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

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

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 h_оч=0,4 м, 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);

n^{р (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);

G_{пл. кран.} — грузоподъемность платформы крана, кг (G_{пл. кран.}=40 000кг);

m_р.ш.р. — масса рельсошпальной решетки, кг.

m_р.ш.р.=2•m_р+N_шп.звm_шп., (6)

где m_р — масса одного рельса, кг (Р50 — 1292 кг; Р65-m_р=1618кг);

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

N_шп.зв — количество шпал в одном звене, шп.

(7)

.

m_{р.ш.р.дерев.}=21 292+4690=6724 кг.

Принимаем в пакете при разборке n^р_зв=6шт.

m_{р.ш.р.дерев.}=21 618+46250=14 736 кг.

Принимаем в пакете при разборке n^у_зв=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 n_мот — количество пакетов перетягиваемых одной моторной платформой за один цикл, пак.

n_мотi определяется по двум условиям:

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

n^s_мотi=S_л / l_зв, (9)

n^s_мот=75 / 25=3 пак.

2) по тяговому усилию барабана;

(10)

где Д_р — диаметр ролика, м (Д_р=0,15м);

F_лi — тяговое усилие лебедки моторной платформы МПД, Н (F_л=58 800Н);

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

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

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

₁ — коэффициент трения качения рельсов о ролики, м (₁=0,0004м);

i — наибольший уклон пути, (i=0,012).

пак.

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

При перетяжке при разборке: шт.

При перетяжке при укладке: шт.

Длина путеразборочного поезда:

м.

Длина путеукладочного поезда:

м.

Длина материальной секции разборщика (укладчика):

l_{мср (у)}=l_{разб (укл)} — l_{рср (у)}, (11)

где l_{рср (у)} — длин рабочей секции разборщика (укладчика), м.

l_{рср (у)}=l_кр+n_плl_гр, (12)

где n_пл — количество не самоходных грузовых платформ в рабочей секции

разборщика (укладчика), шт (n_пл=1 пл).

l_{рср (у)}=44+114,2=58,2 м.

l_мср=486,1 -58,2=427,9 м.

l_мсу=559,2 -58,2=501м.

Длина хоппер-дозаторного состава l₂, м:

l₂=2•l_т+l_х-дN_х-д+ l_пасс.в., (13)

где l_х-д — длина хоппер-дозатора вагона, м (l_х-д=10м);

N_х-д — количество хоппер-дозаторов в составе, шт.

(14)

где V_необх — объем выгружаемого балласта, м³;

V_х-д — вместимость кузова, м³ (V_х-д=39 м³).

Необходимый объем V_необх, м³ :

V_необх = 0,25V_оч ^/, (15)

Объем очищаемого балласта:

. (16)

где — средняя площадь поперечного сечения балластного слоя, м²:

(17)

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

(18)

гдеширина 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 1 км пути, м³:

. (20)

м³.

м².

м³/км.

V_необх = 0,252 970=742,5 м³/км.

шт.

Принимаем количество хоппер — дозаторов равным 29шт.

l₂=2•17+1029+ 14=338м.

Длина выпровочно-подбовочного поезда l₃, м:

l₃=2l_т+l_пасс.в.+l_пл. пр.+l_впо, (21)

l₄=217+14+14,2+27,9=90,1 м.

Длина состава динамического стабилизатора пути, м:

l₄=l_дсп+l_пл, (22)

l₄=17,4+ 9,1=26,5 м.

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» Т_о, мин:

Т_о=t_разв +t_у +t_св, (23)

где t_разв— время необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном, мин; t_у — время выполнения в «окно» ведущей операции, мин; t_св— 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 t_оф — время на оформления закрытия перегона, мин (t_оф=5мин); L — расстояние от узловой станции до места производства работ, км (L=3…5 км); V_тр — скорость движения машин в составе поезда, км/ч (V_тр=30км/ч).

мин.

