Рельсошлифовальный поезд РШП-48

Советский патент.dwg

Операция шлифовальная черновая
Наименование размера
Отклонение от номинала
Диаметр изношенного клапанного гнезда
Таблица 2 - ремонтные размеры посадочных мест под фрезерование клапанных гнезд
Рельсошлифовальное устройство
Клиноременная передача
Контролируемые параметры должны измеряться в следующих диапазонах: - углы наклона - от 30° до 75°; - скорость поезда - от 0 до 80 кмч; - температура масла - от минус 10 °С до 60 °С; - ток двигателя - от 0 до 35 А. 2. Допускаемые погрешности измерения контролируемых и измеряемых параметров не должны превышать: - углы наклона - ±1°; - скорость поезда - 0
кмч; - температура масла - ±5 °С; - ток двигателя - ±1А."

Российский патент.dwg

Операция шлифовальная черновая
Наименование размера
Отклонение от номинала
Диаметр изношенного клапанного гнезда
Таблица 2 - ремонтные размеры посадочных мест под фрезерование клапанных гнезд
Рельсошлифовальное устройство
Рельсошлифовальное устройство
Верхние направляющие
Рельсошлифовальные головки
Направляющие сектора
Устройство для смещения
Контролируемые параметры должны измеряться в следующих диапазонах: - углы наклона - от 30° до 75°; - скорость поезда - от 0 до 80 кмч; - температура масла - от минус 10 °С до 60 °С; - ток двигателя - от 0 до 35 А. 2. Допускаемые погрешности измерения контролируемых и измеряемых параметров не должны превышать: - углы наклона - ±1°; - скорость поезда - 0
кмч; - температура масла - ±5 °С; - ток двигателя - ±1А."

Пояснительная записка(РШП-48).docx

В настоящее время повышение эффективности эксплуатации бесстыкового пути является одним из важных факторов лежащих в основе нормального функционирования сети железных дорог Беларуси. Проектируются и создаются передвижные рельсошлифовальные самоходные машины нового поколения такие как РШП-48К RR-16 РШП-48 оснащенные современным рельсошлифовальным оборудованием.
В парке РШП на сети дорог все еще продолжают эксплуатироваться машины РШП-48 созданные более 30 лет назад. С 1998 года на машины РШП-48 начали устанавливать рельсошлифовальное оборудование нового поколения что повысило качество шлифовки рельсов. Но при эксплуатации машин РШП-48 с новым рельсошлифовальным оборудованием возникли некоторые трудности что потребовало проведения модернизации рабочего оборудования данной машины а именно установки вибратора под углом к продольной оси тележки.
Установка вибратора под углом к продольной оси тележки позволит уменьшить износ рельсошлифовального устройства уменьшить время затрачиваемое на установку рельсошлифовального устройства. Установка вибратора под углом на машины РШП-48 является перспективным а исследования направленные на ее разработку актуальными.
НАЗНАЧЕНИЕ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ МАШИНЫ.
Машина (рисунок 1) предназначена для формирования поперечного и продольного профиля снижения «волнообразного» износа рельсов и съема металла головки с поверхностными дефектами для продления срока службы рельсов и восстановления первоначальных условий взаимодействия колеса подвижного состава с рельсами. Для шлифования рельсов в пути применяются три способа: торцевое шлифование рельсов вращающимися абразивными кругами; непрерывное строгание рельсов в пути с последующим виброшлифованием скользящее шлифование.
Первый способ более производителен и позволяет получить выпуклый «ремонтный профиль» головки рельса второму способу отдается предпочтение – это рельсошлифовальные поезда РШП-48 RR-16 и др. Третий способ используется ограниченно в некоторых странах.
Рисунок 2 - Схема шлифования рельсов:
– абразивный круг; 2 – полоса шлифования металла
Профильное шлифование головки рельсов в пути достигается абразивной обработкой вращающимися кругами (рисунок 2) по методу «следа» торцом круга. Абразивный круг 1 вращается вокруг оси OY и снимает с рельса полоску металла 2 шириной B при продольной подаче механизма вдоль рельса. Группа кругов обрабатывает головку рельса по многоугольнику. Профильное рельсошлифование позволяет продлить ресурс рельсов с уменьшением их потребности около 30кмгод на один шлифовальный поезд это достигается за счет:
- съема металла с поверхности рельса имеющего дефекты с начальной стадией зарождения;
- уменьшения вибрации и износа деталей тележек подвижного состава;
- экономии энергии на тягу поездов.
Процесс разрушения как следствие контактно-усталостных повреждений головки имеет начальную стадию – зарождение в области головки совокупности продольных микротрещин под действием напряжений от колес и напряжений наклепа. Появляются выщербины и осповидное отслаивание металла. После шлифования образуется новая форма головки которая зависит от величины вертикального и бокового износа и плана линии.
Фирма «SPENO» (Швейцария) поставила в Россию поезда моделей URR-48 и URR-112B которые работают самоходом при челночном движении. Изготавливаются поезда РШП-48 совместного производства.
Рисунок 3. Рельсошлифовальная тележка:
– люлька; 2 – рама тележки; 3 – электродвигатель привода; 4 – тяга жесткости; 5 – цилиндр наклона шпинделя;
– шлифовальный круг; 7 – цилиндр управления прижатием; 8 – шарнир;
и 10 – гидроцилиндры подъема в положение «переезд» и транспортное; 11 – опорный ролик
Рельсошлифовальная тележка (рисунок 3) имеет люльку 1 на которой установлены два блока шлифовальных шпинделей с приводными электродвигателями 3 и силовыми цилиндрами управления 7 и четырех (на каждый шпиндель) цилиндров наклона 5. Поворот шпинделей осуществляется вокруг шарниров 8. Шарниры люлька шпиндели и направляющие ролики 11 смонтированы на раме 1. Имеются гидроцилиндры 9 10 и тяга жесткости 4. Шпиндель состоит из электродвигателя 3 на нижнем конце которого в цанговом патроне закреплен абразивный круг 6.
