Трехроторный снегоочиститель ЭСО-3

2-сп.cdw

Кинематическая схема
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.00 К3
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.01
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.02
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.03
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.04
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.05
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.06
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.07
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.08
Пневматический стопор
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.09
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.10
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.11
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.12
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.13
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.14
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.15
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.16
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.17

1-сп.cdw

Снегоочеститель трехроторный
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.00 ВО
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.01
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.02
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.03
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.04
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.05
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.06
Выбросной ротор - метатель
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.07
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.08
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.09
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.10
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.11
Цилиндрический редуктор
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.12
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.13
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.14

PZ.docx

АНАЛИЗ МАШИН ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАННОЙ РАБОТЫ3
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ МАШИН ДАННОГО ТИПА ПАТЕНТНЫЙ АНАЛИЗ9
ВЫБОР ВАРИАНТА КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ13
РАСЧЁТ ОСНОВНОГО РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ20
1 Расчет рабочей скорости снегоочистителя20
2 Расчет мощности привода фрез20
3 Расчет выбросного ротора23
4 Расчет щеточного рабочего органа25
КИНИМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА РОТОРА28
1 Выбор электродвигателя28
2 Кинематический расчет привода29
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА ПРИ РАБОТЕ ПУТЕВОЙ МАШИНЫ30
Список используемых источников32
Для очистки путей от глубоких снежных заносов - до 4-45 м - созданы роторные снегоочистители - машины с активным рабочим органом. Роторные снегоочистители первых конструкций оборудованные одним совмещенным рабочим органом (ротором) вырезали снег из забоя и отбрасывали его в сторону от пути но не могли очищать пути при глубине заноса более 3. м. Объясняется это тем что площадь поперечного сечения активно разрабатываемой траншеи при максимальном диаметре ротора соответствующем габариту подвижного состава составляет примерно 60% площади траншеи которая должна быть пробита при первом проходе снегоочистителя. Остальная часть траншеи у таких снегоочистителей разрабатывается пассивно - неподвижными поверхностями снег с которых направляется к ротору. При этом снег сильно спрессовывается что еще более увеличивает лобовые сопротивления передвижению снегоочистителя в забое.
В-50-60-х годах создано семейство роторных снегоочистителей с питателями позволяющими расчищать пути от глубоких заносов. В настоящее время это основные машины применяемые для очистки пути при таких заносах. Если в однороторных снегоочистителях захватывает и отбрасывает снег один рабочий орган ротор то в роторных снегоочистителях с питателями функции рабочих органов разделены – питатели вырезают снег из забоя и подают к ротору который отбрасывает его в сторону от оси пути. Применение питателей дало возможность увеличить активно-разрабатываемую площадь траншеи снизить лобовые сопротивления и повысить максимальную-глубину заноса при очистке пути до 45 м. К этим снегоочистителям относятся электрический трехроторные ЭСО-3 (марка первых выпусков этих снегоочистителей БРС3) двухроторный электрический со щеточным устройством ЭСО-Щ фрезерно-роторный электрический ФРЭС. Снегоочистители перемещаются при работе и получают электроэнергию для питания приводов рабочих органов от специально оборудованных тепловозов.
В данном курсовом проекте модернизируется трехроторный снегоочиститель ЭСО-3 путем установки щеточного рабочего органа после подрезного ножа что позволит улучшить качество очистки РШР.
АНАЛИЗ МАШИН ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАННОЙ РАБОТЫ
Плужные снегоочистители
В эксплуатации находятся снегоочистители СДП СДПМ СДПМ-2 и СПУ-Н. Рабочий орган такой машины представляет собой отвальный плуг состоящий из системы переставляемых крыльев и неподвижных щитов-отвалов. При движении снегоочистителя плуг подрезает слой снега и отбрасывает его в сторону от пути. По характеру отбрасывания снега плужные снегоочистители бывают (Рисунок 1) однопутные или двухотвальные (а) двухпутные или одноотвальные (б) и универсальные с системой перестановки отвалов на работу по схеме а или б в зависимости от конкретных условий работы.
