Устройство и работа машины для нарезки кюветов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Описание машины и технологии её применения

2. Расчёт вписывания машины в габарит 1-Т ГОСТ 9238

3. Расчёт поперечной устойчивости машины при работе или при транспортировании

4. Расчёт устойчивости машины против схода с рельсов

5. Определение тягового сопротивления при работе машины или при транспортировке

6. Определение основных параметров роторной фрезы

7. Определение стоимости машиносмены

8. Техника безопасности и охрана труда

Выводы

Список литературы

Введение

На железнодорожном транспорте осуществляется дальнейшее увеличение пропускной способности на грузонапряженных направлениях, наращивание мощности станций и узлов. В связи с этим предстоит большой объем трудоемких путевых работ. Их выполнение в минимально короткие перерывы в движении поездов возможно только при помощи высокопроизводительных машин, широко используемых в настоящее время в путевом хозяйстве.

Для всех видов ремонта и текущего содержания пути на железных дорогах Российской Федерации применяется много различных машин, механизмов и инструментов. В целях дальнейшего повышения темпов механизации путевых работ создаются новые, более совершенные, высокопроизводительные средства механизации, а существующий парк для повышения эффективности машин и механизмов подвергается модернизации.

Главным направлением развития путевых машин является разработка системы машин, обеспечивающей комплексную механизацию путевых работ. Для этого должны быть созданы недостающие в ней машины и механизмы и повышена эффективность, надежность и производительность всех машин, входящих в систему.

При текущем содержании пути важнейшей задачей является машинизация текущего содержания, то есть переход от механизации работ с использованием машин и механизмов к выполнению работ только высокопроизводительными машинами.

1. Описание машины и технологии её применения

При механизации работ по сооружению и ремонту водоотводных устройств земляного полотна наряду с общестроительными машинами широко применяются специализированные кюветоочистительные машины. Большинство конструкций таких путевых машин представляет собой роторный экскаватор на железнодорожном ходу. В нашей стране разработаны и выпускаются машины СЗП-600, МНК, КОМ-300. Технические характеристики приведены в табл.1.

Технические характеристики кюветоочистительных машин

Параметр	СЗП-600	МНК	КОМ-300
Производительность, м3/ч	220	200	250
Вылет ковша ротора от оси пути, м	7,8	8,4	7,8
Максимальное заглубление плуга от УГР, м	2,8	2,8	2,8
Глубина резания ротором за один проход, м	1,2	1,2	1,2
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота	24 480 3 170 4 700	21 730 3 200 5 200	24 260 3 084 5 050
Масса машины, т	102	100	79

На железных дорогах России широко используется кюветоочистительная машина СЗП-600, предназначенная для выполнения следующих видов технологических работ на грунтах I - IV категории:

- очистка, углубление, расширение и устройство новых кюветов;

- планировка откосов и площадок в рабочей зоне плугов;

- нарезание ротором новых и углубление старых траншей;

- выгрузка добытого грунта в состав для засорителей (механизированные вагоны, прицепленные к машине или другой подвижный состав на соседнем пути);

- подача добытого грунта в отвал за откос земляного полотна.

Машина СЗП-600Р является составной частью кюветоочистительного комплекса в составе трех подвижных единиц:

- универсального тягово-энергетического модуля УТМ-1;

- рабочей машины СЗП-600Р;

- вагона прикрытия ВП-1.

Рабочая машина СЗП-600Р представляет собой несамоходный роторный экскаватор на железнодорожном ходу. Основной и наиболее важной составной частью машины является роторное добывающее устройство с конвейерной системой удаления добытого материала в состав для засорителей или в отвал.

На главной раме 10 (рис. 1.), опирающейся на две трехосные тележки, установлен поворотный механизм 2, на котором смонтирована стрела 3 с ротором 6.

Рис. 1. Расположение оборудования машины СЗП-600Р: 1 - поворотный конвейер; 2 - поворотный механизм; 3 - стрела ротора; 4 - основной конвейер; 5 - защитный конвейер; 6 - ротор; 7 - кабина управления; 8 - плуг; 9 - стабилизирующая опора; 10 - главная рама

При работе роторным добывающим устройством грунт захватывается в зоне вырезки вращающимся ковшовым ротором, затем в верхнем положении происходит поочередное опорожнение ковшей на приемную часть основного конвейера 4, и выгружается с него в приемную часть поворотного конвейера 1, по которому грунт поступает либо в состав для засорителей, либо в отвал. Защитный конвейер 5 служит для защиты от загрязнений средней части главной рамы. Другими рабочими органами машины являются два выдвижных плуга 8, расположенных в передней части машины, симметрично по обеим ее сторонам. На переднем торце машины установлены две стабилизирующие опоры 9 для повышения устойчивости машины, снижения уровня вибрации передней части рамы, увеличения силы сцепления колесных пар соседней тележки тягово-энергетического модуля. Между плугами под капотом расположены основные части гидрооборудования и электрооборудования машины.

Поворотный механизм обеспечивает поворот стрелы ротора и поворотного конвейера вокруг общей вертикальной оси. В конструкции опор применены крупногабаритные роликовые опорно-упорные подшипники. Главной корпусной частью механизма поворота стрелы ротора является поворотная клеть 2 (рис. 2), установленная на роликовых опорах 12. Для компенсации опрокидывающего момента клети, создаваемого роторным добывающим механизмом и добытым материалом служит противовес 15, состоящий из набора плит общей массой 13500 кг.

