВт используют электродвигатели трехфазные с короткозамкнутым ротором; более 100 кВт - двигатели с фазным ротором. По известным параметрам двигателя, назначенным скорости скребков и диаметру ведущей звездочки определяют необходимое передаточное число между валом двигателя и выходным валом редуктора (валом звездочки). Составляют кинематическую схему привода и компонуют элементы привода (рис. 2.2) Редуктор привода либо рассчитывают, либо подбирают. Если применяют специальный редуктор, то при его разработке необходимо предусмотреть узлы присоединения к нему двигателя и механизма натяжения, а также места опирания редуктора на направляющие штанги.

Рис. 2.2 Схема для расчета на прочность и выбора гидроцилиндров: 1 - электродвигатель; 2 - редуктор; 3 - ведущая звездочка; 4 - гидроцилиндр; 5 -рама с направляющими штангами

При использовании типового редуктора его вместе с двигателем устанавливают на промежуточную раму, с опиранием последней на направляющие штанги основной рамы привода. При разработке редуктора или его выборе особое внимание необходимо обратить на выходной вал и на крепление к нему ведущей звездочки. Консольная часть вала испытывает значительные изгибные и скручивающие нагрузки. Это следует учитывать при расчете или проверке выходного вала на прочность и жесткость. Соединение звездочки с валом целесообразно осуществлять с помощью шлицов. По сравнению со шпоночным соединением они имеют высокую несущую способность и обеспечивают хорошее центрирование звездочки, 4то весьма важно при высокой скорости скребков.

3. Расчет стоимости машино-смены

Одним из наиболее важным технико-экономическим показателем является стоимость машиносмены

расчетная стоимость (цена) машины, тыс руб

процент отчислений на восстановление, капитальный и текущий ремонты машины

число смен работы машины в году

расходы на энергетические ресурсы в течении одной смены.

расходы на смазочные материалы

расходы на транспортировку машины с одного обьекта на другой

коэффициент учитывающий

коэффициент учитывающий накладные расходы (1,1)

коэффициент интенсивности работы

Сменные расходы на дизельное топливо ориентировочно можно вычислить по формуле, тыс руб/смену

Где коэффициент равный отношению средней поддерживаемой во время работы мощности дизеля и его номинальной

коэффициент равный отношению времени частой работы дизеля в течении смены ко времени смены

номинальная мощность дизеля машины,кПа

q - удельный часовой расход топлива на 1 кВт мощности,развиваемой дизелем(в среднем 220-300 г/кВт ч)

расчетная продолжительность смены (8,2 часа)

стоимость 1 т дизельного топлива, тыс руб/т

заработная плата работников за одну смену (3400)

4. Составление межремонтного цикла

В нашей стране принята планово-предупредительная система ТО и Р. В соответствии с ГОСТом все виды работ предусмотренные ППР подразделяются на ТО и Р:

ТО - комплекс операций по поддержанию работоспособности машины при работе, хранении и простое;

Ремонт - комплекс операций по восстановлению работоспособности машины в целом или ее составных частей;

Капитальный ремонт - комплекс операций полного восстановления или близкого к полному ресурса машин.

Таблица 4 Виды технических обслуживаний и ремонтов путевых машин, периодичность их проведения и трудоемкость ремонта(5)

Тип машины (Срок полезного использования)	Вид ремонта	Единица измерения наработки	Норматив периодичности	Количество Ремонтов вмежремонтном цикле	Трудоёмкость одного ремонта, чел.час.	Структура ремонтного цикла
СЧУ-800, СЧ-601, RM-80, РМ-76 (от 7 до 10лет, принято -10лет)	ТО-2 ТО-3 ТР -1 ТР -2 КР -1 КР -2	километр. очищен- ного пути (месяц)	8 24 72(18) 144(36) 360(72) 720	2 1 -	3000 6000 10000	ТР-ТО2-ТО2-ТО3-ТО2-ТО2-ТО3-ТО2- ТО2-ТР



Рисунок 4.1 График структуры ремонтного цикла

5. Меры безопасности при выполнении работ

Щебнеочистительные машины работают в условиях движения поездов, на участках, где выполняется комплекс путевых работ с участием бригад путевых рабочих. Для безопасной и производительной работы в этих условиях особенно необходимо знание и строгое соблюдение основных правил по технике безопасности.