Рисунок 1 - Схемы очистки пути от снега плужным рабочим органом: однопутная двухотвальная (а) и двухпутная одноотвальная (б)
Двухпутный снегоочиститель СДПМ-2 (Рисунок 2) представляет собой специальный четырехосный вагон 4 утяжеленной конструкции позволяющий сохранять устойчивость при пробивке снежных завалов. Вагон опирается на типовые двухосные тележки 3 имеет тормозную систему автосцепки 7 и систему сигнализации что позволяет снегоочиститель прицеплять к локомотиву или транспортировать в составе грузового поезда. Спереди и сзади снегоочистителя установлены плужные снегоочистительные устройства включающие лобовой щит 6 с подрезным ножом 1 боковое 5 и угловое 2 крылья. В транспортном положении крылья повернуты на кронштейнах вдоль машины подняты и закреплены транспортными стяжками. Поднят и закреплен стяжками также подрезной нож 1. При работе с одной стороны прицепляется локомотив снегоочистительное устройство остается в транспортном положении а противоположное устройство приводится в рабочее положение. При работе на двухпутном участке если движение поездов по соседнему пути не закрывается то по условиям безопасности угловое крыло 2 остается в транспортном положении и закреплено.
Рисунок 2 - Двухпутный плужный снегоочиститель СДПМ-2: 1 – подрезной нож; 2 и 5 – угловое и боковое крылья; 3 – ходовая тележка типа 18-100; 4 – корпус; 6 – лобовой щит; 7 – выдвижная автосцепка; 8 – прожектор
Помимо плужных снегоочистителей на базе специального вагона применяются навесные плуги монтируемые в виде съемного оборудования на мотовозах и маневровых тепловозах.
Таблица 1 - Технические характеристики плужных снегоочистителей
Ширина захвата при открытых крыльях м
Максимальная толщина очищаемого слоя снега м
Максимальная рабочая скорость кмч
Максимальная транспортная скорость кмч
* При однопутном положении отвала
Роторные снегоочистители
Роторные снегоочистители предназначены для очистки пути от глубоких снежных заносов толщиной до 45 м при плотности слежавшегося снега до 800 кгм3. Рабочее оборудование таких снегоочистителей включает один или два горизонтальных ротора-питателя для подрезания снега в забое и направления его к выбросному ротору представляющему собой лопастной метатель. Для подбора снега с нижних слоев на глубину 50 мм ниже УВГР снегоочистители имеет подрезной нож а для подачи снега к роторам-питателям и профилирования стенок траншеи они оснащается боковыми крыльями. По существу это роторно-плужные снегоочистители.
Снегоочиститель ЭСО-3
Снегоочиститель ЭСО-3 (Рисунок 3) - специальный железнодорожный вагон оборудованный роторным снегоочистительным устройством подрезным ножом 8 вертикальными подкрылками и боковыми крыльями. Роторное снегоочистительное устройство состоит из двух барабанов-питателей -5 и 7 расположенных один над другим в носовой части машины и выбросного ротора-метателя 4 установленного за барабанами-питателями. Питатели вырезают снег из забоя и подают к выбросному ротору который отбрасывает его в правую или левую сторону от оси пути на расстояние до 40-50 м. Вертикальными подкрылками и подрезным ножом 8 оформляется сечение траншеи до размеров нужных для прохода снегоочистителя толкающего тепловоза и другого подвижного состава. Боковыми крыльями завершают разделку траншеи.
Приводы питателей и выбросного ротора состоят из электродвигателей постоянного тока получающих питание от генераторов тепловоза ТЭЗ или ТЭ2. Этот же тепловоз передвигает снегоочиститель при его работе и транспортировании. Привод механизмов раскрытия подъема и фиксации рабочих органов пневматический. Снегоочиститель оборудован автоматическим прямодействующим и ручным тормозами.