Рис. 2. Поворотный механизм: 1 - ось; 2 - клеть; 3 - основной конвейер; 4 - стрела ротора; 5, 8 - гидроцилиндр; 6 - канат; 7 - блок; 9 - концевой выключатель; 10 - основание; 11, 12 - опора роликовая; 13 - устройство натяжное; 14 - поворотный конвейер; 15 - противовес; 16 - поворотная стрела

В нижней части клети имеются две проушины для крепления двух гидроцилиндров 8 подъема стрелы ротора. Поворот клети и стрелы осуществляется усилиями двух гидроцилиндров 5 через запасованный канат в желобе в нижней части клети. Гидроцилиндры установлены жестко на раме вдоль оси машины в кронштейнах и опорах. Для увеличения угла обхвата установлены блоки 7. При повороте стрелы в ту или иную сторону происходит срабатывание концевого выключателя 9, установленного на главной раме, и включение одной из двух стабилизирующих опор. На подвижной части опоры 11 смонтировано основание 10 механизма поворота конвейера, на котором установлены кронштейны крепления поворотного конвейера и привод поворота конвейера. Привод осуществляется гидромотором. Для исключения столкновения стрелы ротора и поворотного конвейера, в случае их разворота на одну и ту же сторону машины, при взаимном сближении на угол 65°, установлены концевые выключатели 9. Для поддержки поворотного конвейера в различных рабочих положениях на клети установлена поворотная стрела 16, свободно вращающаяся на оси 1 и фиксируемая в транспортном положении натяжным устройством 13.

Конвейерная система служит для транспортирования добытого материала в механизированные вагоны или за откос земляного полотна и включает в себя основной, защитный и поворотный конвейеры ленточного типа. Все конвейеры имеют плавнорегулируемое и реверсивное движение ленты. При обратном направлении движения ленты пуск и останов всех конвейеров осуществляется синхронно. При работе возможно отключение основного и защитного конвейеров, а при отключении поворотного - отключаются все три.

Основной конвейер предназначен для транспортирования добытого материала из загрузочной воронки 3 (рис. 3) на поворотный конвейер.

Несущей рамой основного конвейера служит стрела ротора 1, на концах которой установлены два барабана: приводной 15 и оборотный 4. Замкнутая конвейерная лента 16 огибает эти барабаны и опирается на роликоопоры верхней ветви ленты 2.

Рис. 3. Основной и защитный конвейеры: 1 - стрела ротора; 2, 10 - роликоопоры; 3 - загрузочная воронка; 4, 7 - оборотные барабаны; 5, 14 - винтовые натяжные устройства; 6 - очиститель; 8, 16 - конвейерные ленты; 9 - стойка; 11 - поддерживающий ролик; 12 - направляющий ролик; 13, 15 - приводные барабаны; 17 - кронштейн

Лента основного конвейера резинотканевая, шириной 650 мм, рифленая. Максимальный угол подъема при этом - не более 36°. Приводной барабан с гидромотором установлен на кронштейне 17 стрелы ротора в зоне выгрузки. Натяжение ленты и положение ее при работе регулируется винтовым устройством 14. Оборотный барабан прикреплен к стреле ротора в зоне загрузки и также имеет винтовое устройство для установки положения ленты при работе.

Защитный конвейер (рис. 4) установлен под основным и служит для очистки нижней ветви основного конвейера, для защиты узкой части главной рамы от загрязнения грунтом, который налипает на нижнюю ветвь основного конвейера, для поддержания этой ветви и для удаления, обратно в рабочую зону ротора машины.

Защитный конвейер состоит из двух барабанов: приводного 13 и оборотного 7, конвейерной ленты 8, роликоопор 10, очистителя 6 и натяжного устройства 5. Лента для защитного конвейера применяется резинотканевая гладкая, шириной 800 мм. Натяжение ленты осуществляется путем перемещения оборотного барабана 7 винтовым натяжным устройство 5. Привод ленты осуществляется гидромотором. Роликоопоры 10 крепятся к опорам 9 основного конвейера, их кронштейны имеют различную высоту и несут по одному поддерживающему ролику 11 и по два направляющих ролика 12, последние предназначены для ограничения сбега обеих ветвей ленты.

Для очистки рабочей стороны ленты установлен очиститель 6 с пружинным прижатием.

Рис. 4. Конвейер поворотный: 1 - барабан оборотный; 2 - лента; 3 - подвеска; 4 - гидроцилиндр; 5 - поворотная стрела; 6 - загрузочная воронка; 7 - натяжное устройство; 8 - барабан приводной; 9 - опора поворотного механизма; 10, 12 - оси; 11 - откидная стойка; 13 - каркас; 14 - ролик направляющий; 15 - ролик очистительный.

