Путеремонтная летучка ПРЛ-4

ПЗ.docx

НАЗНАЧЕНИЕ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА РАБОТЫ МАШИНЫ5
ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ10
1 Описание предлагаемой модернизации10
2 Патентный анализ существующих конструкций приводных тележек самоходного подвижного состава11
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ МАШИНЫ17
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ МАШИНЫ22
1 Расчет устойчивости машины против опрокидывания22
2 Расчет устойчивости машины против схода с рельсов27
РАСЧЕТ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МАШИНЫ30
РАСЧЕТ СВОБОДНОСТОЯЩЕГО ПОВОРОТНОГО КРАНА С ТЕЛЕЖКОЙ34
1 Краткая характеристика крана34
2 Расчет механизма подъема груза35
3 Расчет механизма передвижения тележки43
4 Расчет механизма поворота49
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАБОТЕ МАШИНЫ57
1 Техника безопасности при проведении работ57
2 Охрана окружающей среды при работе машины59
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ ПУТЕРЕМОНТНЫХ ЛЕТУЧЕК61
МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИН63
1 Основные задачи метрологии63
2 Основные задачи стандартизации63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ66
Железнодорожный путь является важным объектом т.к. обеспечивает большинство пассажирских и транспортных перевозок. Поэтому обеспечение его работоспособного состояния является одной из основных задач.
Работа железных дорог немыслима без систематического контроля за состоянием пути без постоянного ухода за ним и выполнения в установленные сроки ремонтных работ.
Текущее содержание заключается в проведении планово-предупредительных мероприятий и работ предотвращающих появления неисправностей в рельсовом пути.
Для ускорения темпов и повышения качества работ по содержанию и ремонту пути применяются разнообразные путевые машины и механизмы повышающие производительность и облегчающие условия труда работающих
Для механизации погрузки разгрузки и транспортирования 25-ти метровых рельсов деревянных и железобетонных шпал и блоков стрелочных переводов в пределах дистанции пути на закрытых перегонах. Широкое распространение получили путеремонтные летучки ПРЛ-32 ПРЛ-4.
В данном курсовом проекте рассматривается путеремонтная летучка ПРЛ-4. Цель курсового проекта – провести модернизацию ПРЛ-4 путем обеспечения самоходности ее передвижения на месте проведения работ.
НАЗНАЧЕНИЕ КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА РАБОТЫ МАШИНЫ
Путеремонтные летучки предназначены для механизации: погрузки разгрузки и транспортирования 25-ти метровых рельсов деревянных и железобетонных шпал и блоков стрелочных переводов в пределах дистанции пути на закрытых перегонах. Широкое распространение получили путеремонтные летучки ПРЛ-32 ПРЛ-4 (таблица 1.1).
Путеремонтная летучка ПРЛ-4 (рисунок 1.1) состоит из сцепа двух четырехосных платформ 7 общей подъемной силой 126 т. Стреловые краны устанавливаются в средине платформ. На торцевой части первой платформы «Кран-1» расположен дизель-электрический агрегат АД-60-Т400-М 6 мощностью 60 кВт являющийся источником электроэнергии для питания систем привода и управления механизмов летучки. На торцевой части второй платформы «Кран-2» расположена кабина 12 для размещения обслуживающего персонала приборов сигнализации и стоп-крана. Платформы летучки оборудуются автоматическими тормозами и ручным стояночным тормозом. Для перемещения ПРЛ-4 используют любой тип локомотива чаще всего МПТ-4. Для питания электромагнитной плита типа М225 и погрузки рельсовых скреплений предусмотрена выпрямительная установка.
Рисунок 1.1 – Путеремонтная летучка ПРЛ-4:
– растяжки транспортные; 2 – стрела крана; 3 – крюковая обойма; 4 – опорно-поворотное устройство с крановым оборудованием; 5 – промежуточная опора; 6 – электростанция; 7– платформа; 8 – механизм перемещения крана; 9 – тяговая тележка; 10 – кабина обслуживающего персонала
Таблица 1.1 – Технические характеристики путеремонтных летучек
Технические параметры
Скорость передвижения по
перегону в составе поезда кмч
Транспортная скорость кмч
дизель-генератор АД60
дизель-генератор АД200
Грузоподъёмность крана т
Угол поворота стрелы градус
Высота подъема крюка над УВГР м
Вылет грузового крюка м:
Частота вращения стрелы мин-1
Электромагнит подъемной силой кН
Перевозимые материалы за один рейс шт.: рельсы Р65
шпалы железобетонные
Число лиц обслуживающих путеремонтную летучку чел.
Кран предназначен для подъема максимального груза 2 т при минимальном вылете стрелы 875 мм и максимальном – 4900 мм. Кран включает в себя: стрелу 2 механизмы подъема и передвижения груза поворота стрелы грузовую тележку подвеску крюка 3 ограничитель грузоподъемности кожух крана 4 опорно-поворотное устройство 5 и подвижную опору крана 9. На подвижной опоре крана (портале) устанавливается: в верхней части опорно-поворотный круг с зубчатым венцом а в нижней – четыре опорных катка для поперечного перемещения крана.
Механизмы крана имеют одинаковую структурную кинематическую схему: электродвигатель (подъема – 5 кВт передвижения – 17 кВт поворота – 17 кВт) соединительная муфта с электромагнитным тормозом типа ТКТ червячный редуктор барабаны (грузовой – 325 мм тяговый – 135 мм) для канатов (грузовой – 115 мм тяговый – 65 мм) и передаточный вал для поворота стрелы. Опорно-поворотное устройство 5 крана состоит из опорного круга с зубчатым венцом неподвижно закрепленным болтами на верхней части подвижной опоры 9 крана и распорного кольца. Нижний диск распорного кольца опираются на поворотный круг через шарики расположенные по кольцевым дорожкам внутреннего фланца опорного круга на диаметре 750 мм. На верхний диск опирается рама стрелы и скрепляется болтами с распорным кольцом и дисками. Управление механизмами крана дистанционное коночное с выносного пульта управления. Краны также оборудованы сменными захватными приспособлениями.
Основной опорой крана является неподвижная рама 8 (рисунок 1.2) которая служит для передачи нагрузки от крана на платформу как в транспортном так и в рабочем положении и обеспечивает достаточный подъем её над платформой. На верхнюю часть рамы опираются подвижные балки включающие в себя две пары правых и левых подвижных балок которые могут раздвигаться от продольной оси платформы на 700 мм в одну или другую сторону для погрузки 25-ти метровых рельсов через открывающийся проем в раме 8.
Рисунок 1.2 – Опоры крана:
а – неподвижная; б – подвижная; 1 – рама; 2 4 – левая и правая направляющие; 3 – затвор; 5 – ось; 6 – контррельс; 7 – ролик; 8 – подрельсовая опора; 9 – каток; 10 – ведущая звездочка механизма передвижения; 11 – рельсы особой конфигурации
Подвижная опоры крана своими катками устанавливается в направляющие подвижных балок. Перемещение опоры крана относительно подвижных балок выполняется от электродвигателя через зубчатый редуктор цепную и реечную цевочную передачу. Перемещение подвижных балок на 350 мм для образования проема в неподвижной раме производится пневмоцилиндрами. Крайние положения подвижных балок и опоры крана фиксируются концевыми выключателями и пневматическими стопорами. Для питания пневмоприводов механизмов звуковых сигналов и др. установлен компрессор 11 типа ВВ-078. Борта платформ нарощены и выдвижные ограждены перилами.
В транспортном положении подвижные балки сдвинуты и подвижная опора крана находится на оси платформы. Для погрузки рельсов опора крана вначале смещается на балки в требуемую сторону и после этого подвижные балки раздвигаются образуя проем в раме шириной 700 мм. Для смягчения удара при перемещении подвижной рамы о неподвижную раму на внутренней её стороне размещены буферные упоры-амортизаторы.
