Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для пути и стрелочных переводов

ГОУ ВПО

Дальневосточный Государственный  Университет

Путей Сообщения

КАФЕДРА: "Строительные  и путевые  машины"

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 

На тему: "Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для пути и стрелочных переводов”

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Лобынцев М.И.

 

 

Проверил: Завгородний Г. В.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хабаровск

2012 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

 

1. Аннотация машин, применяемых для выполнения заданной работы, их характеристика и краткий анализ.

 

2. Выбор варианта конструкции машины, описание машины; технологии производства работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В последние  годы руководство ОАО РЖД взяло курс на усиление механизации в путевом хозяйстве. Приказами президента ОАО РЖД предусматривается осуществление комплекса технических, организационных мероприятий по совершенствованию эксплуатационной деятельности подразделений путевого хозяйства и отрасли в целом. В первом ряду из этих мероприятий стоит внедрение новых машин и технологий. Для выполнения поставленных задач на железных дорогах увеличивается мощность пути, совершенствуется технология и организация ремонтно-путевых работ. Своевременный и качественный ремонт пути ведет к снижению затрат времени, труда и эксплуатационных расходов, повышению производительности труда на основе максимальной механизации всех путевых работ. Механизация в путевом хозяйстве развивается с учетом внедрения новых ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих длительную стабильность пути, интенсивности использования железных дорог — создаются и выпускаются совместно с ведущими зарубежными фирмами высокопроизводительные машины, способные выполнять работы в перерывах движения поездов при высоком качестве работ. В последнее время особое внимание уделяется глубокой вырезке и очистке балласта. Поэтому широко используются машины типа СЧ-601, ЩОМ-6, RM-80 и др.

В связи с  этим появились новые технологические  процессы ремонта пути: обновление и капитальный ремонт, ремонт балластной призмы, средний и подъемочный ремонт, планово-предупредительный с выправкой и т.д.

Однако, главная  задача механизации путевых работ — повышение качества работ ремонта пути для увеличения межремонтных сроков и снижения эксплуатационных расходов.

Значительный  вклад в решение этих задач  внесли заводы: калужские «Путьмаш», «Трансмаш», «Тулажелдормаш», Энгельский транспортного машиностроения, Людиновский тепловозостроительный, Верещагинский по ремонту путевых машин и производству запасных частей, «Муромтепловоз», Тихорецкий машиностроительный, Ярославский ВРЗ.

Однако применяемые машины еще  не обеспечивают полной механизации всех работ. Если наиболее трудоемкие операции выполняются машинами, то ряд путевых работ – с помощью электрического и гидравлического инструмента, а в ряде случаев даже в ручную. Для того чтобы завершить комплексную механизацию, необходимо создавать ряд новых машин, а некоторые из существующих модернизировать. Большая роль в развитии путевого хозяйства и машиностроения принадлежит советским и российским конструкторам.

При создании машин особое внимание уделяют следующим основным положениям:

• повышение скорости и усилий рабочих органов;
• создание машин непрерывного действия, обеспечивающих повышение производительности и снижение стоимости работ;
• широкое внедрение гидропривода, позволяющего упростить кинематику, плавно регулировать скорости движения, снижать массу и металлоемкость машин, защищать приводы машин от перегрузок.

  Немаловажное значение придается: автоматизации работы машин; применение ЭВМ; обеспечивающих оптимальные режимы работы; загрузку двигателя; контроль качества выполнения работ; разработка рабочих органов при оптимизации их параметров и режимов работы; создание машин с широким набором оборудования для выполнения различных работ технологического цикла с целью более эффективного использования машины по времени и сокращения их числа; увеличение надежности и износостойкости материалов; правильного выбора параметров и режимов работы; унификация узлов и деталей как с различными типами путевых машин, так и со строительными машинами, тракторами, автомобилями, подвижным составом.

Большое внимание уделяется также таким мерам, как совершенствование машин с точки зрения ремонтопригодности, монтажа из легкосменяемых агрегатов и узлов, а также  облегчения технического обслуживания; создание машин для работы в условиях холодного климата; улучшение условий работ обслуживающего персонала; обеспечение безопасности проведения работ.

          В   данном курсовом проекте ставится цель, опираясь на уже спроектированные и реально работающие путевые машины, запроектировать или усовершенствовать одну из таких путевых машин. Для этого рассматриваются основные аналоги машин занимающихся той операцией, которая задана в задании: выправка, рихтовка, балластировка, подъемка, очистка щебня и др. Затем посредством анализа имеющихся недостатков данных путевых машин решаются вопросы усовершенствования.