Рассмотрим поворотный конвейер (рис. 4), который загружается от основного конвейера и транспортирует материал далее в механизированные вагоны или за откос земляного полотна. Расстояние от оси пути, на которое отбрасывается материал, зависит от угла поворота конвейера. Несущей рамой поворотного конвейера является его каркас 13, на концах которого установлены два барабана: приводной 8 и оборотный 1. Замкнутая конвейерная лента 2 огибает эти барабаны и опирается своей верхней ветвью на ролики 14, а нижней - на очистительные ролики 15. Загрузка конвейера производится через загрузочную воронку 6. Лента поворотного конвейера используется гладкая, так как угол ее наклона не превышает 17°, резинотканевая, шириной 650 мм. Ролики 14 придают конвейерной ленте форму желоба. Поддерживающие очистительные ролики 15 выполнены ребристыми для исключения налипания грязи на их рабочие поверхности. Приводной барабан 8 с гидромотором установлен в винтовом натяжном устройстве 7, предназначенном, кроме натяжения ленты, еще и для устранения ее сбега с приводного барабана. Передняя часть конвейера, с возможностью регулировки его наклона, установлена на ось 10 каркаса в опорах поворотного механизма 9. Средняя часть конвейера шарнирно присоединена осью 12 каркаса через подвеску 3 и гидроцилиндр 4 к поворотной стреле 5. Подвеска 3 выполнена регулируемой по длине. Гидроцилиндр 4 осуществляет установочный наклон конвейера и удерживает его на заданной высоте в процессе работы. В нерабочих режимах, включая и транспортный, конвейер опирается на две откидные стойки 11. В двух крайних положениях (в рабочем и транспортном режимах) откидные стойки 11 удерживаются фиксаторами. При работе машины стойки 11 предотвращают случайный поворот конвейера в габарит соседнего пути. Управление поворотным конвейером может осуществляться как из рабочей кабины машины, так и с помощью выносного пульта на задней площадке главной рамы.

Рассмотрим привод поворота ротора (рис. 5). Ротор крепится в крестовом кронштейне 3 при помощи вертикальной оси 4 и может поворачиваться относительно оси на 180°. Поворот и фиксирование в нужном положении осуществляется за счет разности усилий гидроцилиндров 8, установленных на верхнем листе стрелы. Гидроцилиндры крепятся к кронштейнам 1, а проушины штоков связаны с блоками 11, которые могут перемещаться в опорах с направляющей 9. Усилия для поворота передаются вдоль канатов 10 одинаковой длины, запасованных в пазах направляющих 6 и 12, а коуши 5 и 7, в которых заделаны концы канатов, связаны с кронштейнами на раме стрелы и на раме ротора. Наклон ротора и удержание его в нужном положении относительно вертикальной плоскости осуществляется гидроцилиндром 2.

Далее рассмотрим схему ротора (рис. 6), который состоит: из неподвижного корпуса 11 роторного колеса 12, двух подковшовых кожухов 9, двенадцати ковшей 4 объемом по 50 л, резинового кожуха 13, двух ножей 6, редуктора 10, гидромотора 8, направляющей 7 и трубопроводов 3. Корпус 10 имеет коробчатую конструкцию, в верхней части которой расположен V-образный кронштейн для соединения с карданным шарниром при помощи вертикально установленного пальца. Также в верхней части неподвижного корпуса предусмотрена разгрузочная воронка, через которую в резиновый кожух 13 грунт попадает в приемный бункер основного конвейера.

Рис. 5. Приводы поворота и наклона ротора: 1 - кронштейн; 2 - гидроцилиндр наклона ротора; 3 - крестовой кронштейн; 4 - вертикальная ось; 5, 8 - коуши; 6, 13 - направляющие; 7 - стрела ротора; 9 - гидроцилиндр поворота ротора; 10 - опора с направляющей; 11 - канат; 12 - блок подвижный



Рис. 6. Ротор: 1 - крюк; 2 - проушина; 3 - трубопроводы; 4 - ковш; 5 - болт; 6 - нож; 7 - направляющая; 8 - гидромотор; 9 - подковшовый кожух; 10 - редуктор; 11 - корпус; 12 - роторное колесо; 13 - кожух резиновый; 14 - кронштейн.

Роторное колесо 12 состоит из двух конических обечаек. В наружной цилиндрической части имеется двенадцать разгрузочных «окон». В зоне разгрузки ковшей на корпусе имеются ножи 6, предназначенные для удаления налипшего грунта с конической части вращающегося колеса. Два подковшовых кожуха 9 с регулируемыми зазорами относительно роторного колеса 12 служат для уменьшения просыпания грунта при его подъеме ковшами в зону выгрузки. Конструкция предусматривает переустановку подковшовых кожухов при использовании неизношенных поверхностей их защитных листов в процессе эксплуатации ротора. Уменьшение зазоров между подковшовыми кожухами и роторным колесом способствует замедлению процесса износа элементов конструкции. Ковши, устанавливаемые в прямом или в обратном направлениях в специальные упоры, закрепляют на роторном колесе болтами 5, имеют фигурную режущую кромку с твердосплавной наплавкой, что улучшает условия резания и уменьшает износ. В роторе предусмотрена направляющая 7, выполненная из двух частей, для снижения консольных нагрузок в подвеске ротора на карданном шарнире. Роторное колесо 12 приводится во вращение реверсивным гидромотором 8.

Плуги рабочей машины представляют собой две сборные металлоконструкции из сварных элементов, деталей подшипниковых узлов, гидроцилиндров и концевых выключателей, установленных по сторонам в передней части главной рамы. На консоли 4 (рис. 7), приваренной к главной раме в подшипниках скольжения, установлен поворотный кронштейн 5. На поворотном кронштейне 5 в подшипниках скольжения крепится стрела 6. Поворот стрелы в вертикальной плоскости осуществляется гидроцилиндром 3.