Путеремонтная летучка имеет два положения – транспортное и рабочее. В транспортном положении все механизмы крана должны быть приведены в габарит подвижного состава 1Т. Продольная ось стрелы крана должны совпадать с продольной осью подвижной опоры и платформы. Стрелы при транспортировке на дальние расстояния закрепляются пневматическими стопорами расположенными в нижней части подвижной опоры и двумя штанговыми стяжками 1.
Рисунок 1.3 – Кинематическая схема привода передвижения крана:
– цевочная рейка; 2 – звездочка; 3 – вал; 4 – цепная передача; 5 – редуктор; 6 – тормоз; 7 - электродвигатель
В рабочем положении путеремонтная летучка ПРЛ-4 при выполнении технологических операций по погрузке и разгрузке рельсов длиной 125 м и 25 м шпал (деревянных железобетонных) рельсовых скреплений с использованием электромагнитной плиты элементов стрелочного перевода путевого инструмента и др. засекает габарит подвижного состава. В этих случаях работы выполняются в «технологические окна» с закрытием перегона для движения поездов. При работе на многопутных линиях необходимо учитывать особенности поворота стрелы. Электродвигатель механизма поворота имеет верхний концевой выключатель ограничивающий поворот стрелы на 3550 по часовой стрелке а нижний при повороте на тот же угол но против часовой стрелки и операция поворота стрелы на перегоне в требуемое положение может стать выполнимой. При работе со стороны междупутья стрела крана фиксируется пневмостопором под углом 3000 к оси пути.
ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ АНАЛИЗ ПАТЕНТНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Описание предлагаемой модернизации
Путеремонтные летучки предназначены для механизации: погрузки разгрузки и транспортирования 25-ти метровых рельсов деревянных и железобетонных шпал и блоков стрелочных переводов в пределах дистанции пути на закрытых перегонах.
Основным недостатком путеремонтных летучек ПРЛ-32 и ПРЛ-4 является их несамоходность. Для перемещения данных машин необходимо использовать тяговую единицу (локомотив либо дрезину) что значительно увеличивает стоимость проведения работ и не позволяет высвободить тяговую единицу для проведения других работ.
Обеспечение самоходности путеремонтной летучки позволяет высвободить тяговую единицы для других работ расширить функциональные возможности ПРЛ упростить организацию её работы обеспечить выполнение вспомогательных работ на перегоне.
Для обеспечения самоходности ПРЛ-4 в данном курсовом проекте предлагается заменить установленный на базовой машине дизель-генераторный агрегат АД-60 мощностью 60 кВт на более мощный дизель-генераторный агрегат типа АД200 мощностью 200 кВт (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Дизель-генераторный агрегат АД-200
Располагать силовой агрегат необходимо аналогично расположению в ПРЛ-4 для минимизации конструктивных изменений.
Для обеспечения привода передвижения в курсовом проекте предлагается установить тяговую тележку под платформу «Кран-2» со стороны кабины для обслуживающего персонала. Также необходимо установить на ПРЛ-4 необходимые системы управления движением и тормозами.
Для проведения модернизации рассмотрим существующие конструкции приводных тележек самоходных путевым машин.
Таблица 2.1 – технические характеристики АД-200
Наименование параметра
Номинальная мощность (длительная) кВткВА
Максимальная часовая мощность кВткВА
Номинальное напряжение В
Номинальная частота Гц
Номинальный коэффициент мощности
Частота вращения вала двигателя мин"1
Система топливопитания л
Система охлаждения л
Удельный расход топлива при номинальной нагрузкел
Удельный расход масла % от расхода топлива
Габаритные размеры мм: длина х ширина х высота
Масса сухого электроагрегата кг
Гарантийная наработка м.ч.
Ресурс до капитального ремонта м.ч.
2 Патентный анализ существующих конструкций приводных тележек самоходного подвижного состава
2.1 Патент РФ 2526404
Изобретение относится к колесной тележке рельсового транспортного средства снабженной двигателем и содержащей две пары колес [1]. В такой тележке колеса одной пары соединены между собой валом и образуют колесную пару. Колесные пары соединены между собой посредством рамы содержащей по меньшей мере две продольных балки опирающиеся на буксы каждой колесной пары и расположенные между колесами указанной колесной пары. На раме между колесами колесной пары установлен двигатель приводящий во вращение колесную пару через муфту и редуктор.
Рисунок 1.1 – Приводная тележка самоходного железнодорожного подвижного состава
Колесная тележка 1 содержит две пары колес 2. Колеса 2 одной пары соединены между собой валом 36 и образуют колесную пару 4. Колесные пары 4 соединены между собой при помощи рамы 6 называемой внутренней и содержащей две полурамы 8 каждая из которых неподвижно соединена с колесной парой 4. Под внутренней рамой следует понимать расположение рамы 6 в поперечном направлении по существу между колесами 2 не выступая за их пределы.
Каждая полурама 8 содержит две продольные балки 10 расположенные по существу в продольном направлении и соединенные между собой поперечной балкой 12 расположенной по существу в поперечном направлении. Каждая продольная балка 10 опирается на буксы 14 14' колесной пары 4 при этом указанные буксы 14 и 14' расположены по существу напротив колес 2 колесной пары 4 между указанными колесами 2. Поперечная балка 12 расположена ниже продольных балок 10 как показано на фиг.2 что позволяет освободить большее пространство между двумя колесными парами 4 колесной тележки 1.
Первичная подвеска 16 расположена между каждой из продольных балок 10 и буксами 14 14' на которые опираются продольные балки 10. Эта первичная подвеска способствует вертикальному перемещению колесной пары относительно полурамы 8 то есть колесная пара 4 является подвижной относительно полурамы по существу в вертикальном направлении и подвешена на ней.
2.2 Патент РФ 2068358
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается вагонов на платформах которых монтируются различные установки например для обслуживания и ремонта контактной сети которые перемещаются на перегонах локомотивами а в зоне производства работ как самоходное транспортное средство.
Задача решаемая предлагаемым изобретением заключается в создании моторной тележки пригодной для установки под железнодорожный вагон на котором размещено оборудование например для ремонта контактной сети транспортируемой к месту производства работ локомотивом. При этом моторная тележка должна после отцепления локомотива обеспечить автономное перемещение вагона с малой скоростью.
Рисунок 2.2 – Приводная тележка самоходного железнодорожного подвижного состава
Моторная тележка работает следующим образом.
Тяговым локомотивом доставляют платформу 6 снабженную предлагаемой моторной тележкой к месту производства работ. Затем ее отцепляют от локомотива и приводят в действие механизм включения сцепной муфты для подключения автономного привода размещенного на дополнительной раме 2.
С этой целью перемещают ручку 27 вместе с тягой 26 и соединенным с тягой осью 25 концом рычага 23 установленного на оси 22 до совмещения отверстия 28 с штырем 29 закрепленным на дополнительной раме 2 и надевают ручку на штырь. При перемещении рычага 23 другой его конец снабженный роликами 24 упирается в поверхность диска 20 (фиг. 5) и сдвигает его вдоль его колесной пары 3. Закрепленные в диске 20 пальцы 19 перемещаются в отверстиях жестко соединенного с осью ведущей колесной пары 3 корпуса 18 и входят в отверстия 17 звездочки 14. В случае если положение пальцев 19 и вышеупомянутых отверстий не совпадают кратковременно включают электродвигатель 10 который через редуктор 11 звездочку 12 и цепь 13 вращает звездочку 14 до положения позволяющего произвести сцепление.