Рисунок 3 - Снегоочиститель ЭСО 3: 1-кузов 2-мотор генераторная группа 3-привод ротора 4-ротор 5 7-питатели- верхний нижний 6-механизм раскрытия крыльев 8-подрезной нож 9 11-ходовые тележки УВЗ 9М ЦНИИ ХЗ О 10-рама снегоочистителя
Таблица 2 - Технические характеристики роторных снегоочистителей
Производительность при плотности снега 500 кгм3 тч
Толщина очищаемого слоя м
Рабочая скорость при максимальной производительности кмч
Ширина разрабатываемой траншеи м:
при закрытых крыльях
при открытых крыльях:
Дальность отброса снега м
Транспортная скорость кмч
Масса снегоочистителя т
Снегоуборочный поезд с головной машиной СМ-2
Снегоуборочный поезд с головной машиной СМ-2 зимой убирает снег и лед на станционных путях стрелочных улицах и горловинах а летом очищает пути от мусора и других засорителей погружает их в специальные полувагоны (входят в состав снегоуборочного поезда) перевозит к месту разгрузки и выгружает. Снегоуборочный поезд несамоходный: для его передвижения используется маневровый или магистральный локомотив. Поезд состоит из головной машины СМ-2Б двух промежуточных и одного концевого полувагона. Головная машина очищает путь собирает снег или мусор скалывает уплотненный снег или лед загружает снегом или мусором прицепленные к ней полувагоны. Разгружается снегоуборочный поезд разгрузочным устройством концевого полувагона при движении или на стоянке в правую или левую сторону от оси пути. Рабочие механизмы снегопоезда получают электроэнергию от дизель-электростанции установленной на головной машине.
Головная машина СМ-2Б (Рисунок 4) снегоуборочного поезда состоит из ходовой рамы 2 крыльев 1 с боковыми щетками и механизмами поворота и подъема питателя с механизмом подъема 3 ленточного конвейера 4 льдоскалывающего устройства 11 кабины управления 5 кабины электростанции 9 пневматического оборудования 7 электрического оборудования 6. Все узлы и агрегаты смонтированы на ходовой раме которая воспринимает нагрузки и усилия действующие на машину во время работы и транспортирования.
Рисунок 4 - Головная машина СМ-2: 1-крыло с ротационной щеткой 2-рама ходовая 3-питатель с механизмом подъема конвейер 5-кабина управления б-электрооборудование 7-пневматическое оборудование 8-ручной тормоз 9-кабина электростанции 10-электростанция 11-льдоскалывающее устройство
В состав снегоуборочного поезда кроме головной машины входят два промежуточных и один концевой полувагоны предназначенные для приема снега или засорителей поступающих с конвейера головной машины перевозки и разгрузки их. Промежуточный полувагон - это специальный четырехосный полувагон без торцовых стенок у которого поверх основной рамы наклонно установлен пластинчатый конвейер образующий как бы подвижный пол вагона. Полувагон (Рисунок 5) состоит из сварной ходовой рамы 1 (установлена на двухосные вагонные тележки) продольного конвейера-накопителя 2 с приводом переходных щитков и тормозного оборудования 3.
Рисунок 5 - Промежуточный полувагон: I-ходовая рама; 2-конвейер-накопитель; 3-тормозное оборудование
Концевой полувагон (Рисунок 6) кроме конвейера-накопителя 3 аналогичного по конструкции конвейеру промежуточного полувагона имеет разгрузочное устройство 2 и кабину управления 1. Разгрузочное устройство состоит из рыхлителя и разгрузочного конвейера. Рыхлитель предназначен для рыхления крупных глыб снега поступающих с конвейера-накопителя на разгрузочный конвейер при разгрузке снегопоезда.
Рисунок 6 - Концевой полувагон: 1-кабина; 2-разгрузочное устройство; 3-конвейер-накопитель; 4-ходовая рама
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ МАШИН ДАННОГО ТИПА ПАТЕНТНЫЙ АНАЛИЗ
К основным направлениям совершенствования машин данного типа относят: улучшение принципиальных схем машин унификации их узлов повышение производительности обеспечение самоходности и др.
Одним из важных принципов устройства машины является индивидуальный привод всех рабочих органов поэтому необходимо сделать его простым в эксплуатации и ремонте.
Важный вопрос также стоит перед разгрузкой снега в сторону от пути на значительное расстояние как при движении машины так и на стоянке. Улучшение процесса разгрузки позволит значительно полнее использовать свободные участки на полосе отвода в границах станции для складирования убираемого снега.
