Проект производства работ при среднем ремонте

Проект производства работ при среднем ремонте

В курсовой работе произведено обоснование объемов путевых работ в пределах дороги, согласно выданному заданию, определены производственная структура путевого хозяйства, количество и размещение путевых частей, произведено комплектование парков машин и обосновано число путевых машинных станций, потребность дороги в комплексах путевых машин. Также произведена технология, механизация и организация среднего ремонта пути: определены параметры рабочих поездов для работ в «окно», фронт работ в «окно», и произведено обоснование его продолжительности, обоснованы трудоемкость и продолжительность технологических операций, построены графики производства работ и произведено технико-экономическое обоснование произведенных работ.

1. Обоснование выбора путевых работ по их видам в пределах дороги и производственная структура путевого хозяйства

Объемы и периодичность различных видов путевых работ для любого участка железной дороги зависят от его протяженности, количества путей, грузонапряженности, скоростей движения поездов, конструкции и состояния пути. Возможны два метода определения объемов путевых работ и сроков их выполнения: по наработке, измеряемой прошедшим по пути тоннажем или выработкой ресурса в годах, и по фактическому состоянию пути, оцениваемому величиной накопленных отступлений от нормы. Первый метод предпочтителен при перспективном, а второй при текущем планировании путевых работ.

Таблица 1. Обоснование конструкции пути

Нормативную основу для планирования путевых работ составляют «Положение о системе ведения путевого хозяйства № 857 р» и Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути далее ТУ. Первым этапом методики ППР является обоснование конструкции пути на каждом участке заданной железной дороги. Класс, группа и категория путей на участках дороги устанавливаются по значениям грузонапряженностей и скоростей движения поездов согласно ТУ. Для участков с путями первого и второго классов, как наиболее нагруженных и скоростных, рекомендуется бесстыковая конструкция пути на железобетонных шпалах, а для остальных классов примем звеньевую конструкцию на деревянных шпалах.

Виды путевых работ, их периодичность и объемы для отдельных участков дороги устанавливаются по ТУ. Для их систематизации целесообразна табличная форма (табл. 2). В ней период в годах между капитальными ремонтами определяется отношением:

t_ki = Т_ki/Г_i,

где Т_ki — периодичность капитального ремонта пути на i-м участке, млн. т брутто прошедшего груза (прил. 3);

Г_i — средняя за межремонтный период грузонапряженность i-го участка, млн. ткм брутто/(км · год).

Годовой объем капремонта при этом выражается отношением:

L_ki = L_i /t_ki.

Удельные объемы среднего ремонта пути, сплошной замены рельсов и металлических частей стрелочных переводов, а также выправок обусловлены числом этих работ в одном ремонтном цикле:

L_ci = n_ci*L_ki; L_рсi = n_рсi*L_ki; L_вi = n_вi*L_ki,

где n_сi, n_рi, n_вi — количество повторений каждого из перечисленных видов работ в одном межремонтном цикле.

Итоговые значения отображены в таблица 2 и отражают годовые объемы путевых работ в пределах дороги при средней за охватываемый период времени грузонапряженности Таблица 2. Виды и объемы путевых работ

2. Производственная структура путевого хозяйства

Основными производственными организациями путевого хозяйства, осуществляющими ремонты и текущее содержание пути, являются ПМС, ПЧ, ПЧМ. Их количество, дислокация и машинный парк предопределяются видами и объемами путевых работ в пределах всей дороги.

Ведущими при капитальных ремонтах пути являются комплексы операций или этапы по замене рельсошпальной решетки и глубокой очистке щебеночного балласта. Их объемы, согласно таблица 2:

УL_н + УL_рс = 57,6 + 95 = 152,6 км/год.

При норме выработки комплекса с двумя укладочными кранами УК-25/9−18 на замене решетки L_кр = 95…125 км/год за 96…128 смен потребность дороги, показанной на рис. 1, в комплексах укладочных кранов составит:

N_кр2 = (УL_н + УL_рс)/L_кр = 152,6/(95…125) = 1,6…1,22

Округляя, получим N_кр = 2 комплекса.