После фиксации элементов кинематической цепи включают привод для длительной работы. При этом ролики 8 (фиг. 3) узлов подвески дополнительной рамы 2 закрепленные на пластинах 7 взаимодействуют с поверхностью втулки 9 что позволяет поддерживать конец упомянутой рамы в горизонтальном положении. Другой конец дополнительной рамы опирается на жестко соединенный с платформой кронштейн 5 зацепом 4.
Отключение сцепной муфты производят путем снятия ручки 27 с штыря 29. Кинематическая цепь размыкается звездочка 14 цепного привода (фиг. 4) освобожденная от связи с корпусом 18 роликами 15 взаимодействует с поверхностью разъемной втулки 16 проскальзывая относительно оси колесной пары 3. В таком положении осуществляют транспортировку платформы 6 локомотивом.
2.3 Патент №2236124 RU E01В 2717
Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано в ходовой части железнодорожного подвижного состава особенно скоростного пассажирского транспорта.
Технический результат достигаемый при реализации предлагаемого изобретения заключается в возможности повышения скоростного режима железнодорожного транспортного средства за счет одновременного снижения массы тележки в целом повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий и за счет повышения эффективности торможения.
Моторная колесная пара состоит из оси 3 двух буксовых узлов двух колес 4 двух тормозных дисков 5 и 6 на дисковой части 7 каждого колеса 4 и одного осевого одноступенчатого редуктора 8.
Тормозные диски 5 и 6 закрепленные на дисковой части 7 каждого колеса 4 дают возможность повысить площадь фрикционного контакта при торможении снизить динамические и температурные нагрузки на колеса 4 и элементы тормозной системы и более эффективно распределять и использовать тормозные силы значительно уменьшая тормозной путь рельсового транспортного средства.
Каждый буксовый узел оснащается температурным датчиком (не показан) информация с которого в режиме реального времени может передаваться на пульт управления рельсовым транспортным средством что позволяет осуществлять постоянный контроль и регулировать тормозные и разгонные процессы движения.
Для передачи крутящего момента тягового двигателя 9 на осевой одноступенчатый редуктор 8 предусмотрена зубчатая муфта 10 с дуговыми зубьями. Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность передачи крутящего момента за счет повышения КПД зубчатой передачи и уменьшения потерь на трение.
Детали осевого одноступенчатого редуктора 8 - лабиринтное кольцо подшипник зубчатое колесо напрессовываются либо насаживаются в горячем состоянии на отдельные посадочные места упомянутого редуктора 8.
Колеса 4 напрессовываются на ось 3 посредством холодной посадки.
Перед запрессовкой колес 4 и зубчатого колеса осевого одноступенчатого редуктора 8 поверхности посадочных отверстий и посадочные места оси 3 покрываются ровным слоем смазочного средства обеспечивающего электропроводность посадки и не снижающего усталостную прочность оси 3.
Открытая поверхность оси 3 и колес 4 покрывается грунтовочным лаком а затем кроющим лаком. Это покрытие защищает поверхности от коррозии.
Рама 11 моторной тележки 1 образована двумя продольными балками 12 и одной поперечной балкой 13.
Каждая продольная балка 12 изогнута средней частью 14 вниз.
Поперечная балка 13 соединяет средние части 14 продольных балок 12 между собой.
В результате анализа существующих патентов на конструкции приводных тележек установлено что наиболее рациональной конструкцией для модернизации путеремонтной летучки ПРЛ-4 является конструкция согласно патенту РФ 2068358 (с заменой ременной передачи на редуктор) так как данная конструкция позволяет произвести минимальные изменения конструкции ПРЛ а вместе с тем обеспечить самоходное движение машины при работе и транспортировании.
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ МАШИНЫ
Технической характеристикой модернизированной машины ПРЛ-4 (далее ПРЛ-4М) предусмотрены следующие режимы движения:
- движение в составе поезда в качестве прицепной несамоходной подвижной единицы со скоростью до 120 кмч;
- движение самоходом без нагрузки со скоростью до 40 кмч на площадке общей подъемной силой (масса машины вместе с грузом) 126 т;
- движение на уклоне
- рабочее передвижение машины самоходом без нагрузки при ручном или автоматическом режиме. Скорость передвижения в этом режиме не превышает 15 кмч.
Небольшая расчетная скорость передвижения машины обусловлена тем что данная машина доставляется на место проведения работ как правило в составе поезда и самостоятельное передвижение предусматривается только в пределах зоны проведения работ либо на небольшие расстояния по мере необходимости.
В начале движения необходимо преодолеть дополнительные сопротивления начала движения связанные с силами трения покоя и силами инерции возникающими при разгоне.
Произведем оценку возможности движения и начала движения (трогания) машины самоходом с общей подъемной силой (масса машины вместе с грузом) 126 т со скоростью 20 кмч на расчетном подъемеi= 0012 в кривой расчетного радиусаR= 150 м. Определим также длительную мощность кВт которую должен развивать двигатель машины.
Расчетная схема приведена на рисунке 3.1.
Расчет ведется в соответствии с методическими указаниями [9].
Расчет произведем сначала для случая движения с расчетной скоростью в принятых расчетных условиях. Для того чтобы происходило устойчивое движение рассматриваемой машины необходимо выполнить условия связанные с ограничением по сцеплению
где – коэффициент учитывающей необходимость наличия избыточной силы тяги .
Трогание машины с места возможно при выполнении условия наличия достаточного сцепления ведущих колес с рельсами
Рисунок 3.1 – Расчетная схема:
FkN Fkсц– развиваемые машиной касательные силы тяги по условиям сцепления ведущих колесных пар с рельсами и мощности силовой установки и тяговых электродвигателей;W1– основное сопротивление движению состава;W2– дополнительное сопротивление движению на расчетном уклоне;W3– дополнительное сопротивление движению в кривой;W4– дополнительное сопротивление движению возникающее при трогании с места
Кроме того необходимо выполнить условие отражающее наличие достаточной подводимой к ведущей колесной паре мощности
Основное сопротивление движению машины
где 1м – основное удельное сопротивление движению машины кН;
G– вес машины с грузомG= 126 т = 123606 кН.
Основное удельное сопротивление машины
Дополнительное сопротивление движению машины возникающее при движении на подъем
где 2– удельное сопротивление состава движению на подъем численно равное расчетному уклону .
Дополнительное сопротивление движению машины возникающее при движении в кривой
где 3– удельное сопротивление машины движению в кривой .
Расчетное сопротивление троганию машины с места
где 4– удельное сопротивление троганию машины с места кН.
гдеqо– усредненная по машине нагрузка на одну ось кНqо= (123606)8 = 15450 кН.
Машина имеет восемь (8) колесных пар две из которых ведущие поэтому сцепной вес машиныGсц=G*28 = 123606 28 = 309015 кН.
Максимальное тяговое усилие развиваемое машиной ПРЛ-4М по условию отсутствия буксования ведущих колесных пар
где сц– расчетный коэффициент сцепления колесной пары с рельсами; сц= 025.
Проверим выполнение условия (3.2)
Условие выполняется.
Касательная сила тяги развиваемая машиной по условию наличия достаточной мощности дизель-электрического агрегата
где Nдэ– мощность дизель-электрического агрегата кВтNдэ= 200 кВт;
тр– коэффициент полезного действия электромеханической трансмиссии привода колесных пар тр= 085;
kдо– коэффициент учитывающий затраты энергии на привод вспомогательного оборудования (компрессора тормозной системы)kдо= 095;
Vм– расчетная скорость движения машины мсVм= 555 мс (20 кмч).
Проверим выполнение условия (3.3)
Выполненный тяговый расчет позволяет сделать выводы:
обеспечивается устойчивое движение и трогание с места машины по условиям наличия достаточного сцепления колесных пар с рельсами;
мощности дизель-электрического агрегата достаточно чтобы обеспечить устойчивое движение машины на затяжном подъеме крутизной
устойчивое движение машины гарантируется в прямой на площадке когда действует только основное сопротивление движению.
РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ МАШИНЫ
1 Расчет устойчивости машины против опрокидывания
Произведем оценку устойчивости машины ПРЛ-4 против поперечного опрокидывания при движении с максимальной конструкционной скоростьюVм= 333 мс (120 кмч) в кривой радиусомR= 600 м с возвышением наружного рельсаhв= 012 м (120 мм). В расчете учитываются активные и реактивные силы показанные на рисунке 4.1.
Оценку запаса устойчивости против поперечного опрокидывания производим по критерию
Рисунок 4.1 - Схема к расчету запаса поперечной устойчивости машины ПРЛ-4 при движении в транспортном режиме:
G– вес машины;Q- центробежная сила инерции действующая на машину при движении в кривой;Pв– суммарная сила бокового ветрового давления;RAиRB– 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);HGиHв– высоты от УВГР до центра тяжестиСти центра парусностиСпмашины
С учетом допустимых упрощений реакции рельсов кН определим из решения уравнений равновесия относительно точек опрокидывания
где G– вес машины G= 126 т = 123606 кН;
Q- центробежная сила инерции действующая на машину при движении в кривой;
Pв– суммарная сила бокового ветрового давления;
RAиRB– реакции рельсов на силовое воздействие;
hв– возвышение наружного рельса в кривой hв = 012 м;
α – угол наклона плоскости УВГР к горизонту;
S– расстояние между осями рельсов (точками вероятного опрокидывания A и B) S = 161 м;
HGиHв – высоты от УВГР до центра тяжести Ст и центра парусности Сп машины.
Угол наклона УВГР к горизонту
Центробежная сила инерции кН
где К – радиус кривой К= 600 м.
Высота HG центра тяжести совпадает с высотой центра масс. HG = 216 м.
Для вычисления высоты Hв составим схему подветренных площадей машины (рисунок 6.2). Результаты заносим в таблицу 5.1.
Таблица 4.1 – Результаты вычислений положений центров парусности
Подветренная площадь м2
Высота до центра парусности м
Суммарная площадь 116520
Рисунок 4.2 – Схема к определению подветренной площади машины:
Hві – высота расположения центра парусности і-того элемента; Fві – площадь парусности і-того элемента;
Высоту центра парусности машины Hв определим из уравнения статических моментов подветренных площадей относительно УВГР
где – боковая подветренная площадь
- высота расположения центра парусности i-того элемента м.
Расчетная сила бокового ветрового давления кН
где – расчетное ветровое давление ;
Отсюда искомый коэффициент запаса устойчивости
В рабочем режиме уравнения примут следующий вид (рисунок 4.3)
где – максимальный вылет клюка крана относительно оси (согласно техническим характеристикам машины);
– максимальный вес груза (со стрелой) который может быть поднят краном на максимальном вылете.
Рисунок 4.3 - Схема к расчету запаса поперечной устойчивости машины ПРЛ-4 при движении в рабочем режиме:
G– вес машины;Q- центробежная сила инерции действующая на машину при движении в кривой;Pв– суммарная сила бокового ветрового давления;RAиRB– 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);HGиHв– высоты от УВГР до центра тяжестиСти центра парусностиСпмашины; Мкр – момент от крановой стрелы с грузом при максимальном вылете крюка;
Запас поперечной устойчивости машины ПРЛ-4М при движении со скоростьюVм= 333 мс (120 кмч) в кривой радиусомR= 600 с возвышением наружного рельсаhв= 012 м (120 мм) гарантируется.Также гарантируется устойчивое движение машины в рабочем положении со скоростью не более 3 кмч в кривой радиусомR= 600 с возвышением наружного рельсаhв= 012 м (120 мм).
2 Расчет устойчивости машины против схода с рельсов
Произведем оценку устойчивости машины ПРЛ-4М против схода с рельсов при движении с максимальной конструкционной скоростьюVм= 333 мс (120 кмч) в кривой радиусомR= 600 с возвышением наружного рельсаhв= 012 м (120 мм). Условия движения аналогичны приведенному примеру расчета устойчивости машины против поперечного опрокидывания.
Рисунок 4.4 - Схема к расчету запаса устойчивости колесной пары против схода с рельсов:
P1д– вертикальная нагрузка на колесо с учетом динамики движения; Pд– статическая вертикальная нагрузка на колесо;Yр1д- передаваемая через буксы на колесную пару горизонтальная нагрузка от корпуса машины и рамы ходовой тележки (рамная сила)
Произведем оценку запаса устойчивости колесной пары против схода с рельсов по зависимости
где f– расчетный коэффициент сцепления боковой поверхности гребня колеса и головки рельсаf= 025;
– угол наклона боковой поверхности гребня к УВГР; для ПРЛ = 60°.
При определении вертикальных нагрузок сделаем допущение что статические вертикальные нагрузки передаваемые через колеса на рельсы по модулю равны реакциям рельсовRAиRB деленных на количество колесных пар. ПРЛ-4М имеет восьмиосный экипаж. Тогда
Оценочное значение рамной силы в статике
Учитывая динамику движения обусловленную погрешностями рихтовки пути и боковыми ударами при вхождении экипажа с прямой на кривую примемYр1д= 40 кН.
Расчетная вертикальная нагрузка на колесо (на рисунке 4.4 слева) кН
гдеPср– средняя нагрузка на колесо тележки Pср= G8 = 12360616 = 77254 кН;
q– неподрессоренный вес приведенный к одному колесу; для оси с диаметром колес 950 мм и осевым редуктором примерно;
kдин– коэффициент вертикальной динамики; для скорости 120 кмчkдин= 033;
Подставим полученные значения в формулу 4.6
Таким образом запас устойчивости против схода с рельсов машины ПРЛ-4М движении со скоростьюVм= 333 мс (120 кмч) в кривой радиусомR= 600 м с возвышением наружного рельсаhв= 012 м (120 мм) гарантируется.
РАСЧЕТ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МАШИНЫ
Подсчитываем необходимую мощность для сдвига ПРЛ с места
где W– суммарное сопротивление троганию с места W=2656 кН;
– коэффициент полезного действия электромеханической трансмиссии привода колесных пар тр= 085;
– расчетная скорость движения машины мсVм= 555 мс (20 кмч).
Так как привод ПРЛ-4М двухмоторный то полученное значение необходимо разделить на 2 электродвигателя. Тогда мощность на выходном валу привода
С учетом КПД ммеханической трансмиссии
где – коэффициент полезного действия привода (КПД); так как в данном случае будет использована механическая трансмиссия (редуктор) то =085.
Для привода ПРЛ-4М выбираем тяговый электродвигатель постоянного тока ДК-117ДМ со следующими характеристиками:
частота вращения номинальная 1500 обмин;
вращающий момент 402 Нм;
Электродвигатель тяговый постоянного тока имеет высоколежащие скоростные характеристики и устанавливается на трамвайные вагоны и другие рельсовые тяговые машины с тиристорно-импульсной системой управления. Возбуждения двигателя последовательное благодаря чему он имеет мягкую характеристику – при увеличении нагрузки значительно увеличивается его вращающий момент и заметно уменьшается частота вращения.
Рисунок 5.1 – Электродвигатель ДК-117ДМ
Частота вращения колес при расчетной скорости
Крутящий момент на выходном валу привода
Тогда передаточное отношение привода
Выбираем редуктор РМ-650 (рисунок 5.2) со следующими параметрами:
передаточное отношение 140;
максимальный крутящий момент на выходном валу 9500 Нм.