         Пояснительная  записка проекта включает в  себя следующие разделы:

-Аннотация машин, применяемых для выполнения заданной работы, их характеристика и краткий анализ.

-Выбор варианта конструкции машины, описание машины; технологии производства работ.

-Конструктивная разработка машины на основании технического задания на работу.

-Меры по обеспечению техники безопасности и охраны труда при производстве работ.

Графическая часть включает в себя три чертежа формата  А1:

-общий вид машины  ВПРС-02;

-подбивочный блок;

-гидроцилиндр подбоек.

 

 

 

1 Аннотация  и краткий анализ машин применяемых  для выполнения заданной работы.

 

1.1 Машины для уплотнения  балластной призмы, выправки и  отделки пути.

 

        В процессе эксплуатации на путевую решетку воздействуют поездные нагрузки, которые передаются на балластный слой и вызывают его обратимые (упругие) и необратимые (остаточные) деформации. С течением времени деформации накапливаются, как правило, неравномерно по протяжению пути (рис 1). Положение рельсошпальной решетки (РШР) изменяется сначала в пределах допусков, а затем и за пределами допусков (натурное положение), т.е. наблюдаются расстройства пути, вызывающие эксплуатационные ограничения (скорости движения поездов и др.). Для обеспечения плавного и безопасного

Рисунок 1-Положение РШР в прямоугольной системе координат ОXYZ.

 

движения поездов периодически требуется устанавливать путевую решетку в проектное положение (производить выправку) и одновременно ее фиксировать за счет уплотнения балластного слоя (производить подбивку). В путевом хозяйстве эти технологические операции выполняются машинами и механизмами для уплотнения балластной призмы, выправки и отделки пути.

 

1.1.1 Классификация    выправочно-подбивочных  машин.                                                              

 

      Путевые машины и механизмы для уплотнения балластного слоя, выправки пути и отделки балластной призмы классифицируют по периодичности действия, назначению, числу одновременно подбиваемых шпал (одиночной или групповой подбивки) и др. (рис. 2). Для механизации подбивочно-выправочных и отделочных работ применяются выправочно-подбивочно-рихтовочные     машины     цикличного действия: магистральные типа ВПР (ВПР-1200, ВПР-02 и др.) и универсальные (для стрелочных переводов и пути) типа ВПРС (ВПРС-500, ВПРС-02, ВПРС-10, Unimat и др.); непрерывно-цикличного действия («Duomatic 09-32 CSM» австрийской фирмы «Plasser & Theurer»); непрерывного действия типа ВПО (ВПО-3000, ВПО-3-3000).

 

Рисунок 2-Классификация машин для уплотнения балластной призмы, выправки и отделки пути.

 

  Работы по уплотнению балласта в шпальных ящиках и на откосах производятся машинами типа БУМ (БУМ-1М). Окончательное стабилизирующее уплотнение балластного слоя производится динамическими стабилизаторами пути (ДСП). Применяются также специализированные машины для рихтовки пути типа ПРБ непрерывного действия системы В.Х. Балашенко, машины Р-2000 и Р-02, работающие в непрерывном и цикличном режимах. В транспортном строительстве нашли применение выправочно-подбивочно-рихтовочные машины (ВПРМ) на базе трактора.  Машинами производится уплотнение балласта, находящегося в обрабатываемой зоне призмы, способами его силового обжатия с подачей или без подачи дополнительных  порций материала из других зон (рис. 3). Большинство рабочих органов выправочно-подбивочных и уплотнительных машин используют способ, сочетающий вибрирование в горизонтальном, вертикальном или ином направлении с принудительной силовой подачей - виброобжатие. Уплотнение слоя в подшпальной зоне (подбивка) осуществляется выправочно-подбивочными машинами за счет его горизонтального виброобжатия со стороны продольных кромок шпал лопатками подбоек для машин цикличного или непрерывно-цикличного действия (рис.3, а) и со стороны торцов шпал виброплитами с наклонными в плане уплотнительными клиньями для машин непрерывного действия (рис.3, и). В первом случае последовательно выполняются операции заглубления подбоек, обжатия балласта при сведении к шпале их лопаток, раскрытия подбоек, подъема над УВГР я перемещения для обработки следующей шпалы или группы шпал. Во втором случае при непрерывном движении машины в направлении V_M балласт в подшпальную зону принудительно подается клипом, уплотнительная поверхность которого расположена под углом атаки β к направлению движения.

 

Рисунок 3-Рабочие органы для уплотнения и стабилизации балластного слоя.