В качестве модернизации машины установим щеточный рабочий орган после подрезного ножа. Например в снегоуборочной машине ЭСО-Щ установлена ротор-щетка вместо питателей. В нашем случай щеточный рабочий орган выполняет окончательную очистку РШР что способствует повышению качества уборки снега. При этом привод щетки может быть как гидравлическим так и пневматическим что позволяет использовать ее на различных видах путевых машин.
Рассмотрим некоторые патенты по выбранной теме модернизации.
Патент РФ РФ 2043460 (автор Митрохин А.Н.).
Изобретение относится к железнодорожному транспорту в частности к щеткам рабочих органов машин для очистки железнодорожных путей от снега сколотого льда и засорителей.
Из известных устройств для осуществления очистки железнодорожного полотна наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является щетка для железнодорожных уборочных машин выбранная в качестве прототипа. Известная щетка состоит из гибких прядей обоймы прижимной планки и стяжных болтов. Гибкие пряди представляют собой металлический канат одинакового по всей длине сечения и удерживаются в обойме прижимной планкой при этом конструкция обоймы обеспечивает параллельность прядей в местах их выхода из заделки.
Наиболее существенным недостатком известной щетки является малая долговечность гибких прядей.
Рисунок 7 – Крепление гибкой пряди
Щетка состоит из обоймы 1 гибких прядей 2 нажимной планки 3 стяжных болтов 4.
Гибкая прядь состоит из нескольких гибких элементов 5 двух гибких амортизаторов 6 крепежных болтов 7.
Предлагаемая щетка работает следующим образом.
При вырезании материала щеткой закрепленной на вращающемся барабане происходит изгиб гибкой пряди 2 в соответствии со схемой нагрузок изображенной на фиг.3. Благодаря тому что щеки обоймы в которой закреплены гибкие пряди расположены под углом друг к другу сила сопротивления изгибу элемента суммируется с центробежной силой. В результате этого уменьшается отклонение гибкой пряди что повышает ее усталостную долговечность.
Патент SU1179970A (авторы О.А. Муханов И.А. Муханов).
Уборочная щетка содержащая смонтированный на валу цилиндрический корпус с чередующимися по его окружности пучками ворса и держателями с ударными элементами с целью повышения долговечности и качества уборки держатели выполнены в виде U-образных пластин из ращения щетки а ударные элементы выполнены в виде металлических стержней смонтированных на свободных концах пластин параллельно линии их сгиба. Изобретение относится к уборочной технике и может быть использовано для уборки дорог тротуаров железнодорожных путей и т.д.
Рисунок 8 – Вид щетки
Уборочная щетка содержит смонтированный на валу 1 цилиндрический корпус 2 с чередующимися по его окружности пучками ворса 3 и держателями 4 с ударными элементами 5. Держатели 4 выполнены в виде U-образных пластин из упругого материала например резины с кордом линия сгиба которых перпендикулярна оси вращения щетки а ударные элементы 5 выполнены в виде металлических стержней смонтированных на свободных концах пластин параллельно линии их сгиба. Держатели 4 и пучки ворса 3 закреплены на корпусе 2 посредством стального троса 6.
Щетка работает следующим образом. При вращении вала 1 пластины 4 ударяют своими кромками и элементами 5 по твердым наростам снега разрушая их и изгибаясь по дугам. При этом пучки ворса 3 сметают разрушенный снег и лед. При прохождении различных препятствий например наледей рельсовых путей пластины 4 также сгибаются по дугам благодаря своей U-образной форме. Так как пластины работают своими кромками обеспечивается определенная жесткость щетки необходимая для разрушения твердых наростов снега. Стержни увеличивают эту жесткость.
Патент BY 549 (авторы Кривошеин М.Г. Балакина А.С.).
Дорожная щетка включающая в себя размещенные на ободе установленном на приводном валу держатели пучков щеточного ворса с необходимым из требований обеспечения качества очистки углом между соседними пучками в поперечном сечении отличающаяся тем что держатели пучков выполнены в виде незамкнутого профиля боковые стороны которого имеют отгибы на которых расположены отверстия в которых установлен щеточный ворс охватывающий наружные поверхности профиля благодаря чему образуются пучки при этом угол между боковыми поверхностями держателя равен требуемому углу между пучками а угол между держателями на ободе в два раза превышает требуемый угол между пучками.