Таблица 5.1 – Габаритные установочные и присоединительные размеры редукторов типа РМ
Типоразмер редуктора
Рисунок 5.2 – Редуктор РМ-650
Рисунок 5.3 – Кинематическая схема привода моторной тележки ПРЛ-4М:
– электродвигатель; 2 – шестерня быстроходной ступени редуктора; 3 – корпус редуктора; 4 – средний вал редуктора; 5 – шестерня тихоходной ступени редуктора; 6 – колесо тихоходной ступени редуктора
Уточним частоту вращения приводных колес
Тогда номинальная скорость передвижения машины
РАСЧЕТ СВОБОДНОСТОЯЩЕГО ПОВОРОТНОГО КРАНА С ТЕЛЕЖКОЙ
1 Краткая характеристика крана
Кран предназначен для установки на путеремонтную летучку ПРЛ-4М.
Грузоподъемность крана 2 тс максимальный вылет крюка м наименьший – м скорость подъема груза ммин передвижения тележкиммин поворота обмин. Режим работы механизмов подъема и поворота – средний передвижения тележки – легкий.
Кран имеет тележку 2 (рисунок 6.1) которая передвигается по верхнему поясу стрелы тяговыми канатами наматываемыми на барабан механизма передвижения 1. Схема канатного привода тележки приведена на рисунке 6.2 а.
Рисунок 6.1 – Схема свободностоящего поворотного крана с тележкой
Рисунок 6.2 – Схемы запасовки канатов свободностоящего крана
Механизм подъема груза 10 установлен на противовесной консоли стрелы. В этом механизме принят сдвоенный полиспаст с передаточным числом in = 2 выполненный по схеме рисунке 6.2 б. Грузовые канаты 2 в данном случае огибают направляющие блоки 1 установленные на тележке блоки 4 подвески крюка вторую пару направляющих блоков на тележке и далее идут на уравнительный блок 3. Такая схема обеспечивает горизонтальное перемещение груза при передвижении тележки.
Механизм поворота 9 состоит из червячного редуктора и открытой зубчатой передачи шестерня 7 которой сцепляется с колесом 6 укрепленным на колонне крана. Металлическая конструкция крана 3 выполнена сварной из листовой стали и опирается на подпятник воспринимающий вертикальные нагрузки от весов груза и поворотной части и установленный в поперечине 8. Горизонтальные нагрузки от веса поднимаемого груза и поворотной части передаются на радиальный подшипник скольжения этой поперечины и нижнюю роликовую опору 5 ролики которой перекатываются по выступу колонны 4.
2 Расчет механизма подъема груза
Расчет ведется согласно методическим указаниям [10].
Тип крюковой подвески определяем из количества устанавливаемых в нее блоков. При нечетном количестве блоков применяется нормальный тип подвески а при четном количестве блоков применяется укороченная подвеска.
Крюковые подвески бывают с однорогим или двурогим крюками. Для перемещения длиномерных грузов применяется двурогий крюк.
При выборе типоразмера крюковой подвески учитывается два основных параметра:
) грузоподъемность крюковой подвески не должна быть меньше заданной грузоподъемности;
) режим работы крюковой подвески должен соответствовать режиму работы механизма.
Для данного типа крана с грузоподъемностью 20 тонны принимаем однорогий крюк по ГОСТ 662874 и крюковую подвеску с однократным полиспастом.
Максимальное статическое усилие в канате определяется по формуле
где G вес груза и крюковой подвески
zб количество ветвей наматываемых на барабан
кратность полиспаста
КПД направляющих блоков так как установлено 2 направляющих блока то
Выбор каната производим по условию
где kзап коэффициент запаса k = 55;
Sраз разрывное усилие каната Н.
Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р 6×18 12-Г-В-Л-О-Н-Т-1770 ГОСТ 2688-80.
Расшифровка маркировки каната: канат стальной диаметром 12 мм грузового назначения из проволоки без покрытия марки В левой односторонней свивки нераскручивающийся нерихтованный нормальной точности маркировочной группы 1370Нмм2. Разрывное усилие в канате 71050 Н=71050 кН.
Найдем диаметр барабана по средней линии навиваемого каната
где d диаметр каната d=12 мм;
е коэффициент выбора принимаемый в зависимости от режима работы; так как режим работы механизма подъема груза средний то е = 250 [10 табл. 32].
Найдем длину барабана по формуле
где Н высота подъема груза так как груз может находится ниже линии УГВР то принимаем Н = 8 м;
m количество слоев намотки m = 2;
D диаметр барабана м D = 03 м;
d диаметр каната м d = 0012 мм;
t шаг навивки каната м.
Найдем размеры частей составляющих длину барабана
где Lн длина нарезанной части
где t шаг нарезки мм;
zр число рабочих витков для навивки половины полной рабочей длины каната
zнепр число неприкосновенных витков требуемых для разгрузки деталей крепления каната на барабане z = 15;
Lк длина гладкого концевого участка Lк = (4 5)d = 512 = 60 мм.
Общая длина барабана
Найдем толщину стенки барабана из чугуна по формуле
Выполним проверку стенки барабана на прочность по формуле
где S максимальное усилие в канате Н;
[ ] предел прочности чугуна МПа.
Максимальная статическая мощность которую должен иметь механизм в период установившегося движения при подъеме номинального груза
где v скорость подъема груза мс v = 159 ммин = 0265 мс;
Тип двигателя выбираем исходя из следующих условий:
Относительная продолжительность включения двигателя ПВ должна быть равна продолжительности включения электрооборудования ПВ при среднем режиме работы ПВ = ПВ = 25%.
Номинальная мощность двигателя N может быть принята меньше максимальной статической т.к эквивалентная мощность развиваемая при работе двигателя с грузами разного веса и зависящая от использования механизма от грузоподъемности всегда меньше N
Выбираем электродвигатель марки АИР132М6 мощностью Р = 75 кВт частотой вращения n = 1000 обмин.
Для определения передаточного числа привода необходимо найти частоту вращения барабана
где v скорость подъема груза ммин v = 159 ммин;
R радиус барабана м R = 015 м.
Найдем общее передаточное число привода
Принимаем редуктор РЦД-400 с передаточным числом u = 1489.
Во избежание перегрева электродвигателя необходимо чтобы развиваемая двигателем среднеквадратичная мощность удовлетворяла условие
где Р среднеквадратичная мощность двигателя кВт.
где Тср среднеквадратичный момент преодолеваемый двигателем Нм.
где кратность пускового момента двигателя; согласно технической характеристике электродвигателя АИР132М6 = 12;
максимальная кратность момента двигателя; кратность пускового момента двигателя; согласно технической характеристике электродвигателя АИР132М6 = 20;
Тном номинальный крутящий момент двигателя Нм; Тном = 554 Нм.
Расчетный тормозной момент определяется по формуле
где к коэффицент запаса торможения; к = 15;
Тст статический крутящий момент при торможении.
где максимальный КПД отдельных механизмов всех участков;
u полное передаточное число механизма; u = 150.
Выбираем тормоз марки ТТ400 технические характеристики которого приведены на странице 45 [10].
Найдем расчетный крутящий момент по формуле
где к коэффициент учитывающий режим работы привода к = 3 4;
Т номинальный крутящий момент Нм
Выбираем муфту втулочно-пальцевую упругую с тормозным шкивом МУВП10.
3 Расчет механизма передвижения тележки
Для последующего расчета предварительно принимаем диаметр ходовых колес тележки D = 250 мм диаметры цапф осей этих колес d = 60 мм. Ходовые колеса и грузовые блоки работают на подшипниках скольжения. Продолжительность включения механизма при заданном легком режиме работы ПВ = 15%.
Общее сопротивление передвижению тележки в данном случае складывается из сопротивления ее перекатыванию по рельсам и дополнительных потерь от перекатывания грузового каната по направляющим блокам.