При среднем ремонте пути ведущей операцией является очистка щебня. Согласно ТУ, годовую выработку щебнеочистительной машины для предварительных расчетов можно принять L_щом = 50 км/год потребность дороги в этих машинах с учетом указанного в табл. 2 всего объема среднего ремонта составит:

N_щом = (УL_с + УL_рс)/L_щом = 107,16/50 = 2,14

Округляя, получим N_щом = 3 комплекса.

При подъемочном ремонте и выправке пути ведущими являются операции подбивки и рихтовки. Примем для машины типа ВПР-02 годовую выработку L_впр = 130 км/год. При таком условии для реализации подъемочного ремонта и планово-предупредительной выправки в пределах заданной дороги потребуется иметь:

N_впр =УL_в/L_впр = 608,56/130 = 4,68

Округляя, получим N_впр = 5 комплексов.

Аналогичным сопоставлением обосновывается потребность в машинах для ремонтов и выправки стрелочных переводов (УК-25СП и других машин).

Потребность дороги в комплексах путевых машин представлена в таблице 3.

Таблица 3. Потребность железной дороги в комплексах путевых машин

Наличие двух путеукладочных комплексов машин допускает для рассматриваемой дороги наличие варианта с двумя ПМС (см. рис. 1), а принятая на схеме дороги дислокация обеспечивает им примерно одинаковые радиусы действия.

При таком варианте на долю одной ПМС придется годовой объем по замене рельсошпальной решетки:

L_пмсj = (УL_нi + УL_рсi)/N_пмс = (57,6+ 95)/2 = 76,3 км/год.

Повседневное текущее содержание пути возлагается на дистанции пути ПЧ. Количество ПЧ в пределах дороги обусловлено зависимостью:

N_пч = УL_прi /L_пч,

где УL_прi — приведенная длина участков дороги, км;

L_пч — приведенная длина участков и обустройств, обслуживаемых одной дистанцией, км.

Приведенная длина i-го участка, если учитывать только пути и стрелочные переводы, определится формулой:

L_прi = б_гл L_глi + б_ст L_стi + б_спn_спi,

где

L_глi — эксплуатационная длина главных путей, км;

L_стi — развернутая длина станционных путей, км;

n_спi — число стрелочных переводов всех видов, шт.;

б_гл, б_ст, б_сп — коэффициенты приведения УL_прi =2· 460 + 3· 382,5 = 2067 км.

Расчеты приведенной длины участков рассматриваемой дороги сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Расчет приведенной длины участков дороги

Отсюда количество дистанций в пределах дороги:

N_пч = УL_прi /L_пч = 2067/(500…300) = 4,1…6,89

Учитывая взаимное расположение участков и тенденции к укрупнению дистанций, можно принять вариант с 6 ПЧ, который показан на рис 1.

Рис. 1. Схема обслуживания приведенных километров пути путевыми частями в пределах дороги Дистанции пути осуществляют систематический контроль состояния пути и комплекс неотложных, первоочередных и планово-предупредительных работ. Контроль состояния пути достигается применением специальных дефектоскопов и путеизмерительных систем. Для неотложных и первоочередных работ используется механизированный инструмент, а также ПРЛ, МПТ, ДГК и другая техника. К планово-предупредительным работам все шире привлекаются высокопроизводительные комплексы машин с ВПР (Дуоматик), ДСП, ПБ, ВПРС (Унимат).

3. Обоснование фронта работ в «Окно»

Фронт работ в «окно» при выполнении путевых работ обусловлен рядом факторов, в том числе необходимостью реализации их годовой программы за один сезон, продолжительность которого зависит от особенностей климатической зоны, в которой расположена дорога:

t_j = n_мj · n_дj,

где

n_мj — число месяцев в году, отводимых на j-ю работу;

n_дj — число рабочих дней в месяце на эту же работу.