После остановки рельсошлифовального поезда на участке пути подлежащем шлифованию рельсошлифовальные тележки опускаются на ролики 11 с помощью гидроцилиндров 10. С пульта управления задаются углы наклона шлифовальных кругов 6 шпиндели поворачиваются цилиндрами 5 вокруг шарниров 8. Производится пробный проход нескольких метров пути при контроле углов наклона по компьютеру. Люлька 1 гидроцилиндрами 9 устанавливается в положение «переезд» и поезд движется по участку шлифования рельсов в измерительном режиме затем возвращается к исходному пикету пути. Шлифовальные блоки опускаются на рельсы и производится шлифование. Прижатие кругов к рельсам осуществляется цилиндрами управления 7. После распечатки профиля рельсов задается количество проходов поезда для формирования ремонтного профиля и уменьшения волнообразных неровностей. По окончании работ гидроцилиндрами 9 и 10 тележки поднимаются в транспортное положение и устанавливаются на запоры.
Рельсошлифовальный поезд РШП-48 состоит из тягового модуля УТМ-2М и трех вагонов. В хвостовом вагоне установлен пульт управления поезда пульт управления рельсошлифовальными тележками и компьютер измерительной системы расположенной под вагоном вместе с двумя рабочими тележками. Одна из тележек имеет 8 шлифовальных кругов с приводной мощностью 15 кВт и предельными углами наклона 0-70°. Вторая тележка расположенная ближе к центру поезда имеет предельные углы наклона ±20° и предназначена для шлифования поверхности катания рельсов. Рельсошлифовальная тележка расположенная ближе к тяговому модулю УТМ-2М предназначена для обработки внутренней или наружной выкружки головок рельсов.
Рельсошлифовальные тележки обеспечивают нормальных режим работы при разнице высоты абразивных кругов за счет их износа около 30 мм. При наличии препятствий (переезды мосты стрелочные переводы) тележки устанавливаются в положение «переезд». Все режимы работы и контроль за измерительной тележкой обеспечиваются из кабины модуля УТМ-2М куда сведены системы управления поездом контролируется скорость наклон и ток нагрузки при прижатии абразивных кругов к головкам рельсов. Из вагона модели B оператор оценивая данные компьютера по формированию профиля рельсов управляет всем комплексом во всех режимах работы.
АНАЛОГИ КОНСТРУКЦИИ ДАННОГО ТИПА. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
Машина для шлифования стрелочных переводов модели RR16PDR-1 имеет 16 шлифовальных кругов сгруппированных по четыре на каждую рельсовую нить. Она оборудована: шлангами для подачи воды под давлением при мойке стрелок и пересечений после шлифования; металлическими щетками для очистки устройств с внешней стороны рельса; искрозащитными устройствами; аварийным электровыключателем; патрубками для разбрызгивания воды во время работы.
Задняя кабина управления оборудована всеми теми же устройствами как и передняя. Имеется устройство для смазки стрелок и пересечений после шлифовки. Шлифовальные блоки для обработки выкружки головки рельса по две на каждую рельсовую нить оснащены шлифовальными кругами и расположены под углом 5° по отношению друг к другу. Регулировка угла наклона шлифовальных кругов производится дистанционно в пределах от – 20° до 70°. Специальные круги 130 мм позволяют обрабатывать головки рельса на всей поверхности стрелочного перевода в том числе и в зоне контррельса. Углы наклона шлифовальных кругов программируются заранее после чего управляются и контролируются компьютером
АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Патент на рельсошлифовальное устройство
Изобретение относится к устройствам для ремонта рельсовых путей в частности для шлифования железнодорожных и трамвайных путей а также путей метрополитена.
Известна рельсошлифовальная машина (патент Швейцарии N 611365 E 01 B 3117 1976) содержащая раму установленную на рельс и несущую две вертикальных рамы установленных на направляющих рамы и несущих рельсошлифовальные агрегаты расположенные навстречу друг другу со шлифовальными головками на которых закреплены шлифовальные круги одна из шлифовальных головок одного из рельсошлифовальных агрегатов установлена между двумя шлифовальными головками другого рельсошлифовального агрегата.
Недостатком указанной рельсошлифовальной машины является то что при неравномерном износе шлифовальных кругов снижается эффективность работы рельсошлифовальной машины так как один из шлифовальных кругов рельсошлифовального агрегата может быть постоянно недогружен.
Известна машина для обслуживания железнодорожного полотна (патент США N 4843765 E 01 B 3117 1989) содержащая раму которая перемещается по железнодорожной колее. Под рамой установлена колодка которая может перемещаться под углом и в направлении перпендикулярном рельсам. На колодке расположены два шлифовальных рабочих органа оси вращения которых не параллельны на раме установлены устройства обеспечивающие подъем и опускание колодки относительно рамы прижим колодки к головке рельса поворот ее в плоскости перпендикулярной плоскости рамы. Рабочие органы независимо друг от друга устанавливаются под разными углами и перемещаются в вертикальной плоскости. Каждый рабочий орган может поворачиваться в плоскости перпендикулярной колодке и перемещаться в вертикальном направлении в плоскости перпендикулярной колодке.
Недостатком указанной машины является то что конструкция усложнена так как каждый рабочий орган имеет автономные движения.
Известно рельсошлифовальное устройство используемое в рельсошлифовальной машине УР 96-101Б фирмы "Спено" Швейцария (Техническое описание шлифовальной машины УРР.96-10Б фирмы "Спено" Швейцария 1990) принятое в качестве ближайшего аналога и содержащее раму с направляющими роликами которыми устройство установлено на рельс две люльки закрепленные на поворотных подпятниках рамы каждая из люлек содержит по две рельсошлифовальные головки со шлифовальными кругами и электродвигателями закрепленных на круглых секторах установленных на рамке которая закреплена в шарнирах нижней стороны двустороннего штока силового цилиндра управления а верхней стороной шток контактирует с верхней частью рамки ограничивая угол поворота последней в поперечной к оси пути плоскости в шарнирах нижней стороны штока силового цилиндра управления. Силовой цилиндр управления закреплен на люльке посредством переставной опоры перемещаемой в поперечном направлении.