Рис. 7. Устройство плугов: 1 - подвеска; 2, 3, 7, 9, 11, 12, 13 - гидроцилиндры; 4 - консоль; 5 - поворотный кронштейн; 6 - стрела; 8, 10 - крыло плуга

В горизонтальной плоскости стрела 6 перемещается вместе с поворотным кронштейном гидроцилиндром 7. Крылья плуга 8, 10 подвижно укреплены на подвеске 1 в подшипниках скольжения и имеют возможность независимого перемещения относительно друг друга вокруг вертикальной оси подвески 1 с помощью пары гидроцилиндров 9, 11 и 12, 13, укрепленных со стороны штока в проушинах подвески, а со стороны цилиндра - в проушинах крыльев плуга. Подвеска 1 поворачивается на оси гидроцилиндром 2. В проушинах всех гидроцилиндров установлены подшипники скольжения. Все подшипники плугов смазываются посредством масленок, расположенных на внешних элементах конструкции плугов. Для ограничения перемещения стрелы плуга 6 в сторону главной рамы в рабочем положении, когда стрела опущена вниз от транспортного положения, во избежание контакта элементов конструкции плуга с главной рамой служат концевые выключатели.

Манипуляция и привод рабочих органов, конвейеров осуществляется при помощи гидравлики. Гидронасосы получают привод от электродвигателей, которым поставляет электроэнергию универсальный тягово-энергетический модуль УТМ.

2. Расчёт вписывания машины в габарит 1-Т ГОСТ 9238

Так как большинство путевых машин выполнены на железнодорожном ходу, размер поперечного сечения их не должны превышать определенных пределов. Это предотвращает соприкосновение их с неподвижными единицами, находящимися на соседнем пути или с сооружениями, расположенными вблизи пути.

Путевые машины, предназначенные для обращения по магистральным дорогам, строятся по габариту 1 - Т.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.8 Верхние очертания габарита 1-Т.

Путевая машина, как подвижная единица имеет корпус, который опирается на переднюю и заднюю ходовые тележки через шкворневые узлы (шарниры соединения корпуса с тележками) и соответствующие опорные элементы. При движении машины в кривой, тележки поворачиваются в плане относительно корпуса.

Продольные размеры и характерные сечения путевой машины при расчете ее строительных очертаний.

Рис. 9. Продольные размеры и характерные сечения путевой машины при расчёте её строительных очертаний

L = 24280мм - длина по осям автосцепок;

? = 16000мм - жёсткая (шкворневая) база;

р = 3500мм - база ходовых тележек;

n - расстояние до внутреннего сечения, n=8000мм;

n_к - расстояние до расчетного сечения консольной части, n_k=3000мм;

-длина наибольшей и наименьшей консольных частей, .

Ширина машины в i-ом сечении:

2В_i = 2(В₀ - Е_i), мм,

где В_i - расчётное уменьшение половины ширины габарита для получения ширины по строительному очертанию.

E_i - величина уменьшения (ограничения) габарита в i-ом расчётном сечении.

Рассматривается два расчётных случая:

1)машина находится в кривой расчётного радиуса R, в которой делается уширение габарита на величину k₃ = 180 мм;

2) машина движется по прямому участку пути без уширения габарита.

Машина должна вписываться в габарит в обоих случаях.

Значение (k₁ - k₃):

k₁ = 0,625 · р² = 0,625 * 3,5² = 7,66 мм

где k₁ -величина дополнительного поперечного смещения в кривых расчётного радиуса корпуса машины, вызванного кинематическими смещениями узлов сочленения тележек с корпусом.

k₃ - величина, на которую допускается выход ·машины за очертание габарита 1-Т, мм; k₃ = 180 мм.

(k₁ - k₃) < 0 - лимитирующий случай - нахождение машины на прямом участке пути.

(k₁ - k₃) = 7,66 - 180 = -172,34 мм < 0

Ограничение половины ширины габарита для направляющих О и внутренних В поперечных сечений, мм,

где, sⁿ -максимально допускаемая ширина колеи на прямой, мм. При допустимой скорости движения поездов до 50 км/ч она составляет:

sⁿ = 1520 + 10 = 1530 мм;

d -минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенных реборд, мм; d = 1437 + 2?25 = 1487 мм;

q, -наибольшие возможные поперечные смещения в направляющем сечении в одну сторону рамы тележки относительно колёсной пары в буксовых узлах и в узлах сочленения рамы тележки и корпуса машины вследствие выборки зазоров и упругих смещений, мм. Для букс с подшипниками качения q + = 25 мм.

.

Значение: ,

где k₂ - коэффициент равномерности, зависящий от принятого в расчёте радиуса кривой R, мм/м²; для габарита 1-Т k₂ = 2,5 мм/м².

[2,5?(16 - 8)?8 + 7,66 - 180] = -12,34 < 0 - лимитирующий случай - нахождение машины на прямом участке пути.

Значение: ,

где n_к - расстояние между опорным и наружным сечением; n_к = 3 м.

[2,5?(16 + 3)? 3 - 7,66 - 180] = -45,16 < 0 - расчётный случай - нахождение машины на прямом участке пути.