Все лица, входящие в состав бригады, обслуживающей щебнеочистительную машину, должны иметь удостоверения на право управления машиной или ее составными частями и о сдаче испытаний по технике безопасности с присвоением квалификационной группы по электробезопасности.

Ответственность за соблюдение правил по технике безопасности при работе машины несет ее машинист.

При работе на электрифицированных участках постоянного или переменного тока напряжение с контактной сети должно быть снято на весь период работы машины, а контактная сеть на месте работы заземлена.

Во время приведения несущей рамы машины из транспортного в рабочее положение (при зарядке) и из рабочего в транспортное (при разрядке) пропуск поездов по соседнему пути не допускается. На период пропуска поездов по соседнему пути работа машины должна быть прекращена.

Перед выполнением операций по зарядке и разрядке щебнеочистительной машины, а также перед пуском рабочих органов машинист должен предупреждать об этом руководителя работ и находящихся поблизости рабочих звуковым сигналом.

При подъеме или опускании ножа поворотным краном запрещается приближаться к нему на расстояние менее 2 м.

При переводе рабочих органов машины из транспортного положения в рабочее и обратно нельзя находиться у стоек несущей рамы и роторного устройства.

Во время работы машины нельзя стоять или ходить по обочине и междупутью вблизи щебнеочистительного устройства, а также приближаться к нему спереди или сзади на расстояние до 5 м. Во время зарядки или разрядки щебнеочистительного устройства рельсы поднятой путевой решетки необходимо поддерживать предохранительными захватами.

Все предохранительные щитки, кожуха, сетки, цепи и т. п. всегда должны быть установлены на своих местах.

Все цепи захватных устройств и растяжки следует периодически осматривать и при обнаружении дефектов в звеньях (трещины, надрывы) заменять их новыми.

Все работы по обслуживанию машины и уходу за ней необходимо производить только исправным и пригодным для производства той или иной операции инструментом.

При работе машины БМС запрещается приближаться к ней на расстояние 5 м, находиться между передним и задним тракторами, а также на раме упряжного устройства и подножках тракторов. Не допускаются маневры машины на балластной призме, въезд или съезд ее при пропуске поездов по соседнему пути.

По окончании работ машина ВМС может быть оставлена на перегоне, но ее выступающие части должны находиться на расстоянии не менее 2,5 м от наружного рельса. Осмотр и техническое обслуживание машины БМС следует производить на производственной базе ПМС в депо путевых машин. При необходимости выполнения этих работ на перегоне обслуживающий персонал не должен приближаться к действующему пути (крайнему рельсу) на 2 м, а на участках со скоростным движением поездов (более 120 км/ч) -- на 4 м.

При осмотре, техническом обслуживании машины и регулировке ее узлов базовый трактор должен быть отцеплен, машина опущена на подрезной нож.

При переводе рабочих органов машины из транспортного положения в рабочее и обратно нельзя находиться у стоек несущей рамы.

Литература

1. Соломонов В.Н. «Путевые машины» Москва «Высшая Школа.» 1998г.

2. А.В. Кузмин, Ф.Л. Марон «Справочник по расчетам механизмов подъемно- транспортных машин». Минск «Высшая школа» 1983г.

3. М.П. Александров «Подъемно-транспортные машины»-Мн.: Выс. шк..,1985г.

4. Н.Г. Домбровский «Строительные и путевые машины»-М.: Высшая школа,1967

5. Положение о планово-предупредительном ремонте машин и механизмов хозяйства пути акционерного общества «Российские железные дороги»,2009 г.

Размещено на Allbest.ru

...