Недостатком указанного устройства является то что при неравномерном износе шлифовальных кругов рельсошлифовальных головок происходит поворот рамки на некоторый угол вокруг переставной опоры при этом оси рельсошлифовальных головок устанавливаются не перпендикулярно обрабатываемой поверхности рельса контакт шлифовальных кругов с последней происходит с разных сторон относительно осей шлифовальных кругов образуя различные плечи сил действующих от шлифовальных кругов на рельса различные моменты нагрузки на электродвигатели рельсошлифовальных головок что снижает эффективность работы и производительность рельсошлифовального устройства.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и производительности рельсошлифовального устройства.
Указанный технический результат достигается тем что в известном рельсошлифовальном устройстве содержащем раму с направляющими роликами люльки закрепленные на поворотных подпятниках рамы рельсошлифовальные головки с электродвигателями и шлифовальными кругами силовые цилиндры управления с двусторонними штоками и цапфами в нижних сторонах штоков на верхних концах штоков силовых цилиндров управления смонтированы цапфы на цапфах верхних и нижних концов штоков силовых цилиндров управления установлены двуплечие рычаги на концах которых в шарнирах установлены рамки с поворотными в поперечной к оси пути плоскости направляющими несущими поворотные сектора с закрепленными на них упомянутыми рельсошлифовальными головками.
Рельсошлифовальное устройство содержит раму 1 (рисунок 4) с направляющими роликами 2 установленными на рельс 3 люльки 4 закрепленные на поворотных подпятниках 5 с цилиндрами поворота 6. Каждая из люлек 4 содержит силовой цилиндр управления 7 с двусторонними штоком с верхним 8 и нижним 9 концами штока несущими цапфы 10 на которых установлены двуплечие рычаги 11 с шарнирами 12 на которых установлены рамки 13 образуя параллелограммный механизм. Каждая из рамок 13 содержит поворотные в поперечной к оси пути плоскости верхние 14 и нижние направляющие 15 несущие сектора 16 с закрепленными на них рельсошлифовальными головками 17 содержащими электродвигатели 18 и шлифовальные круги 19. Нижние направляющие закреплены на осях 20. Сектора 16 снабжены устройствами для смещения 21 и устройствами для поворота 22 рельсошлифовальных головок 17 вокруг оси 20 в плоскости поперечной к оси пути.
Рельсошлифовальное устройство работает следующим образом:
От электродвигателя 18 шлифовальные круги 19 рельсошлифовальных головок 17 получают вращательное движение. Цилиндрами поворота 6 люльки 4 поворачиваются на поворотных подпятниках 5 рамы 1 на заданный рабочий угол.
Силовыми цилиндрами управления 7 верхние концы штоков 8 и нижние концы штоков 9 через цапфы 10 двуплечие рычаги 11 и шарниры 12 рамки 13 с рельсошлифовальными головками 17 перемещаются в осевом направлении в рабочее положение до касания шлифовальных кругов 19 с рельсами 3. Усилия поджатия шлифовальных кругов 19 к рельсам 3 устанавливаются регулированием давления в полостях силовых цилиндров управления 7 в зависимости от объема снимаемого при шлифовании слоя металла.
Наличие параллелограммного механизма в конструкции рельсошлифовальных головок 17 обеспечивает параллельность их осей при осевом перемещении и при неравномерном износе шлифовальных кругов 19 стабильность нагрузок электродвигателей 18 повышение производительности и эффективности работы рельсошлифовального устройства. При шлифовке рельса 3 с большим углом поворота a рельсошлифовальных головок 17 происходит смещение оси шлифовального круга 19 при этом касание рабочей поверхности шлифовального круга 19 с рельсом 3 происходит по периферии что приводит к повышенному износу шлифовального круга 19 и снижает эффективность работы рельсошлифовальных головок 17.
При больших углах поворота рельсошлифовальных головок 17 поворотом квадратов устройств для смещения 21 производится перемещение несущих секторов 16 по поворотным направляющим 14 и 15 рамок 13 тем самым производится смещение осей рельсошлифовальных головок 17 относительно осей силовых цилиндров управления 7. Смещение производится в направлении поворота рельсошлифовальных головок. Наиболее эффективным является шлифование рельсов 3 когда оси всех рельсошлифовальных головок 17 имеют небольшое угловое смещение друг относительно друга. Угловое смещение рельсошлифовальных головок 17 на угол b производится поворотом квадратов устройства для поворота 22 в результате чего нижние направляющие 15 поворачиваются на необходимый угол вокруг осей 20 а с ними поворачиваются верхние направляющие 14 сектора 16 и рельсошлифовальные головки 17. Шлифовка рельсов 3 производится перемещением рамы 1 на роликах 2 по рельсам 3.
После окончания процесса шлифовки люльки 4 цилиндрами поворота 6 поворачиваются на поворотных подпятниках 5 в исходное положение а силовыми цилиндрами управления 7 рельсошлифовальные головки 17 поднимаются в крайние верхние положения.
Рельсошлифовальное устройство содержащее раму с направляющими роликами люльки закрепленные на поворотных подпятниках рамы рельсошлифовальные головки с электродвигателями и шлифовальными кругами силовые цилиндры управления с двусторонними штоками и цапфами на нижних концах штоков отличающееся тем что на верхних концах штоков силовых цилиндров управления смонтированы цапфы на цапфах верхних и нижних концов штоков силовых цилиндров управления установлены двуплечие рычаги на концах которых в шарнирах установлены рамки с поворотными в поперечной к оси пути плоскости направляющими несущими поворотные сектора с закрепленными на них упомянутыми рельсошлифовальными головками.