Ограничение половины ширины габарита для наружных сечений Н, находящихся на расстоянии n_к от направляющих, мм,

Наибольший поперечный размер строительного сечения:

2В₀ = 2В_В = 2(В₀ - Е₀) = 2(1700 - 46,5) = 3307 мм;

2В_Н = 2(В₀ - Е_Н) = 2(1700 - 63,9) = 3272 мм.

Строительные очертания машины:

Рис. 10. Строительные очертания машины.

Для вписывания в габарит 1-Т ГОСТ 9238-83, необходимо выбирать размеры поперечного сечения, не превышающие расчётного значения 2В_В = 3307 мм и 2В_Н = 3272 мм с учётом плюсовых допусков на изготовление и ремонт.

кюветоочистительный машина транспортирование рельс

3. Расчёт поперечной устойчивости машины при работе или при транспортировании

Рис.11. Расчётная схема для оценки запаса поперечной устойчивости.

При определённом сочетании нагрузок, действующих на машину, возможно её опрокидывание вокруг одной из рельсовых нитей, что приводит к необходимости оценки поперечной устойчивости по соответствующим критериям. Одним из опасных состояний машины, способным вызвать потерю устойчивости, является движение по кривой радиуса R.

На схеме показаны следующие силы:

G_K, G_m - веса корпуса машины с рабочим оборудованием и двух ходовых тележек:

G_K, =830 кН;G_m = 190 кН;

Q_k, Q_m - центробежные силы, действующие на корпус машины и две ходовые тележки, вызванные движением по кривой радиуса R = 200 м, кН;

;

;

где m_к и т_т - массы корпуса и двух ходовых тележек, кг;

Н₃=475 мм;

Н₁=0,4•4700=1880 мм

Р_в - суммарная сила давления ветра на боковую поверхность, условно приложенная в центре парусности машины, кН;

Р₁, P₂ - суммарные реакции рельсов, действующие на ходовые колеса машины, расположенные слева и справа, кН;

Н₄ - высота до центра парусности боковой подветренной поверхности;

Подветренная площадь, м:

;

где а, b - размеры составляющих подветренную площадь прямоугольных элементов, м;

F_в = 8,2 • 0,2 + 2,5 •1,3 + 2,3 • 2,3 + 2,9 • 1,3 +11,4 • 0,2 =16,2;

Приведенная сила ветрового давления, кН:

;

где р_в - расчетное давление ветра, Па,

Величина H₄ определяется из уравнений статистических моментов подветренных площадей, м;

;

;

Реакция P₁ может быть определена из уравнения моментов сил:

;

-P₁ • S₁+Q_T • sin г • + Q_T • cos г •H₃ + G_T • cos г • - G_T • sin г • H₃ +

+Q_k • cos г •H₁ + Q_k • sin г • + G_k • cos г • - G_k • sin г • H₁ + P_в • Н₄ = 0;

где S₁ - расчетное расстояние между осями рельсов, S₁ = 1610 мм;

г = arcsin = arcsin =5, 3

-P1 • 1610+6,9 • (0,996•475+0,09•805)+28•(0,996•805-0,09•475)+

+78,9•(0,096•2100+0,09•805)+320•(0,996•805-0,09•2100)+8,1•0,7=0;

-P₁•1610=-391850; P₁=243 кН.

Реакция P₁ может быть найдена из уравнения:

P₂ • S₁+G_T • cos г • - G_T • sin г •H₃ + Q_T • cos г • H₃ - Q_T • sin г • -

- G_k • cos г • - G_k • cos г • - G_k • sin г • H₁ + Q_k • cos г • H₁ - Q_k • sin г • + + P_в • Н₄ = 0;

P₂•1610 - 28•(0,996•805 - 0,09•475) + 6,9•(0,996•475 - 0,09•805) -

- 320•(0,996•805 - 0,09•2100)+78,9•(0,996•2100 - 0,09•805) + 8,1•0,7=0;

P₂•1610=55261; P₂=34 кН;

Критерием поперечной устойчивости является величина:

;

, т. е. поперечная устойчивость соблюдается.

Расчет грузового момента, при этом путевая машина находится на горизонтальном участке пути.

;

-P₁ • 1610 - P_В•700 + G_T •805 - Q_T •4751 + G_k •805 - Q_T •2100 - G_гр•5095=0;

P₁ • 1610 = - 8,1•700 + 28 •805 - 6,9 •4751 + 320•805 - 78,9 •2100 - 20 • 5095=0

P₁ •1610=-149248;

P₁ = 22,4 кН;

-P_В•700 - G_k•805 - Q_k•2100 - Q_T • 475 - G_T•805 - G_гр•5900 + P₂•1610=0;

P₂ • 1610 = 8,1•700 + 320 •805 - 6,9 •475 - 28 •805 + 78,9 •2100 - 20 • 5900 =0;

P₂•1610=108143; P₂=67кН;

, т. е. условие устойчивости обеспечивается.

Вывод: Рассматриваемая путевая машина удовлетворяет условию поперечной устойчивости.

4. Расчёт устойчивости машины против схода с рельсов.