В рассматриваемом примере годовая программа одной ПМС на капитальном ремонте по данным предыдущего раздела составляет L_пмс = 76,3 км/год. Для реализации такой программы за сезон при n_м = 7, n_д =21,3 и резерве 10% необходимо обеспечивать следующий среднесуточный темп работ:

l_с-с= L_пмс/(t_с — 0,1t_с) = 76,3/7· 21,3·0,9 = 0,57 км/сутки.

При интервале между «окнами» ф = 2 суток фронт работ в «окно» на замене рельсошпальной решетки составит l_оршр = l_с-сф = 0,57· 2 = 1,14 км, т. е. при кратности длине звена 25 м получим l_оршр = 1150 м.

Аналогично обосновываются размеры фронтов для выполнения других видов путевых работ.

Так, при среднем ремонте пути годовая выработка комплекса машин с ведущей ЩОМ на основании предшествующего расчета составит

L_{щом, с} = (УL_с + УL_рус + УL_рс)/N_щом = 107,16/3 = 35,72 км/год.

Тогда среднесуточная выработка будет

l_с-с = L_{щом, с}/(t_с + 0,1t_с) =35,72/(150−15) = 0,265 км/сутки

а фронт работ

lо, с = фlс-с, т. е. при ф = 2 lо, с = 0,53 км.

При подъемочном ремонте и близкой к нему по технологии выправке пути выработка комплекса машин с ведущей машиной ВПР составит

Lвпр = (УLв + УLп)/Nвпр = 608,56/5 = 121,7 км/год.

Тогда средняя суточная выработка комплекса машин и фронт работ в технологическое «окно», предоставляемое по рабочим дням ежедневно,

l_{с, в} = l_{о, в} = L_впр/(t_с + 0,1t_с)] = 121,7/135 = 0,9 км

4. Формирование комплекса машин

Состав комплекса машин и оборудования для механизации конкретного вида путевых работ зависит от многих факторов: конструкции пути, состава технологических операций, фронта работ в «окно», технической оснащенности, экономической целесообразности и других. На его формировании сказываются широкая номенклатура и высокая стоимость путевых машин, круглогодичные и тяжелые условия производства работ, жесткие нормы содержания пути, требования по обеспечению охраны труда и безопасности движения поездов.

В последние годы путевое хозяйство пополняется современными путевыми машинами, каждую из которых характеризует свой темп работ. Этот фактор вынуждает делить производственный процесс ремонта пути на этапы с разграничением работ по времени выполнения и делением всего комплекса машин (рис. 2).

Рис. 2. Комплекс машин в технологической последовательности выполнения среднего ремонта пути

1 — рельсоочистительная машина РОМ;

2 — машина СМ-2 для уборки мусора;

3 — мотовоз МПТ для доставки и перегрузки шпал, скреплений и др. материалов;

4 — машина МСШУ для смены шпал;

5 — щебнеочистительный комплекс ЩОМ;

6 — машина для выправки и подбивки пути ВПР;

7 — стабилизатор пути ДСП;

8 — планировщик балласта ПБ;

9 — струг СС для срезки обочины;

10 — хоппер-дозаторы;

11 — электробалластёр;

12 — рельсошлифовальный поезд.

На этапе глубокой очистки щебня первым следует поезд, включающий щебнеочистительную машину ЩОМ (32 м), состав для засорителей СЗ (длина одного вагона 10 м) и универсальный тяговый модуль УТМ (14,5 м). Количество вагонов определяется расчетом (см. далее). Вторым, третьим и четвертым поездами следуют самоходные машины ВПР (27 м), ДСП (18,2 м) и ПБ (13,5 м).

На этапе отделочных работ возможен вариант также из нескольких поездов. Первым следует поезд для срезки обочины земляного полотна, включающий локомотив и путевой струг СС:

L = L_л + L_сс, где L_сс = 23 м.

Затем следует хоппер-дозаторная вертушка:

L = L_л + n_хдL_хд + L_в,

где

L_хд, L_в — длины хоппер — дозатора (10,9 м) тарного вагона (24,5 м);

n_хд — число хоппер-дозаторов, определяемое отношением W_км/W_хд, в котором:

W_км — объем добавляемого щебня, м³/км (зависит от глубины очистки и параметров грохотов, см. ТУ);

— фронт работ в «окно», км;

W_хд = 32,4 м³ — вместимость хоппер-дозатора.