Рисунок 4 – Рельсошлифовальное устройство
– рама; 2 - направляющие ролики; 3 – рельсы; 4 – люльки; 5 – подпятники; 6 – цилиндры поворота; 7 – цилиндр управления; 8 – верхний шток; 9 – нижний шток; 10 – несущие цапфы; 11 – двуплечие рычаги; 12 – шарниры; 13 – рамка; 14 – верхние направляющие; 15 – нижние направляющие; 16 – несущие сектора; 17 – рельсошлифовальные головки; 18 – электродвигатели; 19 – шлифовальные круги; 20 – направляющие сектора; 21 – устройство для смещения; 22 – устройство поворота
Рельсошлифовальное устройство (рисунок 5) включает следующие элементы: вибратор 1 с направленной возмущающей силой имеет три вала 2 с закрепленными на них дебалансами 3. Вращение валам передается посредством зубчатых колес 4. Привод вибратора осуществляется через клиноременную передачу 5 от электродвигателя 6. Электродвигатели устанавливаются в кузове на опорной балке 7 которая имеет 2 повышение эффективности. Устройство содержит вибратор с направленной возмущающей силой. К корпусу вибратора крепится обойма в. которой установлены шлифовальные бруски. Вибратор установлен под утлом к продольной оси тележки и рельса. а шлифовальные бруски установлены параллельно этим осям. Установка вибратора под углом к продольной оси рельса обеспечивает реализация сложного движения шлифовальных брусков в процессе установившегося режима вынужденных колебаний и поступательного перемещения устройства; что повышает эффективность шлифования возможность перемещаться относительно оси 8. К корпусу вибратора снизу крепится обойма 9 в которой установлены шлифовальные бруски. Вибратор установлен внутри рамы 11 которая может перемещаться вверх и вниз в вертикальных направляющих закрепленных на кронштейнах 12 жестко связанных с рамой тележки. По обеим сторонам между рамой щ вибратором установлены пружины 13. Опускание и подъем шлифовальных брусков осуществляется с помощью цилиндров двухстороннего действия 14 закрепленных на раме тележки. Шток цилиндра передает усилие прижатия на бруски через ролики 15 установленные между рамой и вибратором что обеспечивает кинематическую подвижность вибратора относительно рамы. Опорная балка электродвигателей жестко связана с направляющей рамой вибратора посредством стоек 16 что позволяет сохранить постоянным межцент. Расстояние между шкивами электродвигателя вибратора в процессе подъема и опускания шлифовальных брусков. Работа устройства происходит следующим образом. При включении приводных электродвигателей 6 крутящий момент передается через клиноременную передачу 5 на центральный вал 2 вибратора направленного действия. С центрального вала с помощью синхронизирующих зубчатых передач 4 момент передается на два боковых вала. Все валы снабжены дебалансами расположение которых обеспечивает создание горизонтально направленной вдоль продольной оси вибратора возмущающей силы. Колебательный процесс осуществляется при действии возмущающей силы вибратора закрепленного с помощью боковых пружин 13 и роликов 15 относительно неподвижной направляющей рамы 11. При движении вагона работающий вибратор с закрепленными на нем шлифовальными брусками опускается на головку рельса и в процессе колебательного движения относительно рельса осуществляет шлифовку его головки. Два пневмоцилиндра 14 обеспечивают расчетное усилие прижатия шлифовальных брусков к головке рельса. Требуемая частота вынужденных колебаний в = (20-24) Гц генерируется за счет оборотов приводных электродвигателей необходимая амплитуда колебаний А - (5-7) мм за счет двух энергетических источников приводных и тяговых электродвигателей путем реализации автоколебательной части в установившемся процессе вынужденных колебаний потенциально автоколебательной системы к классу которых относится рельсошлифовальное устройство. Установка вибратора под углом к продольной оси рельса обеспечивает реализацию сложного движения шлифовальных брусков в процессе установившегося режима вынужденных колебаний и поступательного перемещения устройства относительно рельса с необходимой скоростью а что обеспечивает повышение эффективности процесса шлифования за счет самозаточки брусков лучшего выноса продуктов среза из зоны шлифования а также повышения срока службы основных несущих элементов устройства пружин подшипников и ременной 5 передачи. Это обеспечивается за счет снижения боковых нагрузок на пружины т.к вибратор совершает только продольные колебания за счет ликвидации зазоров в направляющих что снижает ударные нагрузки в системе и сохранения постоянства межцентрового расстояния в клиноременной . передаче привода вибратора за счет введения стоек 16 устанавливаемых между опорной балкой 7 и направляющей рамой 11 вибратора.
Рельсошлифовальное устройству содержащее установленную на ходовой тележке с возможностью перемещения в вертикальной плоскости по направляющим раму на которой закреплен вибратор направленного действия кинематически связанный с приводом и установленный на опорной балке и шлифовальные бруски установленные на вибраторе параллельно продольной оси этой тележки отличающееся тем что с целью повышения эффективности вибратор установлен под углом к продольной оси тележки.
Устройство по п. 1 отличающееся тем что рама вибратора и опорная балка привода связаны между собой стойками.
Рисунок 5 – Рельсошлифовальное устройство
- вибратор; 2 – вал; 3 – дебаланс; 4 – зубчатое колесо; 5 – клиноременная передача; 6–электродвигатель; 7 – опорная балка; 8 – ось; 9 – обойма; 10 – шлифовальные бруски; 11 – рама; 12 – кронштейны; 13 – пружины; 14 – цилиндр; 15 – ролики; 16 - стойка
ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ И РАСЧЁТ НА УСТОЙЧИВОСТЬ РЕЛЬСОШЛИФОВАЛЬНОГО ПОЕЗДА.
Существуют основное и дополнительное сопротивления движения путевых машин.
Основное сопротивление – это сумма всех сил направленных против движения машины по прямому горизонтальному пути.
Дополнительное сопротивление – это сопротивление от уклонов ветра кривизны пути и т.д.
Общая сумма сопротивления складывается из основного и дополнительного сопротивления которая определяется по формуле
где – основное сопротивление кН;
– сопротивление от уклона пути кН;
– сопротивление при движении машины в кривой кН;
– сопротивление при трогании с места кН.
Основное сопротивление определяется по формуле
где – основное удельное сопротивление которое зависит от типа подшипников в колесных парах нагрузки на ось и скорости движения кН;
– вертикальная нагрузка действующая на машину от ее веса и сил действия рабочих органов кН.
