Проектирование механизированной технологии по ремонту железнодорожного пути

Сибирский государственный университет путей сообщения

Курсовая работа по дисциплине «Механизация путевых работ»

Проектирование механизированной технологии по ремонту железнодорожного пути

2008

Содержание

Введение

1 Выбор параметров верхнего строения пути после ремонта

2 Выбор технологической схемы выполнения работ в «окно» и типов машин

3 Определение основных параметров технологического процесса

4 Разработка схем формирования рабочих поездов на станции и во время работ в «окно»

5 Разработка графика производства работ в «окно»

6 Определения затрат труда, количества рабочих и времени их работы при выполнении основных работ в «окно» и после «окна»

7 Мероприятия по обеспечению безопасности движения поездов и техники личной безопасности при производстве механизированных работ

Список использованных источников

Введение

Железнодорожный путь представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, образующих дорогу с направляющей рельсовой колеёй. Железнодорожный путь состоит из верхнего строения (рельсошпальная решетка в балластной призме, стрелочные переводы), непосредственно воспринимающего усилия от колес подвижного состава и направляющего их движение, и нижнего строения (земляное полотно), служащего основанием для верхнего строения и искусственных сооружений (мостов, путепроводов, водопропускных труб, тоннелей, подпорных стенок и др.).

Уровень силовых воздействии на путь и интенсивность его деформаций, являются грузонапряженность брутто, скорости движения и нагрузки на ось, в зависимости от которых определяются соответствующая мощность верхнего строения пути (по массе 1 м рельса) и устойчивость земляного полотна. Кроме того, многообразие перечисленных параметров, действующих на путь от подвижного состава, существенно дополняется в его эксплуатации природно-климатическими воздействиями: суточными и годовыми изменениями температур и влажности, атмосферными осадками в виде дождей и снега, промораживанием балласта и земляного полотна, паводковыми водами, ледоходом, волновыми воздействиями в бассейнах морей и больших рек, наличием карста, вечной мерзлоты, сейсмичностью и др.

Следствием этих воздействий являются:

повышение в зимний период жесткости пути, что приводит к существенному увеличению вертикальных нагрузок от колес подвижного состава на рельсы, а через них на остальные элементы;

появление значительных температурных продольных сил в рельсах, могущих привести при достаточно высоких температурах к потере устойчивости бесстыкового пути, а при низких отрицательных — к разрыву стыков;

образование балластных или грунтовых пучин, проявляющихся в виде горбов, впадин и перепадов, искажающих положение колеи в продольном и поперечном профилях не только зимой при их росте, но и весной при спаде.

Существенное влияние на работу пути оказывают виды перевозимых грузов. Часто из-за малоудовлетворительного состояния подвижного состава с него так или иначе в балласт попадают сыпучие грузы (угольно-рудные, песок, цемент, зерно и др.), которые засоряют и загрязняют балластный слой, снижая его несущую способность и ухудшая условия работы пути по восприятию поездных воздействии.

Процесс засорения балластного слоя дополняется, кроме того, естественным истиранием частиц щебня вследствие вибрации пути под поездами, а также при выполнении подъемочных ремонтов и работ по выправке пути в продольном профиле с использованием электро-шпалоподбоек и подбивочных машин циклического действия.

Все это показывает, насколько сложны условия работы железнодорожного пути, находящегося под силовыми воздействиями подвижного состава, а также под воздействиями техногенных (производственных), природных факторов и явлений. Причем работа железнодорожного пути и его сооружений под этими комплексными воздействиями характеризуется естественной неоднородностью и изменчивостью во времени и пространстве, обусловленными накоплением остаточных деформаций, износом элементов, появлением неисправностей и др.

Вместе с тем все элементы железнодорожного пути как "фундамента" железной дороги, от состояния которого в значительной мере, если не в первую очередь, зависят эффективность и безопасность перевозочного процесса, в соответствии с требованиями п. 3.1 Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации "… по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение, поездов со скоростями, установленными на данном участке".