На этапе глубокой очистки на путях классов 1 и 2 при глубине очистки 0,4 м по ТУ объемы составляют: очищаемого балласта 2950 м³/км, возвращаемого 2210 м³/км, добавляемого при грохоте с размером нижних ячеек 25?25 мм W_км = 440 м³/км. Потребность для засорителей в полувагонах вместимостью по W_в = 31 м³ равна

n_сз = (2950−2210) /W_в =740· 0,53/31 = 13.

При одной ЩОМ число полувагонов обычно не превышает 6−10 единиц. Ограничение числа полувагонов компенсируется на практике разными способами: уборкой груженых полувагонов с заменой на порожние, вывозом загрязнителей с возвратом порожняка, выгрузкой засорителей на сторону за пределы откоса земляного полотна или перегрузкой в подвижной состав, находящийся на соседнем пути. Длина поезда со ЩОМ (L_щом =32 м), тяговым модулем ПТМ-630 (L_птм = 14 м) и восемью полувагонами (L_в = 10 м) для засорителей L = 126 м.

5. Определение продолжительности «окна»

Продолжительность «окна», то есть период времени, на который перегон закрывается для движения поездов, зависит от ряда факторов: пропускной способности линии, возможностей пропуска поездов по другому пути, производительности комплекса машин и других. При расчетах необходимо учитывать затраты времени на переходы в рабочей зоне, внутрисменные перерывы, пропуск поездов по соседнему пути и другие факторы коэффициентом k_о (таблица 5).

Таблица 5. Значения коэффициента k_о согласно ТУ

Продолжительность «окна» для этапа глубокой очистки балласта на двухпутном участке по аналогии с предыдущим и рис. 3 определяется суммой:

t_о = t_р + t_щ + t_с,

где

t_р — продолжительность развёртывания работ, мин;

t_щ — продолжительность глубокой очистки щебня, мин;

t_с — продолжительность свёртывания работ, мин.

Период развёртывания работ включает:

t_р1 — время оформления «окна», t_р1 = 10 мин;

t_р2 — время подачи машин к месту работ на перегоне;, t_р2 = 6 мин;

t_р3 — время подготовки ЩОМ к работе, t_р3? 20 мин.

Общее время развёртывания работ t_р = t_р1 + t_р2 + t_р3 = 36 мин. Продолжительность ведущей операции при глубокой очистке щебня

t_щ = k_оl_оH_щом = 1,25· 0,53·309 = 205 мин,

где

H_щом = 309 мин/км — техническая норма машинного времени ЩОМ-6БМ.

Период свёртывания работ определяется суммарным временем ряда операций:

t_с = t_с1 + t_с2 + t_с3 + t_с4 + t_с5 + t_с6,

где

t_с1 — приведение ЩОМ в транспортное положение,

t_с1 = 16 мин;

t_с2 — выправка пути машиной ВПР на участке (L_щом + 50) м,

t_с2 = 0,001k_о(L_щом + 50) H_впр = 0,001· 1,25·82·103,6 = 11 мин;

t_с3 — стабилизация пути машиной ДСП на участке (L_впр + 50) м,

t_с3 = 0,001k_о(L_впр + 50) H_дсп = 0,001· 1,25·77·33,9 = 3 мин;

t_с4 — оправка призмы машиной ПБ на участке (L_дсп + 50) м,

t_с4 = =0,001k_о(L_дпс + 50) H_пб = 0,001· 1,25·68·48 = 4 мин;

t_с5 — приведение ВПР, ДСП и ПБ в транспортное положение,

t_с5 = 15 мин;

t_с6 — освобождение перегона от комплекса машин и его открытие для движения поездов,

t_с6 = 10 мин.

Общее время свёртывания работ t_с = 59 минут.