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

t₂=((l_тб+l_РСР) Н_вр •)/ l_зв, (25)

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

— поправочный коэффициент к техническим нормам:

(26)

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

t=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 N_пас— количество пар пассажирских поездов проходящих по участку

в течении суток, (N_пас=40);

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

H_вр^пас — норма времени на пропуск одного пассажирского поезда, мин (H_вр^пас=1мин);

H_вр^гр — норма времени на пропуск одного грузового поезда, мин (H_вр^пас=1,5мин);

t_сут — количество часов в сутки, ч (t_сут=24ч);

t_см — количество часов в смену, ч (t_см=8,2ч).

мин.

t=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=(l_пл / l_зв)•Н_вр •, (29)

где l_пл-фронт работ планировки земляного полотна, м (l_пл=50 м).

t₃=(50/25)•2,2•1,28=6 мин.

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

t_р=(l_фр / l_зв)•Н_вр • (30)

t_р=(1500 / 25)•2,2 •1,28=169мин.

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

t₄=(l_РСУ+l_тб+l_сбол)• Н_вр •/l_зв, (31)

l_сбол -длина фронта работ по сболчиванию пути, м.

l_сбол =С_болт' •l_зв /(4•t_б), (32)

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

t_б — время необходимое на постановку накладок, сболчивание стыков в темпе работы путеукладочного крана, мин (t_б = t_у).

С_болт' =С_болт+С_пер, (33)

где С_болт — суммарные затраты труда на постановку накладок, сболчивание стыков, чел.-мин; С_пер — затраты труда на перегонку стыковых шпал, чел.-мин.

С_болт =n_ст •H_вр^Б•, (34)

где n_ст— количество стыков на длине l_фр, ст; H_вр^Б — норма времени на сболчивание одного стыка и постановку накладок, чел.-мин (H_вр^Б =15 чел.-мин).

n_ст= l_фр / l_зв +1, (35)

n_ст=1500 /25 +1=61 ст.

С_болт =61•15•1,28=1171 чел.-мин.

С_пер =n_шп •Н_вр^шп•, (36)

где n_шп — количество стыковых шпал, шп; Н_вр^шп — норма времени на постановку одной шпалы, чел.-мин (Н_вр^шп =0,89 чел.-мин).

n_шп =2•(l_фр / l_зв)+2, (37)

n_шп =2•(1500 / 25)+2=122 шп.

С_пер =122•0,89•1,28=139 чел.-мин.

С_болт' =1171+139=1310 чел.-мин.

l_сбол =1310•25 /(4•169)=49 м.

t₄ =(58,2+50+49)•2,2•1,28/25 =18 мин.

Интервал времени между началом работ по сболчиванию пути и началом его рихтовки t₅, мин:

t₅=(l_рихт / l_зв)• Н_вр •, (38)

t₅=(75 / 25)•2,2•1,28=9 мин.

Интервал времени между началом рихтовки пути и началом МСУ t₆, мин:

t₆=(l_тб / l_зв)• Н_вр •, (39)

t₆=(50 /25)•2,2•1,28=6 мин.

Интервал времени между началом МСУ и началом ХДС t₇, мин:

t₇=((l_МСУ + l_тб) / l_зв)• Н_вр •, (40)

t₇=((501+50) /25)•2,2•1,28=62 мин.

Интервал времени между началом ХДС и началом ВПО t₈, мин:

t₈=((l₂ + l_тб) / l_зв)• Н_вр •, (41)

t₈=((338 +50) / 25)• 2,2•1,28=44 мин.

Интервал времени между началом ВПО и началом ДСП t₉, мин:

t₉=((l₃ + l_тб) / l_зв)• Н_вр •, (42)

t₉=((90,1+50) / 25)• 2,2•1,28=16 мин.

После окончания работ по соединению нового пути со старым (линия изменения темпа потока) оставшиеся машины могут работать со своей максимально допустимой рабочей скоростью, с соблюдением ТБ.

Интервал времени между рабочей секцией укладчика и материальной секцией укладчика определяется по графику выполнения основных работ в «окно» t₁₀=31,2 мин.

В потоке машин следующих за МСУ ведущей машиной является ВПО-3000.