 

     Уплотнение балласта в откосно-плечевой или междупутпой зонах производится виброплитами, прижимаемыми с нагрузкой Р. Виброплита в этом случае устанавливается на откос (рис.3, е) или на плечо (рис.З, г). Уплотнение балласта в шпальных ящиках при виброобжимном воздействии реализуется через штампы (рис.3, д). Динамический стабилизатор пути уплотняющее воздействие на подшпальную зону балластного слоя производит через путевую решетку. Она прижимается вертикальной нагрузкой Р, с одновременным вибрированием в горизонтальном и вертикальном направлениях (рис.3, ё).

Выправка машинами рельсошпальной решетки в продольном профиле, плане  и по уровню производится рабочими органами — подъемно-рихтующими устройствами (ПРУ), различными по конструктивному исполнению и принципу действия (рис.4). Для устранения местных неровностей РШР используются гидравлические путевые домкраты и рихтовочные приборы (рис.4, а) или моторные гидравлические рихтовщики (рис.4, б). Подъем путевой решетки путеподъемниками цикличного действия производится с опорой на балласт, а сдвиг ее — с использованием анкерных устройств (рис. 4, в) или перемещением в горизонтальной плоскости (рис.4, г). Машины цикличного действия — магистральные типа ВПР (рис.4, д) и универсальные типа ВПРС (рис.4, е) оборудуются ПРУ с роликовыми захватными устройствами, а машины ВПРС — дополнительно крюковыми захватами (рис,4, ж). Подъемно-рихтовочные устройства машин непрерывного действия оснащаются клещевыми захватами {рис. 4, з) для машин типа ВПРМ либо электромагнитно-роликовыми захватными устройствами (рис.4, и) для машин типа ВПО. Универсальные выправочно-подбивочно-рихтовочные и отделочные машины, как правило, оборудуются трехкоординатными выправочными устройствами и уплотнительными рабочими органами, так как процессы выправки и подбивки пути сопряжены по зоне и времени их выполнения.

 

Рисунок 4-Рабочие органы для выправки РШР.

 

     Дополнительными рабочими органами для уплотнения балласта и выправочными системами оснащаются и другие путевые машины (электробалластеры, щебнеочиститсльные машины, комплекты сменного оборудования на базе тракторов и др.).

 

 

1.1.2 Теоретические основы  уплотнения балласта.

     Элементы    верхнего    строения   железнодорожного    пути  (рельсы, рельсовые скрепления, шпалы и балластный слой), имеют  назначение упруго воспринимать  и перераспределять на основную  площадку земляного полотна статические  и динамические нагрузки от подвижного состава. При действии нагрузки от колесной пары Р_кп = 100-250 кН напряжение на основной площадке земляного полотна, передаваемое через балластный слой, не должно превышать всего δ = 0,05-0,08 МПа (рис.5).

 

Рисунок 5-Распределение давления от колеса на балластный слой.

 

     В результате такого силового воздействия в балластном слое происходят износ, разрушение и изменения взаимных положений слагающих его частиц, реализуются его упругие и остаточные деформации и, как следствие, изменяется положение рельсов (см. рис.1) в продольном профиле (просадки), плане (сдвижки) и по уровню (перекосы). Упругие деформации проявляют себя только под нагрузкой. Остаточные деформации в период эксплуатации накапливаются неравномерно по длине пути, поэтому периодически требуется исправлять его положение, выполняя работы по выправке пути в продольном профиле, в плане и по уровню (см. рис.4) с одновременным уплотнением балласта в подшпальной зоне, откосно-плечевых зонах и в шпальных  ящиках  (см.  рис.3).                   

       Стабилизация — приведение балластного слоя в постоянное  устойчивое к статическому и динамическому силовому воздействию состояние. Наиболее распространенный способ стабилизации - уплотнение (рис.7).

Рисунок 7-Способы уплотнения и стабилизации балластной призмы.

 

   Уплотнение - процесс  повышения плотности балластного материала (щебень, гравий, лесок)  за счет увеличения концентрации частиц в единице объема, со-   ответствующей более упорядоченному по расположению и форме их пространственному построению (текстуре) при силовом  воздействии.Практически, под поездами наблюдаются только упругие деформации балластного слоя.

    Положение  рельсовых нитей железнодорожного  пути описывается в прямоугольной  системе координат OXYZ (см.рис.1), где ось X направлена по продольной оси пути, на уровне верха головки рельсов, ось Y—перпендикулярно оси пути в горизонтальной плоскости, ось Z — нормально к указанной плоскости. Железнодорожный путь выправляют в трех плоскостях.