Рис. 12. Положение колёсной пары для расчёта коэффициента устойчивости против схода с рельс

Во время работы на путевую машину действуют разнообразные нагрузки. В отличие от обычного подвижного состава, могут действовать значительные боковые, продольные и вертикальные составляющие усилий, вызывающие соответственно неравномерное перераспределение вертикальных и горизонтальных нагрузок в контактах поверхностей катания колесных пара и рельс. При определенном неблагоприятном сочетании нагрузок, помимо потери продольной и поперечной устойчивости, возникает реальная опасность схода машины с рельс. На колесную пару действуют вертикальные силы P₁ и Р₂, прижимающие левое и правое колеса к рельсам и, горизонтальная боковая сила У_р, стремящаяся сдвинуть колесную пару.

;

;

Р_1Д - сила вертикального давления с учетом динамики движения по рельсам.

q - приведенный к колесу подрессорный вес q=5 кН.

К_Д - коэффициент вертикальной динамики К_Д=0,5.

;

;

;

Где tgв_P= tg70є=2,74;

<[], 0,2<1,48,т. е. устойчивость машины против схода с рельс обеспечивается.

Путевая машина удовлетворяет условию устойчивости против схода с рельсовой колеи.

5. Определение тягового сопротивления при работе машины или при транспортировке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 13. Элементы уклона и разложение силы веса G машины на нормальную

Gcos и скатывающую Gcos составляющие

Н_н, Н_к - начальная и конечная отметки профиля пути, м;

S - длина участка пути, имеющего уклон, км.

Задачи расчёта:

1) движение машины с заданной скоростью;

2) возможность трогания с места.

Данные для расчёта:

1) _м = 10 км/ч, R = 200 м, N = 20 ед., i = 12 ‰;

2) R = 200 м, i = 12 ‰.

Расчёт:

Первый случай - движение с постоянной заданной скоростью _м, м/с. Общее сопротивление передвижению состава в процессе работы:

W_п1 = W₀ + W_i + W_r + W_p,

где W₀ -основное сопротивление движению;

W_i -дополнительное сопротивление, обусловленное движением на уклоне (на подъёме со знаком плюс, на спуске - со знаком минус), кН;

W_r -дополнительное сопротивление, обусловленное движением в кривой, кН.

Основное сопротивление движению.

В общем случае основное сопротивление движению путевой машины и сцеплённых с ней подвижных единиц, кН:

где К_в - коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление, вызванное действием встречного и бокового ветра. Для расчётной скорости ветра _в = 12 м/с и скорости движения _м = 10 км/ч,

К_в = 1,42.

_0i -основное удельное сопротивление i-й машины или подвижной единицы.

М_i -масса i-й машины или подвижной единицы, т.

Итак, получим

W₀ = 1,42 0,045 · 102 = 6,52 кН.

Дополнительное сопротивление движению, связанное с преодолением участков пути, имеющих уклон:

,

где _i - удельное дополнительное сопротивление, связанное с движением на участке пути, имеющем уклон; _i = 117,5 10^-3 кН/т;

М_j - масса j-й машины или сцеплённой с ней подвижной единицы, т.

В данном проекте, ограничимся расчётом машины в режиме тяги, поэтому W_i примем с положительным знаком, чтобы учесть наиболее неблагоприятное сочетание факторов.

Итак, получим

W_i = 117,5 10^-3 102 = 11985 H.

Дополнительное сопротивление движению, связанное с преодолением кривых участков пути

,

где _r - дополнительное удельное сопротивление, кН/т, вызванное движением в кривой радиуса R, м

Т.к. длина рабочего поезда меньше длины кривой, то _r вычислим по формуле:

;

Итак, получим

W_r = 0,0343 102 = 3,5 кH;

W_п1 = 6,52 + 11,985 + 3,5 = 22 кН.

Второй случай - трогание с места. Общее сопротивление передвижению состава в процессе работы:

где W_тр -сопротивление при трогании с места на площадке, обусловленное необходимостью преодоления сил трения покоя и сил инерции в начальный период движения, кН.

Сопротивление, связанное с преодолением сил трения покоя при трогании с места.

В начале движения путевой машины и сцеплённых с ней подвижных единиц (рабочего поезда) преодолевают силы трения и силы трения покоя. Они обуславливают соответствующую составляющую общего сопротивления движению как повозки и определяются по формуле, кН:

,

где _трi - удельное сопротивление троганию с места i-й подвижной единицы рабочего поезда, кН/т;

Для подвижного состава на подшипниках качения удельное сопротивление троганию с места.

где q₀ - масса на одну ось, т;

К -численный коэффициент, принимаемый в зависимости от количества несамоходных единиц в рабочем поезде. К = 1,8

;

Итак, получим

;

W_п2 = 1,84 + 11,985 + 3,5 = 17,3 кН.

Сила тяги:

F_к = G_{сц сц} = 25,5 кН,

где G_сц - сцепной вес, Н;

_сц - коэффициент сцепления; _сц = 0,25

Получим

F_к = 25,5 кН > 17,3 кН - трогание возможно.

Таким образом, обеспечивается необходимые тяговые усилия, как при трогании с места, так и при движении с максимальной скоростью.

По тяговому усилию, требуемому для работы машины СЗП-600, выбираем УТМ-1 или УТМ-2.

6. Определение основных параметров роторной фрезы

Роторный рабочий орган является основным кюветоочистительным устройством, в котором принята бескамерная конструкция с гравитационной разгрузкой груза из ковшей. Разгрузка осуществляется на неподвижный лоток. При расчете разгрузочного устройства необходимо, чтобы пропускная способность лотка превышала производительность ротора по рыхлому грунту при условии, если



где  и  - производительность лотка и ротора, м³/ч;  - коэффициент запаса.