Расстояние l₅ от начала ВПО до l_фр определяется по графику основных работ в «окно».

Интервал времени t₁₂, мин:

t₁₂=l₅ / V_ВПО•, (43)

t₁₂= (941/2000)•60•1,28=36 мин.

Продолжительность «окна» Т_о= 294 мин.

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

Рассчитаем объемы работ, расход рабочей силы и продолжительность работы машин. Результаты расчетов сведём в таблице 3.

Алгоритм заполнения таблицы:

1.В графу 2 заносим работы в той последовательности, в которой они должны выполняться.

2.Данные для граф 3,5,6 возьмем из типового технологического процесса.

3.Определим объемы работ графа 4 по длине фронта работ в «окно». Остальные объемы примем из типового технологического процесса.

4.Числа в графе 7 представляют собой произведение чисел граф 4 и 5.

5. Числа в графе 11 представляют собой произведение чисел граф 4 и 6 с учетом поправочного коэффициента.

6.Графы 9, 10, заполняем в соответствии с организацией работ в «окно».

Минимально-необходимое количество рабочих для выполнения всех работ в «окно» определим методом «сечений»:

К_сечI-I=4+10+1+14+2+8+1+10+10=60 чел.

Фактические затраты труда необходимые для выполнения работ в «окно»:

Q_о=К_сечI-I •Т_о, (44)

где Т_о— продолжительность «окна», мин.

Q_о=60•294=17 640 чел.-мин.

Общее количество монтеров пути работающих в ПМС К_ПМС, чел:

К_ПМС =Q_о / (Т_о•n), (45)

К_ПМС =17 640 / (294•2)=30 чел.

Таблица 3 — Ведомость затрат труда по техническим нормам

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

Порядок закрытия перегона и ограждения места работ Закрытие перегона или одного из путей производится с разрешения начальника отделения дороги и по согласованию с начальником службы движения, если предоставляемое «окно» не вызывает изменения установленных размеров движения с соседними дорогами. Если такое закрытие вызывает изменения установленных размеров движения и время прибытия поездов на соседние дороги, оно может быть разрешено только начальником дороги по согласованию с Управлением движения МПС (ЦД МПС).

Порядок ограждения мест производства работ осуществляется в соответствии с Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП/4402) с учетом требований Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.

При фронте работ более 200 м на расстоянии 50 м от границы участка устанавливают красные сигналы, охраняемые сигналистами с ручными красными сигналами. Когда место производства работ находится вблизи станции, то ограждение производится переносным красным сигналом, установленным по оси пути против входного сигнала или сигнального знака «Граница станции», с укладкой трёх петард, охраняемых сигналистами. Места производства работ, требующие следования поездов с уменьшенной скоростью на перегонах ограждают с обеих сторон от границы участка работ на расстоянии 50 м переносными сигналами «Начало опасного места» и «Конец опасного места».

Рисунок 4 — Ограждение места работ

Технические требования на приемку отремонтированного пути Приемку отремонтированных участков пути выполняют после проведения всего комплекса работ комиссионно под председательством начальника дистанции пути.

В состав комиссии входят: исполнитель работ, приемщик по качеству ремонта, дорожный мастер и бригадир пути.

При сдаче отремонтированных участков пути составляется акт приемки выполненных работ по форме ПУ-48 и представляется следующая техническая документация:

исполненный продольный профиль;

графики, отражающие состояние кривых участков пути по стрелам прогиба;

выписка из ведомости состояния отремонтированного пути по данным вагона-путеизмерителя (для станционных путей — по данным путеизмерительной тележки или ручных промеров);

акт об укладке в путь сварных рельсовых плетей;

ведомость состояния стыковых зазоров и др.

Список использованных источников

1 Альбом чертежей верхнего строения пути. М., 1995 г.

2 Зайцев А. В. Механизация капитального ремонта пути. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию.- Новосибирск, 2003.-46с.

3 Технологические процессы капитального ремонта пути. М., 1967 г., 488 с.

4 СТО СГУПС 1.01СДМ.01−2007. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007. 60 с.