Рисунок 9 – Дорожная щетка
Предложенная щетка представляет собой приводной вал 1 на котором размещены секции 2. На концах приводного вала установлены фланцы 3 через которые осуществляется привод. Длина каждой секции подбирается таким образом чтобы приводной вал был заполнен одинаковыми по длине секциями без остатка. Обод 4 образован продольными профилями 5 закрепленными на фланцах 6. Фланцы 6 имеют вырезы для размещения держателей 7 а также посадочные отверстия для установки на приводной вал и упоры 8 для передачи крутящего момента от приводного вала на секцию 2.
ВЫБОР ВАРИАНТА КОНСТРУКЦИИ МАШИНЫ
Трехроторный снегоочиститель ЭСО-3 (Рисунок 10) представляет собой специально оборудованный вагон опирающийся на две ходовых тележки 18 который имеет внутри бытовой 1 и машинный 3 отсеки а также кабину управления 2.
Рисунок 10 - Снегоочиститель ЭСО-3: 1 и 3 – бытовой и машинный отсеки; 2 – кабина управления; 4 и 8 – верхняя и нижняя фрезы; 5 и 7 – конические редукторы; 6 – фланец для установки жесткой автосцепки; 9 – выбросной ротор-метатель; 10 и 12 – цилиндрические редукторы; 11 и 15 – электродвигатели привода выбросного ротора и фрез; 13 – генератор; 14 – тормозная система; 16 – рама; 17 – ходовые тележки типа 18-100; 18 – противовес; 19 – автосцепка; 20 – привод подрезного ножа; 21 – пневматические цилиндры поворота боковых крыльев; 22 – боковые крылья
Рабочий орган снегоочистителя включает верхний 4 и нижний 8 питатели установленные на передней раме и выбросной ротор 10 установленный в кожухе. Привод роторов-питателей осуществляется двумя электродвигателями 16 через систему карданных валов и редукторы 13 7 и 5 а привод выбросного ротора – двумя другими электродвигателями 12 через редуктор 11. Применены электродвигатели постоянного тока с напряжением 700 В получающие питание от специально дооборудованного двухсекционного тепловоза 2ТЭ-116.
В носовой части снегоочистителя установлены 2 питателя - верхний и нижний - одинаковой конструкции. Питатель (рис. 11) состоит из барабана б сварной конструкции редуктора и электродвигателя 9. К продольным лопаткам барабана прикреплены съемные ножи 7. Электродвигатель 9 размещен внутри барабана.
Рисунок 11 - Питатель:
-роликоподшипник; 2-втулка; 3-шпонка; 4 18-цапфы; 5 14 16 17-крышки; 6-сварной барабан; 7-иож; 8-крышка люка; 9-электродвигатель ДПС-4935; 10-трубопроводы для подвода смазки; 11-шестерня иа валу двигателя; 12-шарикоподшипник; 13-корпус-вставка; 15-вал блока шестерен; 19-зубчатый венец
Корпус электродвигателя закреплен болтами неподвижно между крышкой 5 и корпусом-вставкой 13. Корпус-вставка 13 соединен с крышкой 14 болтами. Крышки 5 и 14 с обеих сторон закреплены жестко на цапфах 4 и 18 которые опираются на промежуточные втулки 2 закрепленные в стойках рамы снегоочистителя. Таким образом внутри питателя неподвижно установлены следующие элементы образующие единый блок: две цапфы 4 и 18 корпус- вставка 13 крышки 5 и 14 корпус электродвигателя 9.
Выбросной ротор-метатель (Рисунок 12) включает колесо с задней стенкой 6 и шестью лопастями 8 профильной формы. Колесо установлено на выходном валу редуктора и находится в кожухе 7. В верхней части кожуха на оси 2 установлена поворотная направляющая заслонка 1 имеющая привод поворота от пневмоцилиндра 3. Заслонка устанавливается в соответствии с направлением вращения ротора и направлением отбрасывания снега. Дальность отбрасывания снега до 40 м от оси ротора. Подаваемая питателем масса снега разгоняется лопастями и выбрасывается через верхнее отверстие кожуха по направляющей заслонке.