Величина первого сопротивления
где f и – коэффициенты трения качения и в цапфах осей принятые по таблице 48 [10 c. 129];
– коэффициент учитывающий трение в ребордах; может быть принят в пределах 15 16.
Потери в направляющих блоках грузовых канатов (рисунок 6.2);
где – коэффициент полезного действия блока.
Суммарное усилие необходимое для передвижения тележки с грузом
Согласно [10 c. 29] при опорах скольжения по этому усилию непосредственно и может быть выбран двигатель. Необходимая мощность при расчете по наибольшим нагрузкам при и
где – коэффициент полезного действия механизма предварительно принятый по [10 таблица 16];.
Исходя из этой мощности по таблице XXX [10 c. 342]; выбираем двигатель типа МТ011-6 мощностью Nд=17 кВт при 15% ПВ с числом оборотов nд=845 обмин и маховым моментом ротора . Поскольку этот двигатель является наименьшим необходимость в его расчете по эквивалентным нагрузкам в данном случае отпадает.
Достаточность мощности выбранного двигателя проверяем по условиям пуска.
Рабочий момент приведенный к валу двигателя
Номинальный момент выбранного двигателя
Наименьший и наибольший коэффициенты пусковой перегрузки согласно [10 стр. 34] и . Средний коэффициент пусковой перегрузки
Средний пусковой момент двигателя
Момент сил инерции (избыточный момент)
Маховой момент тележки с грузом приведенный к валу двигателяпри G = Q + Gm и n = nд
Принятый диаметр тормозного шкива Dт = 200 мм его маховой момент (см. таблицу XXIV [10]).
Общий маховой момент механизма и тележки приведенный к валу двигателя
что вполне допустимо.
Среднее ускорение при пуске
Допустимое ускорение согласно [10 стр. 25]
Предварительно определяем диаметры тягового каната и барабана механизма передвижения тележки.
Наименьшее допустимое разрывное усилие каната по формуле S=Рсум
где n – наименьший запас прочности допускаемый для тяговых канатов; n = 4.
По таблице XII [10] принят канат типа ЛК-Р по ГОСТ 2688-55 диаметром d=95мм с пределом прочности проволок 160 кгсмм2. Действительное разрывное усилие этого каната = 4990 кгс.
Коэффициент е принят для легкого режима работы.
Наименьший допустимый диаметр барабана Dб=085D= =085·181=154 мм. Принято Dб=200 мм.
Число оборотов барабана при заданной скорости передвижения тележки.
Необходимое передаточное число механизма
В рассчитываемом механизме приняты три ступени передач с передаточными числами: первой ступени (редуктор) i1=79 второй i2=21 и третьей i3=4.
Принятые размеры каната дополнительно проверяем по нагрузке при предельном моменте двигателя (второй расчетный случай).
Мощность число оборотов и коэффициент предельной перегрузки двигателя по таблице XXX [10] при 25% ПВ: Nд=14 кВт nд=885 обмин и .
Номинальный момент двигателя
Усилие в тяговом канате при этом моменте
где – коэффициент полезного действия механизма.
Запас прочности в канате при этом усилии
Наименьший допустимый запас прочности для этого случая .
4 Расчет механизма поворота
Необходимую мощность двигателя определяем из условия обеспечения пуска крана в заданное время tn которое принято равным 5 с.
Горизонтальные нагрузки на верхнюю и нижнюю опоры поворотной части при положении тележки с грузом на наибольшем вылете (рисунок 6.1)
где h – расстояние между серединами опор принятое конструктивно (рисунок 6.3).
Вертикальная нагрузка
Эти нагрузки воспринимаются упорным подшипником установленным на верхней траверсе (рисунок 2 а).
Для последующих расчетов предварительно выбираем диаметр верхней цапфы dв=85 мм наружный радиус упорного подшипника R=85 мм внутренний r=45 мм.
Момент сил трения на верхней опоре
где =01 – коэффициент трения обычно принимаемый для опор скольжения при густой смазке.
Рисунок 6.3 – Схема к расчету опор свободностоящего поворотного крана
Схема нижней роликовой опоры приведена на рисунке 2 б. Для подсчета момента на этой опоре предварительно (из компоновочного чертежа) принимаем: диаметр опорного ролика D=160 мм диаметр колонны в месте касания с роликами D0=260 мм диаметры цапф роликов dц=60 мм угол между осями роликов =80° (принимается в пределах 60 90°).
Нагрузка на опорный ролик
Усилие необходимое для перекатывания ролика
где f и р – коэффициенты трения качения и скольжения.
Момент сил трения на нижней опоре
Момент необходимый для поворота крана при установившемся движении
Маховой момент крана при крайнем положении тележки с грузом
Момент сил инерции при заданном времени пуска tn=5 при tн=tn и n0=nкр
Суммарный пусковой момент
Необходимая пусковая мощность при М=Мсум и n=nкр
где – коэффициент полезного действия механизма;
Продолжительность включения двигателя при заданном среднем режиме работы механизма ПВ=25%. Необходимая установочная мощность двигателя
где – средний коэффициент пусковой перегрузки предварительно принятый согласно стр. 31.
Мощность двигателя при установившемся движении механизма
Исходя из мощности N по таблице XXX [10] выбираем наименьший из имеющихся двигателей типа МТ011-6 мощностью Nд=14 кВт при 25% ПВ с числом оборотов nд=885 обмин. Маховой момент ротора предельный коэффициент пусковой перегрузки = 23.
Выбранный двигатель окончательно проверяем по условиям пуска.
Номинальный момент двигателя при 25% ПВ
Средний коэффициент пусковой перегрузки двигателя при наибольшем и наименьшем коэффициентах =2 и =11
Маховой момент крана при положении тележки с грузом на наибольшем вылете подсчитанный выше . Beличина этого момента приведенного к валу двигателя при n0=nкр и n=nд
Принятый диаметр тормозной муфты DT=200 мм ее маховой момент по таблице XXIV [10]
Общий маховой момент механизма
Из аналогичного расчета при положении тележки на 08 вылета имеем .
Момент сил инерции при положении тележки на наибольшем вылете
при положении тележки на 08 вылета
Наибольшее время пуска при положениях тележки: на наибольшем вылете
на 08 вылета (из аналогичного расчета)
Допустимое время пуска
Передаточное число механизма при заданной скорости вращения крана nкр=2 обмин
В рассчитываемом кране принята трехступенчатая передача с передаточными числами: первой ступени (червячный редуктор) i1=50 второй ступени (цилиндрические зубчатые колеса) i2=27 и третьей ступени i3=325.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ РАБОТЕ МАШИНЫ
1 Техника безопасности при проведении работ
Требования безопасности перед началом работы:
Осмотреть привести в порядок и надеть спецодежду. Застегнуть и заправить ее так чтобы она не имела свисающих и развевающихся концов и не стесняла движений.
Убедиться в исправности и комплектности средств индивидуальной защиты.
Пройти предсменный медицинский осмотр. Получить направление на работу от механика по эксплуатации путеремонтной летучки.
Получить от машиниста (оператора) ПРЛ-4М сдающего смену сведения о неполадках которые наблюдались в течение предыдущей смены и мерах принятых для их устранения. Совместно с машинистом (оператором) ПРЛ-4М сдающим смену осмотреть и проверить путеремонтную летучку (при сменной работе).
При односменной работе необходимо проверить состояние путеремонтной летучки.
Проверить наличие и исправность ручного инструмента аптечки и средств пожаротушения. На ПРЛ-4М должен быть установлен углекислотный огнетушитель.
Убедиться в отсутствии людей около ПРЛ-4М подать звуковой сигнал и запустить двигатель.