Производительность лотка определяется по схеме (рис.1.10) и на основании формул

где  - ширина сечения лотка, м;  - толщина слоя грунта на лотке, при которой грунт не зависает, м;  - скорость, набранная при спуске материала из точки 1 через точку 2 в точку 3.

Рис. 14. Расчётная схема разгрузочного устройства.

Скорость грунта в конце лотка определяется по формуле:

где  - скорость грунта в конце падения из точки 1 в точку 2; а - ускорение грунта вдоль плоскости лотка, м/с²; t - время движения частиц грунта по плоскости лотка, с.

Для ротора машины СЗП-600 высотой падения грунта H можно пренебречь, так как грунт в секторе разгрузки сначала падает на коническую поверхность ножа, а затем опускается по лотку.

Техническая производительность роторного рабочего органа определяется объемом рыхлого грунта, выработанного за 1 час непрерывной работы, по формуле:

,

где  - емкость ковша, м³;  - число ковшей;  - частота вращения, мин^-1;  - коэффициент наполнения ковшей;  - коэффициент разрыхления грунта (? 1,26).

Теоретическая производительность, т.е. производительность без учета  и , позволяет приближенно определить емкость ковша и число разгрузок в единицу времени. На основании статистического анализа для роторных экскаваторов емкость ковша  принимается равной 0,035 м³.

Высота ковша определяется по формуле:

где  - коэффициент емкости ковша для средневязких грунтов (=1).

Соотношение высоты ковша  и длины ковша  находится по формуле:

.

Форму режущей кромки выбирают лепестковую, с вытянутыми вперед угловыми частями кромок, это позволяет уменьшить силу резания и улучшить процесс разгрузки.

Исходя из условий гравитационной разгрузки, форма ковшей в сечении имеет параболический вид. На выбор типа ковшей роторного рабочего органа влияет множество факторов: условие разгрузки, увеличение производительности ротора, динамическая нагрузка, возникающая при разработке грунта, максимальное значение которой проявляется при выходе ковша из забоя, и другие процессы. Исходя из всех факторов принимают число ковшей, равное 12.

Расстояние между ковшами  превышает длину ковшей на 25%:

.

Диаметр обечайки определяется по формуле:

.

Диаметр ротора превышает диаметр обечайки на две высоты ковша :

.

Число разгрузок ковша в единицу времени:

.

Тогда требуемую минимальную по производительности угловую скорость вращения ротора определяем по формуле:

где  - число ковшей в роторе.

7. Расчёт стоимости машиносмены

Все вновь создаваемые и модернизируемые машины должны при эксплуатации давать технические преимущества (повышение производительности, качества выполнения работ, уменьшение трудоемкости обслуживания, управления и ремонта и др.), которые обуславливают их экономическую эффективность. Подавляющее большинство путевых машин тяжелого типа работают в комплектах с занятием перегона и соответствующим перерывом движении поездов («окно»). После «окна», как правило, скорость движения поездов ограничивается. При больших размерах движения это приводит к значительным материальным издержкам. Ввиду того, что технико-экономические преимущества машины реализуются при работе в комплекте, необходимо проводить сравнение базового и нового вариантов механизации с учетом этих факторов. В курсовом проекте стоимость машиносмены определяется по формуле, тыс. руб.:

;

где С_м=9 000 - расчетная стоимость (цена) машины, тыс. руб.;

К_ВС+К_{К. Р}+К_{Т. Р.}=0,09 - процент отчислений на восстановление, капитальный и текущий ремонт машины;

Т_СМ =50 - число смен работы машин в году;

С_{т. р.}=200 - расходы на транспортировку машины с объекта на объект, тыс. руб./год;

С_{п. р.}=150 - расходы на сборку и разборку, погрузку и разгрузку машины тыс. руб./год;

К_ин= 0,8 - коэффициент интенсивности работы машины в течение смены;

К_{н. м}= 1,1 - коэффициент, учитывающий накладные расходы на материалы,

С_эн=0,065 - расходы на энергетические ресурсы (электроэнергию, топливо) в течение одной смены, тыс. руб.;

С_с.м=0,1· С_эн=0,0065 - расходы на смазочные материалы за одну смену, тыс. руб.;

С_{в. м}=0,1 С_с.м=0,00065 - расходы на вспомогательные материалы за одну смену,тыс. руб.;

К_{н. з} - коэффициент, учитывающий накладные расходы на заработную плату, К_{н. з} =1,63;

С_з.п.=0,98 - заработная плата рабочих, обслуживающих машину за одну смену, тыс. руб.

Сменные расходы на дизельное топливо ориентировочно можно вычислить по формуле, тыс. руб./смена:

С_эн = К_н ·К_и·N_дв·q_эн· t_cм·Ц_Т ·10^-6=0,065 тыс. руб.^;

где К_н. - коэффициент, равный отношению средней поддерживаемой во время работы мощности дизеля к его номинальной;

К_и - коэффициент, равный отношению времени чистой работы дизеля в течение смены к времени смены;

N_дв - номинальная мощность дизеля машины, кВт;

q_эн- удельный часовой расход топлива на 1 кВт мощности, развиваемой дизелем 220...300 г/кВт·ч;

t_см - расчетная продолжительность смены, t_см =8, 2 ч;

Ц_Т - стоимость 1 т дизельного топлива, тыс. руб./т.