Рисунок 12 - Выбросной ротор-метатель: 1 – направляющая заслонка; 2 – ось; 3 – пневматический цилиндр; 4 – основание; 5 – рама машины; 6 и 8 – стенка и лопасти ротора; 7 – кожух
Снегоочиститель имеет боковые крылья 2 (Рисунок 13) с подкрылками 5 которые через петлевые шарниры 3 установлены на передней раме. В транспортном положении крылья фиксируются пневматическими стопорами 7 и стяжками 6. В плане крылья поворачиваются пневматическими цилиндрами 8. При разработке пионерной траншеи крылья устанавливаются в положение показанное пунктиром и удерживаются стопорами 7 через проушины 1 имеющие вытянутые отверстия.
Рисунок 13 – Боковые крылья
Подрезной нож 8 (Рисунок 14) при установках в рабочее и транспортное положения перемещается по направляющим 9 пневмоцилиндром 4 через рычажную передачу включающую двуплечий рычаг 6 и тягу 7. В транспортном положение рычаг 6 удерживается пневматическим стопором 5. Кроме того для индикации положения подрезного ножа используется механический указатель 2 и концевой выключатель 1 связанные через рычажную передачу 3 с двуплечим рычагом 6.
Рисунок 14 – Подрезной нож
Тяговый расчет путевой машины производится для оценки тяговых возможностей машины обеспечить устойчивое движение или начать движение примененным тяговым средством (тепловозом ТЭ3).
Сопротивление экипажа машины при движении с заданной скоростью складывается из основного и дополнительных сопротивлений движению:
W1 основное сопротивление движению связанное с трением в ходовых частях и движением по неровностям пути Н;
W2 дополнительное сопротивление движению связанное с преодолением уклона (движением на подъеме) Н;
W3 дополнительное сопротивление связанное с движением машины в кривой Н;
Wр - рабочее сопротивление.
Основное сопротивление движению экипажа машины или комплекса Н:
Gi вес i-й подвижной единицы комплекса кН.
qо нагрузка на ось кН.
Дополнительное сопротивление движению машины или комплекса связанное с преодолением уклона:
где 2 дополнительное удельное сопротивление обусловленное движением на уклоне НкН.
Оно численно равно уклону i выраженному в тысячных (ооо). Если нет специальных требований можно принимать i = 12 ооо.
При движении машины в кривой также возникает дополнительное сопротивление связанное со скольжением колесных пар поверхностями катания и гребнями Н:
где 3 дополнительное удельное сопротивление связанное с движением в кривой НкН. Оно определяется по эмпирической формуле: 3 = 700R (R радиус кривой м). Минимальное значение R = 150 м для магистральных железных дорог и R =60 м для путей промышленных предприятий.
Рабочее сопротивление:
где - коэффициент сопротивления снега резанию Па
Таким образом с применением тепловоза ТЭ3обеспечивается необходимое тяговое усилие как при трогании с места так и при движении с максимальной скоростью.