Так как РШП-48 имеет 4-хосное ходовое оборудование на подшипниках скольжения при то основное удельное сопротивление определяется по формуле
где – скорость машины в рабочем режиме ;
– нагрузка на ось кН.
Нагрузку на одну ось определяется по формуле
где – вертикальная нагрузка кН.
Определим нагрузку на одну ось по формуле (4.4)
Определи основное удельное сопротивление по формуле (4.3)
Определим основное сопротивление по формуле (4.2)
Сопротивление от уклона пути определяется по формуле
где – удельное сопротивление от уклона пути ;
– вертикальная нагрузка кН.
Удельное сопротивление от уклона пути определяется по формуле
где – масса машины с платформой ;
– коэффициент уклона .
Определим удельное сопротивление от уклона пути по формуле
Определим сопротивление от уклона пути по формуле (4.5)
Сопротивление при движении машины в кривой определяется по формуле
где – удельное сопротивление в кривой кН;
Удельное сопротивление в кривой определяется по формуле
где – радиус кривой .
Определим Удельное сопротивление в кривой по формуле (4.8)
Определи сопротивление при движении машины в кривой по формуле (4.7)
Сопротивление при трогании с места определяется по формуле
где – удельное сопротивление при трогании с места кН;
Удельное сопротивление при трогании с места определяется в зависимости от типа подшипников т.к. у нас подшипник скольжения то удельное сопротивление при тогании с места определяется по формуле
где – нагрузка на ось кН;
– ускорение свободного падения .
Определим удельное сопротивление при трогании по формуле (4.10)
Определим сопротивление при трогании с места по формуле (4.9)
Определим общую сумму сопротивления по формуле (4.1)
Проверим правильность расчетов через неравенство
где –сила тяги по сцеплению
– общий сцепной вес машины;
– число приводных и общее число осей;
– расчетный коэффициент сцепления;
Подставим в неравенство (5.11) полученные значения и получим
Условие выполняется.
2 Устойчивость путевой машины
Расчет устойчивости машины против опрокидывания
Произведем оценку устойчивости машины РШП-48 против поперечного опрокидывания при движении с максимальной конструкционной скоростью Vм=22222 мс (80 кмч) в кривой радиусом R = 500 3000 м с возвышением наружного рельса hв = 009 м (90 мм). В расчете учитываются активные и реактивные силы показанные на рисунке 6.
Оценку запаса устойчивости против поперечного опрокидывания производим по критерию
Эффектом «заваливания» корпуса машины относительно осей при недостатке или избытке возвышения допускается пренебрегать и считать в расчетной модели оси и корпус монолитным жестким диском: боковое смещение центра тяжести корпуса
Рисунок 6 – Схема к расчету запаса поперечной устойчивости машины РШП-48 при движении в транспортном режиме
Q – центробежная сила инерции действующая на машину при движении в кривой;
Pв – суммарная сила бокового ветрового давления;
RA и RB – реакции рельсов на силовое воздействие;
hв – возвышение наружного рельса в кривой;
α – угол наклона плоскости УВГР к горизонту;
S – расстояние между осями рельсов (точками вероятного опрокидывания A и B);
HG и Hв – высоты от УВГР до центра тяжести Ст и центра парусности Сп машины.
С учетом допустимых упрощений реакции рельсов определим из решения уравнений равновесия относительно точек опрокидывания
– цетробежная сила инерции действующая на машину при движении в кривой;
– суммарная сила бокового ветрового давления;
– угол наклона плоскости УВГР (уровень верха головки рельса) к горизонту;
– расстояние между осями рельсов (точки вероятного опрокидывания А и В) ;
– высота от УВГР до центра тяжести Ст машины; Принимаем
– высота от УВГР до центра парусности Сп машины.
Угол наклона УВГР к горизонту
Центробежная сила инерции
где – радиус кривой
Высота центра парусности машины Нв определяется из уравнения статических моментов подветренных площадей относительно УВГР
где – боковая подветренная площадь
– высота расположения центра парусности i-го элемента м.
Расчетная сила бокового ветрового давления
где – расчетное ветровое давление .
Тогда искомый коэффициент запаса устойчивости
Запас поперечной устойчивости РШП-48 при движении со скоростью 80кмч в кривой радиусом 600 м с возвышением 90 мм гарантируется.
Расчет устойчивости машины против схода с рельсов при движении в транспортном режиме
Произведем оценку устойчивости машины для правки стыков рельсов в пути против схода с рельсов при движении с максимальной конструкционной скоростью в 80 кмч в кривой радиусом 600 м с возвышением наружного рельса в 90 мм.
Критичной с точки зрения потери устойчивости является одна из колесных пар машины для которой соотношение вертикальных и горизонтальных нагрузок в контакте гребня и поверхности катания рельса минимально (рисунок 7).
Рисунок 7 – Схема расчета запаса устойчивости колесной пары против схода с рельсов
Р1д – вертикальная нагрузка на колесо с учетом динамики движения;
Рд – статическая вертикальная нагрузка на колесо;
Yр1д – передаваемая через буксы на колесную пару горизонтальная нагрузка от корпуса машины и рамы ходовой тележки
Устойчивость колесной пары против схода с рельсов
где – расчетный коэффициент сцепления боковой поверхности гребня колеса и головки рельса ;
– угол наклона боковой поверхности гребня к УВГР .
При определении вертикальных нагрузок принимается допущение что статические вертикальные нагрузки передаваемые через колеса на рельсы по модулю равны реакциям рельсов RA и RB деленных на количество колесных пар.
Для упрощения расчета силы действующие на машину на направление УВГР проектируются на плоскость. Центробежную силу Q и суммарную ветровую нагрузку Pв проектируем без учета угла α так как они на порядок меньше силы веса машины G. Считаем что эта нагрузка распределяется равномерно между колесными парами и обусловливает рамную силу Yр1д.
Тогда оценочное значение рамной силы
Учитывая динамику движения обусловленную погрешностями боковыми ударами при вхождении экипажа с прямой на кривую примем Yр1д = 2 кН.