В широком смысле это означает, что необходимо обеспечить надежность работы пути, а именно:

безотказность его работы в пределах ресурса долговечности (сроков службы его элементов с исключением аварии, крушений и брака);

долговечность;

ремонтопригодность.

Практическое выполнение этих требований осуществляется системой текущего содержания и ремонтов на основе диагностирования пути, планирования путевых работ и их организации, направленных на соблюдение нормативов содержания технических средств железнодорожного пути с учетом аналогичных требований к подвижному составу.

Капитальный ремонт пути выполняется для замены верхнего строения на путях 3—5-го классов и стрелочных переводов на путях 4-го и 5-го классов на менее изношенное или более мощное, смонтированное либо полностью из старогодных материалов, либо в сочетании старогодных с новыми, включая укладку новых рельсов на путях 3-го класса при скоростях движения пассажирских поездов 100 км/ч и более. Номенклатура и объем работ при капитальном ремонте аналогичны работам, выполняемым при обновлении (усиленном капитальном ремонте) пути.

Обновление пути и стрелочных переводов должно сопровождаться реконструкцией балластной призмы или ее очисткой. При обновлении пути с реконструкцией балластной призмы должно осуществляться уположение откосов насыпей с ликвидацией или укреплением балластных шлейфов и обеспечение крутизны откосов 1 : 1,5 в соответствии с типовыми профилями земляного полотна.

1 Выбор параметров верхнего строения пути после ремонта

Исходя из задания по курсовому проекту:

- Тип верхнего строения пути нормальный;

- Рельсы Р65;

- Шпалы железнобетонные;

- Участок двухпутный;

- балласт щебень.

Выбираем параметры верхнего строения пути после ремонта и приводим схему, изображенную на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема верхнего строения пути

2 Выбор технологической схемы выполнения работ в «окно» и типов машин

Капитальный ремонт производим с очисткой щебеночного балласта hоч=0,4м, с применением щебнеочистительной комплекса СЧ-600.

Выбираем типовой технологический процесс выполнения капитального ремонта с использованием СЧ-600. Технологическая схема капитального ремонта с очисткой балласта приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Технологическая схема капитального ремонта с очисткой балласта машиной СЧ-600

Для выбранной технологической схемы выбирают комплект машин.

Таблица 1 – Комплект машин

Длины по осям автосцепок выбранных путевых машин, применяемых в данном технологическом процессе приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Длины путевых машин по осям автосцепок

3 Определение основных параметров технологического процесса

Длина поезда СЧ-600 , м:

(1)

где

- длина универсального тягового модуля, м;

- длина машины СЧ-600, м;

- длина механизированного бункерного полувагона, м;

- длина концевого механизированного бункерного полувагона, м;

- количество механизированных бункерных полувагонов, ш (=5).

м.

Длина путеразборочного и путеукладочного поездов, м:

(2)

где - длина укладочного крана по стреле, м;

-длина прикрановой платформы, м;

- длина несамоходной грузовой платформы, м;

- длина моторной платформы, м;

- длина пассажирского вагона, м;

- длина платформы прикрытия пассажирского вагона от тепловоза по условию техники безопасности, м;

- длина локомотива, м;

- количество несамоходных грузовых платформ при разборке (укладке), шт:

, (3)

- общее количество пакетов РШР.

, (4)

где фронт работ, м(=1500м);

nр(у)зв – количество звеньев в одном пакете при разборке и укладке, шт.

(5)

где l/пак – длина пакета находящийся на платформе крана, м (l/пак=17м);

Gпл.кран. – грузоподъемность платформы крана, кг (Gпл.кран.=40000кг);

mр.ш.р. – масса рельсошпальной решетки, кг.

mр.ш.р.=2∙mр+Nшп.звЧmшп., (6)

где mр – масса одного рельса, кг (Р50 – 1292кг; Р65-mр=1618кг);

mшп – вес одной шпалы со скреплением, кг (дерв. - mшп=90кг; ж.б.-250кг);

Nшп.зв – количество шпал в одном звене, шп.