Аналогичным порядком следует руководствоваться для обоснования продолжительности «окна» и сводного графика всего комплекса работ при среднем ремонте и планово-предупредительной выправке пути. Для этих видов путевых работ нормативные данные и состав комплексов машин содержатся в прил. 4.2 (Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию). По ним составляются ведомости затрат труда и машинного времени, формируются графики движения машин и работающих по дням и всем участкам единого фронта работ в требуемой технологической последовательности (рис. 4). Применительно к участку Б-В продолжительность «окна» при среднем ремонте (рис. 3) составляет

t_о = t_р + t_щом + t_с = t_р + k_о Н_щом + t_с = 36 + 1,25· 0,53·309 + 59 = 300 мин,

или 5 часов

6. Трудоемкость технологических операций

Зависимость между трудоемкостью i-й технологической операции, ее продолжительностью и числом работающих выражается формулой:

Z_i = k_оН_iV_i/t_i,

где Z_i — число работающих на i-й операции, чел.;

Н_i — норма затрат труда на измеритель, чел.•мин/измеритель;

V_i — объем работ на i-й операции, в единицах измерителя;

t_i — время, отводимое для выполнения i-й операции, мин.

С помощью этой зависимости составляется ведомость затрат труда (табл. 6). При определении состава технологических операций и их характеристик, следует руководствоваться действующими нормативами, материалами типовых проектов производства работ и передовым опытом. Трудоемкость и продолжительность i-й операции при машинном ее исполнении устанавливаются на основе нормативных значений затрат труда (Н_i) и машинного времени (Н_мi), а также объемов работ по операции в принятом измерении:

А_i = k_оН_iV_i и t_мi = k_оН_мiV_i

Таблица 6. Ведомость затрат труда на производственный процесс при фронте работ l_о =530 м

7. Меры по совершенствованию производственного процесса

Совершенствование производственного процесса следует начинать с анализа ведомости затрат труда и графиков производства работ. Просмотр ведомости и сопоставление числа монтеров пути на различных работах позволяет выделить из всего процесса наиболее трудоемкие технологические операции. В рассмотренном примере к ним можно отнести подрезку балласта под подошвами рельсов. Затраты труда на эту ручную операцию выполняемую, при среднем ремонте в интервалы между поездами составят:

А_п.б = k_оН_п.б = 1,45

· 0,53

· 5983 = 4598 чел.•мин.

Широкая номенклатура технических средств и непрерывное пополнение машинного парка новой техникой дают возможность охватить механизацией многие виды путевых работ, в том числе отмеченную. Так, включение в производственный процесс машины РОМ-3М обеспечит механизированную подрезку балласта под рельсами. Поскольку управление этой машиной обеспечивают z = 3 чел., затраты труда на ее эксплуатацию составят:

z· ф/lо = 3· 2/0,53 = 11,3 чел.· дн/км

вместо 4598/(480· 0,53) = 18,7 чел.· дн/км, или на 7,4 чел.· дн/км меньше.

Расширение комплекса машин на одну единицу может потребовать некоторого увеличения продолжительности «окна» и дополнительных капитальных вложений. Окончательное решение о практической реализации этого варианта принимается на основе технико-экономического обоснования.

8. Технико-экономическое обоснование механизации работ

Сравнительная оценка различных вариантов механизации путевых работ, а также технологических процессов и проектов производства работ в целом осуществляется системой показателей, к числу которых относятся: трудоемкость процесса, производительность труда, численность работающих, уровень механизации процесса, основные фонды, механовооруженность и энерговооруженность труда; себестоимость процесса, рентабельность процесса, интегральный эффект — чистый дисконтированный доход.

Чистый дисконтированный доход вычисляется по формуле:

где Р_t — доходная составляющая, руб./год;

З_t — затратная составляющая, руб./год;

Т — горизонт расчета (срок службы средств механизации), лет;

б_t = 1/(1 + Е)^t — коэффициент дисконтирования (Е — норма дисконта для сопоставления разновременных экономических затрат с учетом инфляции, кредитной ставки).

Доходная составляющая ЧДД обусловлена зависимостью:

где Н_зп — коэффициент, учитывающий начисления на зарплату;

ДА — экономия живого труда за счет механизации работ, чел.· дн/км;

р_зп — средняя зарплата работающих, руб./чел.· дн;

L_г — годовой объем работ, км/год.