Расчетная вертикальная нагрузка на колесо (на рисунке 2)
где – средняя нагрузка на колесо тележки кН;
– неподрессоренный вес приведенный к одному колесу ;
– коэффициент вертикальной динамики .
Средняя нагрузка на колесо
Таким образом устойчивость машины гарантируется.
РАСЧЁТ РЕЛЬСОШЛИФОВАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
Шлифование рельсов и элементов стрелочных переводов заключается в устранении их неровностей абразивными зернами вращающихся шлифовальных кругов при периодическом возвратно-поступательном перемещении и заглублении последних. Процесс шлифования во многом схож с процессом абразивного резания при относительно небольшом съёме металла (глубина шлифования составляет приблизительно 005 012 мм). Для шлифования используют обычно электрокорундовые круги твердостью СТ1 СТ2 СТ3 диаметром 0125; 015; 02; 025м на бакелитовой связке. Рекомендуется работать при окружных скоростях соответствующих допустимым окружным скоростям кругов; их частота вращения .Окружные скорости ограничивают в целях безопасности.
Силу подачи рекомендуется принимать в зависимости от диаметра круга. При D=025м составляет 140 Н. Так как шлифовальный круг с максимальным диаметром принимаем 140 Н.
Сила сопротивления вращению круга (Н):
где – коэффициент зависящий от рода и размера зерен твердости круга скорости резания и силы подачи:
Момент сил сопротивления Н вращению круга :
Мощность двигателя Вт
где -угловая скорость круга 30;
Производительность :
где режущая способность круга с;
Продолжительность съема неровности с:
Затраты энергии на удаление неровности Дж:
Объем неровностей который может быть удален с рельса одним кругом до его затупления:
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
ОБСЛУЖИВАНИИ И РЕМОНТЕ МАШИНЫ
РШП-48 должен соответствовать следующим требованиям:
- допустимые уровни шума общие требования к защите от шума на рабочих местах - поГОСТ 12.1.003;
- пожарная безопасность - поГОСТ 12.1.004;
- пожаровзрывоопасность веществ и материалов - поГОСТ 12.1.044;
- применение цветов сигнальных знаков безопасности и разметки сигнальной - по национальным стандартам и нормативным документам действующим на территории государства принявшего стандарт.
Функциональная работоспособность системы безопасности в транспортном и рабочем режимах для самоходных РШП-48 при работе без помощника машиниста должна быть обеспечена:
- наличием в кабине машиниста индикации сигналов соответствующей показаниям путевых светофоров;
- наличием индикации скорости движения;
- автостопным торможением при превышении допустимой скорости движения и после проезда светофора с запрещающим сигналом без предварительной остановки;
- выключением тяги при автостопном торможении;
- системой контроля бдительности машиниста;
- исключением возможности движения при выключенной системе безопасности;
- исключением самопроизвольного (несанкционированного) движения при включенной системе безопасности.
Технологическое оборудование РШП-48 в транспортном положении должно иметь устройства предохраняющие от падения деталей на путь.
Конструкция РШП-48 должна обеспечивать их работу под контактной сетью без снятия напряжения.
При изготовлении РШП-48 применяют нетоксичные и трудногорючие материалы поГОСТ 12.1.044.
Все деревянные детали должны быть обработаны антипиренами поГОСТ 12.2.056.
Для предотвращения образования источников возгорания на РШП-48 должны быть предусмотрены:
- защитное отключение электрических цепей при их перегрузке;
- установка и расположение нагревательных приборов в кабинах машиниста в соответствии сГОСТ 12.2.056.
РШП-48 должен быть оборудован системой аварийной остановки предусматривающей включение экстренного торможения остановку дизеля и если это предусмотрено конструкцией подачу песка под первую колесную пару (при скорости менее 10 кмч подача песка должна быть прекращена).
Конструкция РШП-48 должна обеспечивать возможность обслуживания его составных частей в процессе эксплуатации без выхода на крышу.
Наружные лестницы на крышу должны закрываться запираемыми на замок щитами с предупредительной надписью "Остерегайся контактного провода".
На аккумуляторном ящике должна быть надпись - "24 V".
Аварийно-предупредительная сигнализация и защита дизеля должны соответствоватьГОСТ 11928.
РШП-48 должен быть оборудован устройствами для перевода РШП-48 из рабочего положения в транспортное в аварийных ситуациях.
Конструкция РШП-48 должна обеспечивать:
- безопасность обслуживающего персонала при монтаже подготовке к работе эксплуатации техобслуживании и ремонте;
- защиту электро- и гидроприборов электропроводов и гидравлических труб от механических повреждений.
2 Требования к дизельному помещению
Дизели устанавливаемые на РШП-48 должны соответствовать требованиямГОСТ 10150.
Двигатели следует изготавливать в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам и техническим условиям на двигатели конкретного типа а двигатели строящиеся на класс морского иили речного регистров должны также соответствовать требованиям этих классификационных обществ. Классификационное общество должно быть заявлено потребителем до размещения заказа.
Дополнительные требования для неподнадзорных регистрам двигателей определяют по соглашению между изготовителем и потребителем.
3 Требования к наружным осветительным и сигнальным приборам
Рельсошлифовальные поезда должны быть оборудованы головными осветительными приборами.
Головной осветительный прибор должен иметь осевую силу света не менее 78*105 кд и угол рассеивания в вертикальной плоскости в пределах 01 1макс (осевой силы света) от 4° до 6о.
Рельсошлифовальные поезда должны быть оборудованы светосигнальными приборами с красными и прозрачно-белыми сигнальными огнями.
Светосигнальный прибор должен иметь угол излучения а в горизонтальной плоскости в пределах ± 50°.
Цветность излучения красных сигнальных огней светосигнальных приборов должна соответствовать требованиям ГОСТ 24179.
4 Санитарно-гигиенические нормы и требования
Допустимые значения усилий на ручных органах управления и эргономические требования к органам управления должны соответствовать требованиям:
- к маховикам управления штурвалам и рулевым колесам - поГОСТ 21752;
- к рычагам управления - поГОСТ 21753.
Кабины управления РШП-48 служебные и бытовые помещения должны быть оснащены установками кондиционирования воздуха.