Опробовать работу всех механизмов. Устранить неисправности обнаруженные при осмотре машины.
Требования безопасности во время работы:
Во время работы машинист (оператор) ПРЛ-4М своими действиями должен обеспечить безопасную и безаварийную работу обслуживаемой им машины.
К месту работы ПРЛ-4М транспортируется только в составе поезда со скоростью не более 80 кмч - по перегонам и не более 15 кмч - по стрелочным переводам.
Прибыв на место работы получить от мастера пути задание на работу и инструктаж по технике безопасности связанный с особенностями работы.
Выполнение работ с применением ПРЛ-4М должно производиться на тупике или перегоне закрытом для движения поездов под руководством и постоянным наблюдением руководителя работ (мастера бригадира пути) который несет ответственность за безопасное производство работ.
Выезд ПРЛ-4М на закрытый перегон (тупик) и возвращение на станцию производятся по разрешению оформленному на бланке (белого цвета с красной полосой по диагонали) с выдачей предупреждения о порядке скорости следования и пункта остановки.
В тех случаях когда ПРЛ-4М хранится на боковом пути выезд ее на путь производится после получения приказа о состоявшемся закрытии перегона и ограждения участка работ сигналами остановки.
При работе на перегоне и тупике места работы должны быть ограждены в соответствии с действующей инструкцией по сигнализации.
У мест работы ПРЛ-4М должен выставляться сигналист для оповещения работающих о приближении поездов по соседнему пути. Оповещение производится сигналом рожка.
В темное время суток место работы ПРЛ-4М должно быть освещено.
При приближении поездов по соседнему пути все рабочие должны сойти с междупутья внутрь колеи закрытого пути или на обочину противоположную действующему пути.
Работа ПРЛ-4М во время прохода поездов должна быть прекращена.
При дистанционном управлении машинист (оператор) ПРЛ-4М должен находиться около рабочего органа машины на обочине земляного полотна с полевой стороны.
находиться в междупутье во время работы машины;
работать на ПРЛ-4М в сильный туман снегопад и т.д.;
находиться ближе 5 м спереди или сзади ПРЛ-4М во время ее работы;
производить крепление смазку и регулировку рабочих узлов во время работы ПРЛ-4М;
подлезать под ПРЛ-4М приподнятую на гидравлических домкратах;
производить осмотр рабочих узлов машины со стороны соседнего пути не убедившись в отсутствии проходящих поездов.
Требования безопасности в аварийных ситуациях:
При сходе ПРЛ-4М с железнодорожного пути:
сообщить об этом диспетчеру указав место схода и возможность движения составов по соседним путям;
ожидать прибытия ремонтной бригады.
При пожаре приступить к тушению очага пожара имеющимися средствами пожаротушения; сообщить об этом по телефону или другими средствами связи диспетчеру или мастеру (начальнику) смены.
При обрыве провода запрещается приближаться к опасному месту на расстояние ближе 8 м. При этом необходимо принять меры исключающие попадание других работников в опасную зону и сообщить о случившемся диспетчеру или другому должностному лицу.
Уходить из зоны растекания тока следует короткими шажками не отрывая одной ноги от другой.
Требования безопасности по окончании работы:
Возвращение ПРЛ-4М на станцию после окончания работы должно производиться в полном соответствии с выданными поездными документами.
2 Охрана окружающей среды при работе машины
Путевые машины с ДВС загрязняют воздух оксидом углерода оксидами азота и серы углеводородами альдегидами сажей а также свинцом и его соединениями. Топливо и отработавшие газы двигателей путевых машин по-разному влияют на организм человека но наиболее токсичными являются свинец и его соединения.
Оксид азота в соединении с водяными парами образует азотную кислоту которая раздражает легочную ткань что приводит к хроническим заболеваниям. Диоксид азота раздражает слизистую оболочку глаз легких и вызывает необратимые изменения в сердечнососудистой системе. Соединения свинца вызывают в организме нарушения в обмене веществ и кроветворных органах. Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим потерям. Это связано прежде всего с тем что токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений приводят к снижению урожаев и потерям в животноводстве.
Непосредственную опасность для растений представляют диоксид серы оксид азота продукты фотохимических реакций и этилен.
Грунтовые и поверхностные воды в большей степени подвержены опасности загрязнения топливом маслами и смазочными материалами. Пленка из углеводородов на поверхности воды затрудняет процессы окисления отрицательно влияет на живые организмы и изменяет качество воды.
Отработавшие газы способствуют ускорению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины оцинкованных поверхностей и черных металлов а также покраски облицовки и конструкции зданий.
На концентрацию в воздухе токсичных веществ влияют сорт топлива тип двигателя скорость и равномерность движения состав парка машин и интенсивность движения возможности распределения этих продуктов в атмосфере.
Еще одним фактором воздействия транспорта на окружающую среду и человека является шум создаваемый двигателем внутреннего сгорания.
Поэтому для снижения экологической нагрузки на окружающую среду от путевых машин очень важно поддержание в течение всего срока службы экологических параметров заложенных заводом-изготовителем.
Так разрабатываются методы повышения к.п.д. существующих ДВС путем создания конструкции регулирования степени сжатия и рабочего объема. Теоретические и экспериментальные исследования показывают что путем оптимизации степени сжатия и рабочего объема ДВС может быть улучшена эксплуатационная топливная экономичность и обеспечено снижение выброса парниковых газов (СО2) в условиях городского движения от 20 до 40 %.
Перспективы альтернативного топлива таковы что уже сегодня мировые автопроизводители говорят о внедрении к 2010 году порядка 50 различных моделей работающих на альтернативном виде горючего. В Европе к примеру особенно активны в этой области компании Mercedes-Benz BMW MAN. А к 2020 году согласно резолюции ООН нацелившей страны Европы на переход автомобилей на альтернативные виды моторного топлива ожидается увеличение «альтернативщиков» до 23% всего автопарка из них 10% (порядка 235 млн. единиц) – на природном газе.
В настоящее время также разрабатываются конструкции гидридных силовых установок что может положительно сказаться на экологии.
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ ПУТЕРЕМОНТНЫХ ЛЕТУЧЕК
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ— система мер по обеспечению рационального использования ресурсов удовлетворению прироста потребности в них народного хозяйства главным образом за счет экономии.
Настоящее ресурсосбережение начинается с проектирования когда
оно уже на стадии проектов закладывается во все технологические операции. Таким образом проектировщики на высоком уровне должны решать
большой круг непростых порой противоречивых по своим особенностям и
последствиям задач экологического экономического и социального характеров.
Одно из основных мероприятий при проектировании путевой техники в целом и путеремонтных летучек в частности– развивать создание замкнутых безотходных и малоотходных технологических процессов и производств.
Малоотходное производство является промежуточным этапом безотходного производства т.е. это производство результаты которого при
воздействии на окружающую среду не превышают уровня ПДК. При этом
по техническим экономическим организационным или другим причинам
часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на
длительное хранение или захоронение.
Безотходное производство – форма организации технологических
процессов при которой отходы производства сведены к минимуму или
полностью перерабатываются во вторичные материальные ресурсы. При
безотходном производстве необходимо использование сбалансированных
по основным компонентам технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками.
В настоящее время рециклинг на производственных предприятиях обеспечивает значительную экономию материалов так как до 97% материалов проектируемой машины могут впоследствии быть повторно использованы в производстве.
Достижения в современном металловедении позволяют использовать современные более качественные металлы и сплавы что также значительно уменьшает металлоемкость будущей машины и увеличивает срок ее службы.
Однако основным фактором ресурсосбережения при проектировании является грамотная работа инженеров-конструкторов так как задание излишнего запаса прочности к примеру значительно и нецелесообразно увеличивает расход материала на единицу продукции. Такая же ситуация и с подбором силовых установок для экскаваторов. Грамотный расчет и проведение патентного анализа внедрение новый разработок и конструкторских решений позволяют создать максимально унифицированную менее энергоемкую машину с наибольшим ресурсом.