Затратная составляющая определяется суммой:

где Ц_i — стоимость i-го средства механизации (m — состав средств механизации), руб. (прил. 6);

b — доля ежегодных расходов, направляемых на ремонт и техническое обслуживание средств механизации в процентах от их стоимости;

С_эн — энергетические затраты (С_эн = Н_энУN_двiцt_оqp_эн/l_о руб./км),

Н_эн — коэффициент, учитывающий расходы на смазочные и обтирочные материалы;

N_двi — мощность двигателя i-й машины, квт;

ц — коэффициент, учитывающий долю времени работы в «окно» двигателя i-й машины;

t_о — продолжительность «окна», ч;

q — удельный расход топлива, кг/квт•ч;

p_эн — стоимость топлива, руб./кг; l_о — фронт работ в «окно», км);

С_тр — транспортные затраты на перемещение материалов и машин между базой и местом работ (С_тр = N_лp_л[(2 +)/ + t_о + t_б]/l_о, руб./км);

Nл — число локомотивов;

 — расстояние между базой и участком работ, км;

 — протяженность участка работ, км;

 — скорость движения рабочих поездов, км/ч;

рл — арендная плата локомотива, руб./ч;

tб — время нахождения рабочих поездов на базе, ч).

В качестве примера сопоставим два варианта подрезки балласта: 1-й — с использованием ручного инвентаря (вил, лопат), 2-й — с использованием машины РОМ, которая в процессе движения струей воды подрезает балласт из-под подошвы рельсов. Как показано в разделе 8, применение машины РОМ снижает затраты живого труда на:

ДA = А1 — А2 = 18,7 — 11,3 = 7,4 чел.· дн/км.

Примем также для расчета:

Е = 0,1,

Ц₁? 0,

= 0,

С_тр? 0,

Н_зп = 2,5,

р_зп = 750 руб./чел.· дн,

L_г = L_пмс = 76,3 км/год, Ц₂ = 3 млн руб., b = 5%,

N_дв = 200 квт,

H_эн = 1,15,

q = 0,18 кг/квт· ч, цt_о = 3 ч,

t_тр = L_к/2 =76,3/20 =3,8 ч, р_эн = 20 руб./кг,

l_о = 0,53 км.

При перечисленных значениях получим:

Процедура расчета ЧДД представлена в таблица 7.

Таблица 7. Расчет ЧДД

Машина РОМ окупится за срок около 9,6 года, что приемлемо. Снижение выработки в два раза исключает окупаемость машины РОМ за срок ее службы. Аналогично устанавливается ЧДД за счет механизации других операций и производственных процессов в целом.

Выводы

При разработке производственной структуры путевого хозяйства установлено, что для данной дороги требуется 6 ПЧ, 2 ПМС.

Разработка технологии, механизации и организации среднего ремонта пути показал следующие основные показатели: длина комплекта поездов и машин L=126 м., время «окна» при очистке щебня t_i=300 мин.

В разделе «Обоснование трудоёмкости и продолжительности технологических операций» составлена ведомость затрат труда.

Технико-экономический расчет показал, что при данном годовом объеме работ целесообразно использовать механизированный вариант, так как затраты на него почти в пять раз ниже, чем при использовании ручного варианта.

1. Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО РЖД/ Утверждено распоряжением ОАО РЖД № 2211 р от 30.10.2009 г.

2. Комплексная механизация путевых работ — В. Л. Уралов, Е. И. Михайловский, Э. В. Воробьев и др. М.: Маршрут, 2004 — 382 с.

3.Путевые машины/ - М. В. Попович, В. М. Бугаенко, Б. Г. Волковойнов и др. М.: ГОУ «УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте», 2009 — 820 с.

4. Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП-485)/МПС РФ. — М.: Транспорт, 1998. — 183

5. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Проектирование производства путевых работ. Михайловский Г. И., Уралов В. Л. — СПб, 2005 — 41 с.

дорога путевой ремонт трудоемкость