Внутренние габариты кабины управления просветы окон размеры высоты пульта и кресла должны создавать условия управления процессом в положении "сидя" и "стоя" (с учетом характеристик антропометрических признаков от 5 до 95 перцентилей) для лиц ростом от 1650 до 1900 мм в соответствии с санитарными правилами и нормативными документами действующими на территории государства принявшего стандарт.
Выключатели и переключатели поворотные должны соответствовать требованиямГОСТ 22613 клавишные и кнопочные -ГОСТ 22614 выключатели и переключатели типа "тумблер" -ГОСТ 22615.
Видеодисплейный терминал и электронно-вычислительная техника должны быть оборудованы системой виброзащиты и антибликовой защитой.
Остекление окон кабин управления должно выполняться с учетом санитарных правил и нормативных документов действующих на территории государства принявшего стандарт с применением безопасного полированного механически прочного стекла поГОСТ 32565.
Для защиты от солнечного излучения должны быть предусмотрены регулируемые шторки.
Конструктивные параметры кресла оператора (машиниста) и его помощника должны соответствовать требованиямГОСТ 33330.
Санитарно-бытовое оснащение РШП-48 должны соответствовать требованиям санитарных правил и нормативных документов действующих на территории государства принявшего стандарт.
5 Требования к искусственному освещению
Требования к системам освещения РШП-48 величинам освещенности кабин пультов управления рабочих органов должны соответствовать требованиям пунктов 5.2.1-5.2.5 РД 32.65 ОСТ 32.120 и СНиЭТ №ЦУВСС 618Р].
Рабочие зоны проведения работ по выправке пути в темное время суток должны быть обеспечены искусственным освещением создаваемым приборами установленными на щебнеочистительных машинах. Освещенность рабочих зон в соответствии с ОСТ 32.120.
6 Требования к условиям видимости из кабины
Условия видимости в транспортном режиме из кабины должны определяться максимальным удобством различения:
- высоких сигнальных устройств высотой 63 м от верхнего уровня головок рельсов (УТР) расположенных на расстоянии 10 м от грани головки автосцепки. вдоль оси пути и на расстоянии 25 м от оси пути перпендикулярно оси (в обе стороны);
- низких сигнальных устройств высотой 025 м от УГР расположенных на расстоянии 15 м от грани головки автосцепки вдоль оси пути и на расстоянии 175 м о. оси пути перпендикулярно оси (в обе стороны).
Условия видимости сигнальных устройств из кабины вдоль оси пути определяют исходя из:
- размера от пола рабочего места до верхней кромки лобового окна (1835 мм) г. высоты расположения глаз стоящего машиниста (1805 мм) - для различения высоких сигнальных устройств;
- размера от пола рабочего места до нижней кромки лобового окна (1050 мм (или верхней кромки пульта управления (1250 мм) и высоты расположения глаз сидящего машиниста (1380 мм) - для различения низких сигнальных устройств;
Условия видимости сигнальных устройств по боковым сторонам определяют по размерам до боковых кромок лобового окна в поперечном направлении.
Для определения высоты расположения глаз машиниста следует исходить из антропометрических размеров мужчин ростом от 1650 до 1900 мм (М5 и М95):
- при оценке видимости высоких сигнальных устройств принимают высоту главной 1805 мм над полом рабочего места что соответствует мужчине самого большого роста (М95);
- при оценке видимости низких сигнальных устройств принимают высоту глаз 740 мм над сиденьем (или 1400 мм от уровня пола) которая соответствует самым низким фигурам при прямой посадке (М5). Глаза машиниста при этом должны быть в вертикальной плоскости которая проходит через заднюю ближнюю к машинисту кромку пульта управления.
Расстояние от лобового окна до глаз сидящего машиниста не должно превышать 1000 мм.
В случае отсутствия видимости рабочего органа из кабины управления возле рабочего органа устанавливается телекамера а в кабине - монитор.
7 Требования к рабочим местам
В системе управления РШП-48 должны быть предусмотрены меры по защите от несанкционированных и ошибочных действий машиниста и операторов технологического оборудования способных привести к аварийным ситуациям. На пультах машиниста и оператора должны быть предусмотрены устройства блокировок органов управления.
По требованию Заказчика на РШП-48 могут быть установлены системы диагностики: дизельной установки трансмиссии ходовых тележек гидро- и пневмосистемы и рабочих органов.
8 Требования и нормы безопасности движения
РШП-48 должен быть оборудован:
- сигнализаторами аварийно-предупредительной сигнализации которые должны подавать мигающий сигнал оранжевого цвета;
- аварийной сигнализацией которая должна подавать сигнал непрерывного свечения на пультах управления в кабине машиниста.
Сигнальные лампы должны иметь колпачки красного цвета с рассеивающей поверхностью.
9 Требования по безопасности функционирования и качеству выполнения технологических операций
РШП-48 должен быть оснащен системами и устройствами защиты обеспечивающими:
- блокировку исключающую возможность одновременного управления СЖПС в рабочем режиме с основного и выносного пультов управления;
- централизованное отключение электрических цепей в аварийных ситуациях;
- оснащенность и функционирование по предназначению устройств экстренного выключения силовой установки в соответствии сГОСТ 12.2.003.
РШП-48 должен соответствовать следующим эргономическим требованиям:
- общая компоновка (форма и геометрические параметры);
- планировка конструкция и компоновка рабочих мест в кабине управления движением;
- планировка конструкция и компоновка рабочих мест в кабине управления технологическим процессом.
Уровни искусственной освещенности в помещениях РШП-48.
Виброакустические показатели РШП-48 должны соответствовать следующим требованиям:
- предельно допустимые уровни звука и звукового давления в октавных полосах частот на рабочих местах и местах размещения обслуживающего персонала;
- предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах и местах размещения обслуживающего персонала;
- предельно допустимые среднеквадратические значения виброускорений на рабочих местах и местах размещения обслуживающего персонала на самоходных РШП-48 (пол сиденье) в транспортном режиме работы;
- предельно допустимые среднеквадратические значения виброускорений на рабочих местах и местах размещения обслуживающего персонала на самоходных РШП-48 (пол сиденье) в транспортно-технологическом режиме работы;
- предельно допустимые среднеквадратические значения виброускорений на местах размещения обслуживающего персонала на самоходных РШП-48 (пол сиденье) в бытовых помещениях.
