Разработка стенда для вывешивания и сдвига рельсошпальной решетки (стр. 1 из 16)
Сибирский государственный университет путей сообщения
Дипломный проект
по специальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»
Тема: Разработка стенда для вывешивания и сдвига рельсошпальной решетки
Пояснительная записка
ДП.21.00.00.00 ПЗ
2010
Содержание
Введение
1 Анализ конструкций оборудования для вывешивания и сдвига рельсошпальной решетки
2 Разработка стенда
2.1 Геометрическая компоновка рабочего оборудования на раме
2.2 Расчет усилий вывешивания и сдвига бесстыкового пути
2.3 Конструирование элементов стенда
3 Порядок проведения работ
4 Экономический расчет
5 Охрана труда
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Распечатка усилий в опасных сечениях стержней
Приложение Б Напряжения в узлах стержней
Приложение В Перемещение в узлах стержней
ВВЕДЕНИЕ
Для механизации балластировочных, щебнеочистительных и выправочно-подбивочных работ используют специализированные машины непрерывного и циклического действия. Одними из основных операций при выполнении указанных путевых работ, является подъемка и выправка пути, производимые с помощью специальных рабочих органов - подъемно-рихтующих устройств (ПРУ).
ПРУ позволяет производить вывешивание путевой решетки на высоту Hвыв в продольном профиле, сдвиг на величину Sсдв в плане и перекос hвоз по уровню (возвышение небазового рельса над базовым в кривых участках пути) [4].
Технологический процесс подъемки и выправки путевой решетки представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Технологический процесс подъемки и выправки путевой решетки
На балластировочных машинах (ЭЛБ-3МК, ЭЛБ-3ТС, МПП-5) подъемно-рихтовочное устройство производит вывешивание путевой решетки, для обеспечения подачи и разравнивания балласта под шпалами с помощью других рабочих органов.
На щебнеочистительных машинах (ЩОМ-4М, СЧ-600, СЧУ-800РУ) с помощью подъемно-рихтовочного устройства производится вывешивание решетки, для размещения под ней элементов щебнеочистительного оборудования. Кроме того, осуществляется постановка решетки в положение, обеспечивающее возможность пропуска других машин по реконструируемому пути.
На выправочно-подбивочных машинах (ВПО-3000, ВПО-З-3000, ВПР-1200, ВПР-02, ВПРС-500, ПМ-600, ВПМА-01) с помощью контрольно-измерительной системы происходит измерение положения путевой решетки и последующее формирование команд управления подъемно-рихтующим устройством, которое переместит и установит путевую решетку в требуемое (проектное) положение. Решетка в выправленном положении закрепляется посредством подачи балласта под шпалы и его уплотнения с помощью других рабочих органов машины.
Машины с путеподъемными и выправочными устройствами используют в комплекте с другими машинами или как самостоятельные средства. При работе в комплекте балластировочные и щебнеочистительные машины находятся в голове цепочки машин, а выправочно-подбивочные выполняют заключительные работы. К последним предъявляют более жесткие требования. Это связано с тем, что работы этих машин на заключительном этапе предшествуют открытию перегона для движения поездов [13].
Производительность машин, используемых при комплексной механизации путевых работ, определяется производительностью головной машины. В свою очередь для машин, у которых операции по перемещению решетки совмещены по времени с выполнением других операций, производительность определяется наиболее энергоемким процессом. Путеподъемные и выправочные устройства не должны снижать производительность машины. При современных технологиях она должна быть не ниже 2,5...3 км/ч для машин непрерывного и 0,3...0,5 км/ч для машин циклического действия. В случае выполнения работ только по смещению решетки производительность существенно повышается и составляет 5...10 км/ч и 1,5...2 км/ч соответственно для машин непрерывного и циклического действия.
На балластировочных и щебнеочистительных машинах путеподъемные устройства обеспечивают условия для эффективного выполнения основных операций (подведение балласта под решетку, его очистка). Здесь не требуются высокие скорости изменения положения решетки и высокая точность ее постановки в требуемое положение [4].
Рабочие скорости вывешивания и сдвига решетки составляют 0,005...0,01 м/с. С большей скоростью работают выправочные устройства, особенно на машинах циклического действия. Опыт эксплуатации машин непрерывного действия показывает, что скорости должны быть повышены до 0,015...0,03 м/с.