;

Себестоимость единицы продукции:

;

где П_э - эксплуатационная производительность машины в смену;

П_э=t_см·К_В·П=8,2·0,7·50=287 м3./см.;

где К_в. - коэффициент использования машины по времени;

П - техническая часовая производительность.

8. Техника безопасности и охрана труда

К эксплуатации на железной дороге МПС допускаются машины, конструкция, которых соответствует проектам, которые утверждены МПС, имеющие отличительные знаки и надписи, предусмотренные ПТЭ железной дороги РФ.

На каждой автодрезине должны иметься технические паспорта. К управлению допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование, имеющие свидетельство на право управления машиной и сдавшие экзамены.

Дрезины отправляются на перегон дежурным по станции только с разрешения дежурного поездного диспетчера. Машины рекомендуется размещать на подъездных путях в отправляемых гаражах, где в холодное время года температура должна быть не ниже +16°. Предусматривается освещение на напряжение не более 12 В, вентиляция, его оснащают противопожарным оборудованием.

В гараже должны быть удобно размещены рабочие места, окраска оборудования должна быть подобрана с учётом требований технической эстетики. Работа двигателя в помещение без применения специального газоотводящего трубопровода не допускается.

На внутреннюю сторону на высоте 2 м наносят предупредительную полосу по всей длине каждой створки. В зимний период на створки ворот в нижней части устанавливаю уплотнения: сквозняки в помещении недопустимы. Если в гараже имеются электрические печи, их заземляют на контур заземления. Сопротивление заземляющих проводов проверяются не реже 1 раза в год. Оно должно быть не более 4 Ом.

Принимая смену, перед выездом из гаража или с места стоянки машинист (водитель) убеждается в исправности электрооборудования, наличии и исправности средств пожаротушения. Проверяется состояние топливных баков, бензоэлектрического агрегата, хранение смазочных материалов. Разлитое масло или смазку немедленно убирают. На машине запрещается курить, применять открытое пламя. Обращают внимание на состояние электропроводки, на изоляцию. Работы с электрооборудованием выполняют только при снятом напряжении.

Периодически, не реже чем раз в три месяца, замеряют сопротивление всех участков цепи мегомметром на 1000 В.

Нельзя применять бензин в качестве растворителя, для мытья деталей, заправки паяльных ламп, заливать в баки из вёдер.

Обслуживающему персоналу при работе приходится использовать кислоты и щёлочи, которые в определённой степени опасны для кожных покровов и органов дыхания. Если серная кислота или электролит попадают на кожу, необходимо быстро вытереть её и промыть водой. Работник, смешивающий кислоту с водой, должен быть в костюме из грубой шерсти, иметь резиновые перчатки и защитные очки.

Помещения, где ведутся работы с кислотами и щелочами, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией. Кислоту хранят в стеклянных бутылках с оплёткой. Переносят бутылки вдвоём на специальных носилках.

На двери помещений, где производят зарядку аккумуляторных батарей, наносят соответствующие надписи.

Перед выездом из гаража или въездом в него машинист (водитель) должен убедиться, что ворота открыты и закреплены, никто не стоит между рельсами и воротами, тупиком пути и стеной гаража. Машинист (водитель) проверяет, не выходят ли узлы машины груз за габариты подвижного состава, хорошо ли закреплён груз, положение и закрепление крановой установки, убеждается в свободности пути и в том, что рабочие отошли на расстояние не менее 2 м. После того он подаёт звуковой сигнал и приводит машину в движение.

Сходить с машины можно на обочину пути или на широкое междупутье, предварительно убедившись в том, что по соседнему пути не идёт поезд. Машинист (водитель) находясь на железнодорожных путях, должен соблюдать правила личной безопасности: переходить пути только в установленном месте, не касаться опор контактной сети, оборванные свисающие провода обходить за 10 м, через подвижной состав переходить по тормозной площадке и т. д.

Выводы.

В ходе работы над курсовым проектом я изучил устройство и работу машины для нарезки кюветов.

Машина СЗП-600 предназначена для очистки, расширения и углубления кюветов, нарезки новых кюветов в почвах 1, 2, 3 категории (в почвах 4-ой категории ограничено), обработка формы откосов, углубление кюветов параллельно оси пути и в рабочей зоне роторного колеса поперек оси пути.

Машина предназначена для использования на железнодорожных путях с любыми типами рельсов и скреплений в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха 263 - 313 °К (минус 10°С - плюс 40°С).

Список литературы

1. «Путевые машины» Учеб. для вузов ж.д. тр. / М.В.Попович, В.М. Бугаенко и др. Под. ред. проф. С.А, Соломонова. - М.: Желдориздат, 2000. 756с.

2. «Тяговый расчет путевой машины» метод. указания. М.В. Попович и Б.Г. Волковойнов. С-Пб. 1994.

3. «Расчет габаритов путевой машины» метод. указания. М.В. Попович и Б.Г. Волковойнов. С-Пб. 1992.

4. «Расчет устойчивости путевой машины» метод. указания. М.В. Попович и Б.Г. Волковойнов. С-Пб. 1993.

5. «Проектирование путевой машины» метод. указания. М.В. Попович и Б.Г. Волковойнов. С-Пб. 1999.

Размещено на Allbest.ru

...