Параметры микроклимата РШП-48 должны соответствовать следующим требованиям:
- параметры микроклимата в кабинах управления;
- параметры микроклимата в служебных помещениях (операторская);
- параметры микроклимата в служебных помещениях (мастерская) ;
- параметры микроклимата в бытовых помещениях.
Уровень загрязнения воздушной среды продуктами деструкции полимерных материалов при температуре воздуха от 20 °С до 40 °С должен соответствовать требованиям национальных стандартов и нормативных документов действующих на территории государства принявшего стандарт.
Подпор воздуха (избыточное давление) в помещении должен быть не менее
10 Требования безопасности функционирования рабочих органов при выполнении работ
РШП-48 должен быть оснащен:
- защитой от самопроизвольного опускания рабочих органов на путь;
- механизмами экстренной остановки РШП-48 и рабочих органов в аварийных ситуациях;
- кнопками для аварийной остановки рабочих органов и РШП-48 с основного (дублирующего) пульта управления;
- связью членов экипажа находящихся вне кабины с рабочей кабиной и с машинистом тягового модуля;
- связью с машинистом тяговой единицы;
- предохранительными клапанами для ограничения максимального давления в гидравлических и пневматических системах;
- устройствами приведения рабочих органов в транспортное положение при аварийных ситуациях;
- манометрами в гидро- и пневмосистемах;
- защитой гидравлических рукавов от перетирания;
- защитой штоков гидроцилиндров от воздействия балласта;
- упорами ограничивающими передвижение рабочих органов в крайних положениях;
- защитными кожухами на активных щетках для очистки рельсовых скреплений;
- защитой от попадания балласта под колесные пары;
- механизмами автоматического отключения привода передвижения рабочих органов в крайних положениях;
- механизмами отключения привода движения РШП-48 при перегрузках.
В данном курсовом проекте был рассмотрен рельсошлифовальный поезд
Цель данного курсового проекта – провести модернизации рабочих органов рельсошлифовального поезда РШП-48 с целью повышения надежности конструкции и качестве шлифования.
В результате проверочных расчетов была произведена модернизация рельсошлифовального устройства с целью повышения производительности надежности работы и уменьшение потребляемой мощности.
В разделе “Техника безопасности” проведен анализ соответствия модернизированной машины требованиям техники безопасности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Машины и механизмы для путевого хозяйства: Учебник для техникумов
ж.-д. трансп. С. А. Соломонов В. П. Хабаров Л. Я. Малицкий Н. М. Нуждин; Под ред. С. А. Соломонова. – 3-е изд. перераб. и доп. М.: Транспорт 1984. 440 с.
Путевые машины: Учебник для вузов ж.-д. транс
С.А. Соломонов. М.В.Попович. В.М. Бугаенко и др. Под ред. С.А. Соломонова. – М.: Желдорнтдат 2000 – 756 с.
Исаев К. С. Федулов В. Ф. Щекотков Ю. М. Машинизация текущего содержания пути. М.: Транспорт 1981.
Совершенствование организации и механизации путевых работ под ред. К. И. Исаева. М.: Транспорт 1976.
Механизированная выправка и подбивка железнодорожного пути: учеб. пособие М. В. Попович [н др.]; под ред. М. В. Поповича. - Л.: ЛИИЖТ 1984. -102 с.
Гребенюк П. Т. Тяговые расчеты. Справочник П. Т. Гребенюк А. Н. Долганова А. Н. Скворцова: под ред. П. Т. Гребенюка. - М.: Транспорт 1987. - 272 с.
Фришман М. А. Конструкции железнодорожного пути и его содержание М.А. Фришман Н. Л. Пономаренко С. И. Финицкий. - М.: Транспорт. 1987 350 с.

Relsoshlifovalnii poezd.dwg

Операция шлифовальная черновая
Наименование размера
Отклонение от номинала
Диаметр изношенного клапанного гнезда
Таблица 2 - ремонтные размеры посадочных мест под фрезерование клапанных гнезд
Рельсошлифовальный поезд
Технические характеристики
кмч: в транспортном режиме 80 в измерительном режиме 10 в рабочем режиме 4 8 Минимальный радиус проходимых кривых
м: при проезде 100 при шлифовании 300 Число шлифовальных шпинделей
Мощность привода шлифовального шпинделя
кВт 15 Производительность(снятие металла при работе всех шлифовальных шпинделей за один проход на рельсах с твердостью НВ 480 и скорости 5 кмч)
Остаточные дефекты после шлифования
в пределах короткой волны 30 300 0
длинной волны 300 1000 0
Мощность тяговых установок
кВт 1298 Тяговое усилие
Технические требования
Рельсошлифовальный поезд должен состоять из секций
соединенных между собой жесткими шарнирами: - тягово-энергетической секции; - шлифовальных секций. Требуемое количество шлифовальных секций - по согласованию с заказчиком Тягово-энергетическая секция должна обеспечивать перемещение поезда в транспортном режиме (с конструкционной скоростью) и при выполнении рабочих (технологических) операций (со стабилизированной скоростью)
а также энергообеспечение шлифовальных секций Концевая секция должна быть оборудована кабиной управления в соответствии с требованиями национальных стандартов и нормативных документов
действующих на территории государства
принявшего стандарт Рельсошлифовальные поезда должны быть оснащены: - опускаемыми при работе экранами для защиты от искр
абразивных частиц изнашиваемого круга и снятого металла; - устройствами автоматического подъема шлифовальных головок по предельному износу шлифовальных кругов; - устройствами блокирования движения при нештатном опускании и подъеме шлифовальных и измерительных тележек;
Секция торгово-энергетическая
Тележка шлиф. профилирующая
Тележка шлиф. выравнивающая
Тележка измерительная
Тележка ходовая КВ3-И2