Важными параметрами для балластировочных машин являются величины вывешивания и сдвига решетки. Для современных условий производства работ они должны составлять 0,3....0,45 м. Увеличение вывешивания и сдвига дает возможность более эффективно использовать машины. Например, при производстве балластировочных работ, подъемку пути на требуемую высоту можно осуществить за один проход.
На выправочно-подбивочных машинах различают суммарные величины вывешивания и сдвига решетки и величины вывешивания и сдвига при выправке пути. Для более эффективного использования машин по выправке пути и расширения сфер их применения величины вывешивания решетки должны составлять 100...150 мм. Существенное сглаживание неровностей пути достигается уже при вывешивании решетки на 30...50 мм. Поэтому вывешивание и сдвиг решетки при выправке пути должны быть не менее 50 мм.
Наиболее жесткие требования к выправочным устройствам предъявляют по точности постановки решетки в требуемое положение и продолжительности отработки команд. Точность постановки решетки по уровню должна быть ±2 мм. Время отработки команд - 1,5...3 с.
Применение в балластировочных машинах автоматических систем с целью более точной постановки решетки в требуемое положение дает заметный эффект, если применяются устройства для закрепления решетки в смещенном положении.
Точность постановки решетки в требуемое положение во многом зависит от конструкции рельсовых захватов. Они должны обеспечивать надежный захват и удержание решетки на всех участках пути. Зона захвата рельса при этом должна быть минимальной длины.
1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫВЕШИВАНИЯ И СДВИГА РЕЛЬСОШПАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ
По ряду важных технических показателей машины с путеподъемными и выправочными устройствами не полностью соответствуют производственно-техническим требованиям эксплуатационников. Основными причинами этого являются несовершенство конструкций устройств и недостаточно полная изученность процессов выправки пути. Такие показатели машин, как производительность и точность постановки решетки в требуемое положение, можно повысить за счет изменения компоновки узлов и привода механизмов выправочного устройства, совершенствования рельсового захвата и его подвески [4].
Для расширения сферы применения машин и более точной постановки решетки в требуемое положение на некоторых машинах путеподъемные устройства должны перемещаться вдоль фермы машины. Расположение ПРУ в пролете машины зависит от вида путевых работ. Так, путеподъемные устройства балластировочных и щебнеочистительных машин устанавливают в местах, где необходимо наибольшее вывешивание решетки, обеспечивающее работу других устройств (например, щебнеочистительного), или где требуемое вывешивание достигается наименьшей силой. Устройства выправки на выправочно-подбивочных и рихтовочных машинах располагают ближе к задней тележке с целью фиксации решетки в требуемом положении.
Также, от расположения ПРУ зависит точность постановки решетки при входе машины в кривую и при выходе из нее.
На балластировочных машинах, вследствие большой загрузки балластом передней части решетки, напряжения в рельсах выше, чем в той части, которая находится за захватом. Поэтому путеподъемное устройство целесообразно располагать не по центру свободного пролета, а со смещением к задней тележке. Соотношение расстояний между передней тележкой и захватом l1 и между захватом и задней тележкой l2 рекомендуется принимать l1 : l2 = 1 : 0,83.
Рисунок 2 – Схема расположения ПРУ в пролетах машин
а – двухпролетный балластер; б – выправочно-подбивочно-рихтовочная машина
Путеподъемные устройства работают с опиранием на ферму машины или на балластную призму (рисунок 3).
Рисунок 3 – Виды опор ПРУ
а - ПРУ с опорой на ферму машины; б – ПРУ с опорой на балластную призму
На машинах применяют маятниковые (рисунок 4) и консольные подвески (рисунок 5) рельсовых захватов с электромеханическим и гидравлическим приводами.
При электромеханическом приводе в многочисленных соединениях элементов устройства появляются износовые зазоры. Кроме того, для предотвращения заклинивания подвески захватов при переносе решетки предусмотрены технологические зазоры между контактными роликами механизма сдвига и вертикальной тягой. В электромагнитных рельсовых захватах имеется зазор между ребордой опорно-рихтующего ролика и головкой рельса.
Высокая инерционность системы и наличие многочисленных зазоров снижают точность постановки решетки в требуемое положение и вызывают необходимость снижения рабочей скорости машины.
С целью повышения быстродействия системы на выправочно-подбивочных машинах непрерывного действия используют реверс-редукторы с электромагнитными муфтами. В электромагнитных захватах применяют специальные рихтующие ролики. Применение гидропривода повысило эффективность работы выправочных и путеподъемных устройств.