(7)

.

mр.ш.р.дерев.=2Ч1292+46Ч90=6724 кг.

Принимаем в пакете при разборке nрзв=6шт.

mр.ш.р.дерев.=2Ч1618+46Ч250=14736 кг.

Принимаем в пакете при разборке nузв=5шт.

При разборке количество пакетов:

пак.

При укладке количество пакетов:

пак.

При разборке количество платформ:

шт.

При укладке количество платформ:

шт.

Количество моторных платформ:

(8)

где nмот – количество пакетов перетягиваемых одной моторной платформой за один цикл, пак.

nмотi определяется по двум условиям:

1) по канатоемкости барабана тяговой лебедки крана (Sл=75м);

nsмотi=Sл / lзв, (9)

nsмот=75 / 25=3 пак.

2) по тяговому усилию барабана;

, (10)

где Др – диаметр ролика, м (Др=0,15м);

Fлi – тяговое усилие лебедки моторной платформы МПД, Н (Fл=58800Н);

d – диаметр цапфы ролика, м (d=0,12м);

b - коэффициент, учитывающий переход с платформы на платформу (b=1,5);

f – коэффициент трения качения в шарикоподшипниках (f=0,015);

m1 – коэффициент трения качения рельсов о ролики, м (m1=0,0004м);

i – наибольший уклон пути, (i=0,012).

пак.

Следовательно принимаем из условия перетягиванию пакетов: nмот=2пак.

При перетяжке при разборке: шт.

При перетяжке при укладке: шт.

Длина путеразборочного поезда:

м.

Длина путеукладочного поезда:

м.

Длина материальной секции разборщика (укладчика):

lмср(у)=lразб(укл) – lрср(у), (11)

где lрср(у) – длин рабочей секции разборщика (укладчика), м.

lрср(у)=lкр+nплЧlгр, (12)

где nпл – количество не самоходных грузовых платформ в рабочей секции
разборщика (укладчика), шт (nпл=1 пл).

lрср(у)=44+1Ч14,2=58,2 м.

lмср=486,1 –58,2=427,9м.

lмсу=559,2 –58,2=501м.

Длина хоппер-дозаторного состава l2, м:

l2=2∙lт+lх-дЧNх-д+ lпасс.в., (13)

где lх-д – длина хоппер-дозатора вагона, м (lх-д=10м);

Nх-д – количество хоппер-дозаторов в составе, шт.

(14)

где Vнеобх – объем выгружаемого балласта, м3;

Vх-д – вместимость кузова, м3 (Vх-д=39 м3).

Необходимый объем Vнеобх, м3 :

Vнеобх = 0,25Vоч /, (15)

Объем очищаемого балласта:

. (16)

где - средняя площадь поперечного сечения балластного слоя, м2:

(17)

где - объем очищаемого балласта без учета объема шпал на 1км пути, м3:

(18)

где -ширина вырезаемого слоя поверху, м (=3,65м);

-ширина вырезаемого слоя понизу, м (=4,25м);

Рисунок 3- Схема к расчету средней площади поперечного сечения

- высота от плеча балластной призмы до границы очищаемого слоя, м:

(19)

где - глубина очистки, м;

- высота шпалы, м (=0,18м);

- расстояние от поверхности плеча балластной призмы до верхней грани шпалы, м (=0,03м).

м.

м3

- объем шпал на 1км пути, м3:

. (20)

м3.

м2.

м3/км.

Vнеобх = 0,252970=742,5 м3/км.

шт.

Принимаем количество хоппер – дозаторов равным 29шт.

l2=2∙17+10Ч29+ 14=338м.

Длина выпровочно-подбовочного поезда l3, м:

l3=2lт+lпасс.в.+lпл.пр.+lвпо, (21)

l4=217+14+14,2+27,9=90,1 м.