Качественный технический сервис – основа ресурсосбережения при эксплуатации машин. Практика показывает что эффективное использование техники возможно только при наличии хорошо организованного технического сервиса. В связи с экономической заинтересованностью владельца техники в полном использовании ресурса машины изменилась и стратегия ремонта произошел переход от затратного полно-комплектного ремонта машин к ремонту их составных узлов и агрегатов возросла роль необезличенного ремонта и диагностики. На смену жесткой планово-предупредительной стратегии технического обслуживания и ремонта машин по наработке или расходу топлива приходит стратегия основанная на управлении надежностью машин в эксплуатации по результатам оценки их технического состояния. Реализация этой стратегии требует соответствующего обеспечения диагностическими средствами применение которых обеспечивает ресурсосбережение при эксплуатации машин. Но основное в ресурсосбережении в техническом сервисе и эксплуатации транспортно-технологических машин – это повышение эксплуатационных свойств таких как экологичность экономичность надежность при проектировании и производстве машин. Для увеличения срока службы деталей и механизмов транспортно-технологической машины заводы-изготовители вводят конструктивные и технологические усовершенствования.
МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАШИН
1 Основные задачи метрологии
Самым существенным способом поддержания единства измерений является использование эталонов.
Эталон – средство измерения обеспечивающие воспроизводство и сохранение единицы с целью передачи его размеров по поверочной схеме средств измерений. Эталон воспроизводится с наивысшей метрологической точностью достаточным на данном этапе науки и техники.
Основные задачи метрологии:
)Развитие общей теории измерений.
)Установление единых физических величин и их систем.
)Разработка методов и средств измерений.
)Установление эталонов.
2 Основные задачи стандартизации
Стандартизация – установления и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон в частности при соблюдении условий эксплуатации и требований безопасности.
В развитом машиностроении большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости. Стандарты основываются на объединении достижений науки техники практического опыта и определяют основы не только настоящего но и будущего развития производства.
Объекты стандартизации – конкретная продукция а также нормы правила методы термины единицы величин и т.п. многократно применяемые в науке технике промышленности строительстве транспорте здравоохранении и других сферах народного хозяйства.
При выполнении курсового проекта использованы следующие ГОСТы:
ГОСТ 2.01–68 (СТ СЭВ 364-76). Основные положения ЕСКД;
ГОСТ 2.201–80. Обозначение изделий и КД;
ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовой документации;
ГОСТ 2.401–68 (СТ СЭВ 1181-78). Общие правила выполнения чертежей;
ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181-78). Форматы;
ГОСТ 2.302-68 (СТ СЭВ 1181-78). Масштабы;
ГОСТ 2.303-68 (СТ СЭВ 1181-78). Линии;
ГОСТ 2.304-81 (СТ СЭВ 6306-88). Шрифты чертежные;
ГОСТ 2.307-68 (СТ СЭВ 2180-80). Нанесение размеров;
ГОСТ 2.305-68 (СТ СЭВ 363-88). Изображения виды сечения и разрезы;
ГОСТ 2.308-79 (СТ СЭВ 368-76). Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей;
ГОСТ 2.316-68 (СТ СЭВ 856-78). Правила нанесения на чертежах надписей и технических требований;
ГОСТ 25346-88 (СТ СЭВ 147-75). Единая система допусков и посадок;
ГОСТ 2.109-73 (СТ СЭВ 5045-85). Сборочные чертежи;
ГОСТ 2.108-68 (СТ СЭВ 2516-80). Спецификация.
В данном курсовом проекте был рассмотрена путеремонтная летучка ПРЛ-4 предназначенная для механизации: погрузки разгрузки и транспортирования 25-ти метровых рельсов деревянных и железобетонных шпал и блоков стрелочных переводов в пределах дистанции пути на закрытых перегонах.
Данная путеремонтная летучка была модернизирована была обеспечена самоходность данной машины. Для обеспечения самоходности ПРЛ-4 в данном курсовом проекте был заменен установленный на базовой машине дизель-генераторный агрегат АД-60 мощностью 60 кВт на более мощный дизель-генераторный агрегат типа АД200 мощностью 200 кВт.
Для обеспечения привода передвижения была установлена тяговая тележка под платформу «Кран-2» со стороны кабины для обслуживающего персонала а также необходимые системы управления движением и тормозами.
Был произведен тяговый расчет модернизированной машины расчет устойчивости расчет механизмов крана. Описаны мероприятия по охране труда при работе и транспортировании машины ресурсосбережение и основы метрологии и стандартизации при проектировании машин.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
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.
N ЦП3113 Правила ремонта путеремонтных летучек ПРЛ-34 (временные).
Путевые машины. Под ред. М.В. Поповича. -М. : ГОУ 2009 - 820 с. Рассмотрены конструкции теория и расчеты путевых машин получивших в путевом хозяйстве применение для ремонта и содержания земляного полотна балластировки и подъемки пути очистки щебня сборки разборки и укладки рельсошпальной решетки и т.д. Учебник предназначен для студентов вузов железнодорожного траспорта.
Ремонт путевых машин: Справочник для студентов ВУЗов ж.-д. трансп. Под ред. С.М. Ушакова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Транспорт 1988. – 225 с.
Совершенствование организации и механизации путевых работ под ред. К.И. Исаева. – М.: Транспорт 1976.
Соломонов С.А. Машины и механизмы для путевого хозяйства: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. С.А. Соломонов В.П. Хабаров Л.Я. Малицкий Н.М. Нуждин. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Транспорт 1984. – 440 с.
Соломонов С.А. Путевые машины: Учебник для вузов ж.-д. трансп. С.А. Соломонов М.В. Попович В.М. Бугаенко и др. – М.: Желдориздат 2000 –- 756 с.
Павлов Н.Г. Примеры расчетов кранов Н.Г. Павлов Н.Л. Пономаренко О.И. Орлова. – М.: Транспорт 1967. – 345 с.

Общий вид.dwg

Габарит 1-Т ГОСТ 9238-2013
Технические характеристики:
Скорость передвижения по перегону в составе поезда
дизель-генератор АД60 60
дизель-генератор АД200 200
Грузоподъёмность крана
Угол поворота стрелы
Высота подъема крюка над УВГР
Вылет грузового крюка
передвижение груза 0
Частота вращения стрелы
Электромагнит подъемной силой
Перевозимые материалы за один рейс
шпалы деревянные 174
шпалы железобетонные 63
обслуживающих путеремонтную летучку

МПГ.dwg

Технические требования
Несоосность валов электродвигателя и редуктора не более 0
Радиальное смещение валов электродвигателя и редуктора до 0
Механизм подъема груза
свободно стоящего крана
Технические характеристики:
Номинальная грузоподъемность
Электродвигатель АИР 132М6
Передаточное отношение редуктора 14
Габаритные размеры барабана
Габаритные размеры привода ДхШхВ

СБ.dwg

Технические требования
Все параметры и размеры - для справок
Необработанные поверхности корпуса редуктора красить:
внутри - маслостойкой краской красного цвета; снаружи - атмосферостойкой
нитроэмалью серого цвета; пробка-одушина и пробка маслосливная - красного цвета.
Перед окончательной сборкой плоскость разъёма покрыть пастой типа Герметик.
При сборке редуктора величина суммарного осевого зазора конических
роликоподшипников должна быть отрегулирована в пределах: 0
Техническая характеристика
Передаточное число редуктора
Вращающий момент на выходном валу
Частота вращения выходного вала
Кинематическая схема приводной тележки ПРЛ-4М