Длина состава динамического стабилизатора пути, м:

l4=lдсп+lпл, (22)

l4=17,4+ 9,1=26,5м.

4 Разработка схем формирования рабочих поездов на станции и во время работ в «окно»

Для выбранной технологической схемы КР пути (рисунок 2) и комплектов машин (таблица 1) составляем технологическую схему расстановки рабочих поездов и групп рабочих по фронту при полном развороте всех работ в «окно», которая приведена на схеме 1.

Схема 1 – Формирование рабочих поездов на перегоне

5 Разработка графика производства работ в «окно»

Продолжительность «окна» То, мин:

То=tразв +tу +tсв , (23)

где tразв- время необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном, мин; tу – время выполнения в «окно» ведущей операции, мин; tсв- время необходимое на свертывание работ, для приведения пути в исправное состояние после его укладки, мин.

Время на оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ

, (24)

где tоф – время на оформления закрытия перегона, мин (tоф=5мин); L – расстояние от узловой станции до места производства работ, км (L=3…5 км); Vтр – скорость движения машин в составе поезда, км/ч (Vтр=30км/ч).

мин.

Интервал времени между началом работ по разболчиванию пути и началом разборки пути разборочным краном t2, мин:

t2=((lтб+lРСР) Нвр ∙a)/ lзв, (25)

где Нвр - норма времени разборки (укладки) пути, чел.-мин (Нвр =2,2 чел.-мин).

- поправочный коэффициент к техническим нормам:

, (26)

где Т – продолжительность рабочей смены, мин (Т=492 мин);

St=t1’+t2’+t3’, (27)

где t1’ – время на переходы в рабочей зоне, мин (t1=15мин);

t2’ – время на отдых, мин ( t2=30мин.);

t3’ – время на пропуск поездов, мин.

, (28)

где Nпас– количество пар пассажирских поездов проходящих по участку

в течении суток, (Nпас=40);

Nгр – количество пар грузовых поездов проходящих по участку в течении суток, (Nгр=35);

Hврпас – норма времени на пропуск одного пассажирского поезда, мин(Hврпас=1мин);

Hвргр – норма времени на пропуск одного грузового поезда, мин (Hврпас=1,5мин);

tсут – количество часов в сутки, ч (tсут=24ч);

tсм – количество часов в смену, ч (tсм=8,2ч).

мин.

St=15+30+63,2=108,2 мин.

.

t2=((50+58,2)∙2,2∙1,28)/25=13 мин.

Интервал времени между началом работы разборочного и укладочного кранов t3, мин:

t3=(lпл / lзв )∙Нвр ∙a, (29)

где lпл–фронт работ планировки земляного полотна, м(lпл=50 м).

t3=(50/25)∙2,2∙1,28=6 мин.

Время разборки или укладки пути на длине фронта работ, мин:

tр=(lфр / lзв )∙Нвр ∙a (30)

tр=(1500 / 25 )∙2,2 ∙1,28=169мин.

Интервал времени между началом работы укладочного крана и работ по сболчиванию пути t4, мин:

t4=(lРСУ+lтб+lсбол )∙ Нвр ∙a/lзв, (31)

lсбол –длина фронта работ по сболчиванию пути, м.

lсбол =Сболт’ ∙lзв /(4∙tб), (32)

где Сболт’ - суммарные затраты труда на постановку накладок, сболчивание стыков и перегонку стыковых шпал, чел.-мин;

tб - время необходимое на постановку накладок, сболчивание стыков в темпе работы путеукладочного крана, мин (tб = tу).

Сболт’ =Сболт+Спер, (33)

где Сболт - суммарные затраты труда на постановку накладок, сболчивание стыков, чел.-мин; Спер - затраты труда на перегонку стыковых шпал, чел.-мин.

Сболт =nст ∙HврБ∙a, (34)

где nст- количество стыков на длине lфр,