РАСЧЁТ ОСНОВНОГО РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
Рассмотрим расчет ротора – питателя как основного заборного рабочего органа всех снегоуборочных машин. Производительность согласно бланку задания 18000
1 Расчет рабочей скорости снегоочистителя
Рабочую скорость снегоочистителя определим по формуле:
где П – часовая производительность машины (П = 1800 м3ч); В – ширина разрабатываемой траншеи (В = 34 м); Н – высота разрабатываемой траншеи (Н = 4 м)
2 Расчет мощности привода фрез
Общая мощность N необходимая для работы ротора-питателя снегоочистителя складывается из двух составляющих – мощности холостого хода и полезной мощности расходуемой на резание и отброс снега кВт
где N1–мощность расходуемая на резание снега кВт
Wс–среднее суммарное сопротивление снега резанию режущими лопастями в данный момент Н
vр–скорость резания мс
–угловая скорость вращения фрезы =176 рад с-1;
R–радиус ротора по концам лопастей R=09 м;
n–частота вращения ротора n=28 с-1
k–коэффициент учитывающий угол резания k=11;
k1’–удельное сопротивление резанию k1’=32000 Нм2;
Fср–средняя суммарная площадь срезаемой стружки м2
Пр–производительность ротора Пр=05 м3с;
H–высота забоя H=4 м;
φср–средний угол наклона плоскости поперечного сечения стружки к горизонту т. е. средний угол поворота ротора град
φ–угол контакта ротора с забоем рад
h–расстояние от оси ротора до поверхности забоя h=07 м;
R–радиус ротора R=09 м
N2–мощность расходуемая на сообщение снегу скорости вращения ротора кВт
m–масса снега вырезаемая ротором за 1 с кг
ρ–плотность снега ρ=500 кгм3
N3–мощность расходуемая на преодоление силы трения снега о снежный массив кВт
–коэффициент трения снега о снег 2=014;
Qц–центробежная сила Н
m1–масса снега находящегося на режущих лопастях в данный момент времени кг
n–частота вращения ротора n=28 с-1;
φ–угол контакта ротора φ=246 рад
Rц–расстояние от оси вращения до центра тяжести призмы снега расположенного на лопасти м.
r0–расстояние от оси вращения ротора до начала лопасти r0=065 м
N4–мощность расходуемая на подъем вырезанного снега из забоя кВт
g–ускорение свободного падения g=981 мс2;
Hп–высота подъема ротором вырезанного снега Hп=215 м
N5–мощность расходуемая на сообщение снегу относительной скорости движения вдоль лопасти кВт
vr–относительная скорость движения вырезанного снега вдоль лопасти мс
Мощность двигателя кВт
–КПД трансмиссии ротора =09
3 Расчет выбросного ротора
Мощность Nв кВт затрачиваемая выбросным ротором складывается из мощности расходуемой на сообщение снегу кинетической энергии Nк преодоления силы трения снега о стенки кожуха Nтр сообщение снегу скорости движения вдоль лопасти Nл и подъем снега Nп.
Мощность расходуемая на сообщение снегу кинетической энергии кВт
где m–масса снега Выбрасываемая ротором за 1 с m=250 кг;
vв2–окружная скорость выбросного ротора мс
nв–частота вращения ротора nв=33 с-1
Мощность расходуемая на преодоления силы трения снега о стенки кожуха кВт
где 2–коэффициент трения снега о металл 2=002;
Rв–радиус выбросного ротора Rв=138 м;
в–угловая скорость вращения ротора рад с-1
Rц–расстояние от оси вращения до центра тяжести призмы снега расположенного на лопасти Rц=08 м
Мощность расходуемая на сообщение снегу скорости движения вдоль лопасти кВт
где r0–расстояние от центра ротора до начала лопасти r0=03 м
Мощность расходуемая на подъем снега кВт
Dв–диаметр выбросного ротора Dв=276 м
4 Расчет щеточного рабочего органа
При определении отдельных составляющих суммарной мощности рекомендуется использовать следующую методику.
Мощность для привода цилиндрической щётки
Nщ=Nтр+Nдеф+Nв+Nо(5.28)
где Nтр - мощность затрачиваемая на преодоление трения ворса щётки о поверхность;
Nдеф - мощность затрачиваемая на деформирование ворса щётки;
Nв - потери мощности на преодоление сопротивления воздуха;
Nо - мощность необходимая для отделения загрязнений и отбрасывания их.
В свою очередь перечисленные составляющие мощности определяют по следующим формулам.
Мощность затрачиваемая на преодоление трения ворса щётки о поверхность
где R - вертикальная реакция дороги действующая на ворс щётки Н;
fe - коэффициент трения ворса о дорожное покрытие;
v - скорость концов ворсинок щётки мс
- КПД передачи от двигателя к щётке;
Вертикальная реакция R приближённо определяется с использованием известных значений длины ворсинок S и у = S - a.
где α – силовой параметр м
Js Jy – интегралы являющиеся функцией коэффициента К который характеризует особенности деформации ворсинки.
Рисунок 15 – Расчетная схема к расчету деформации ворса
где EI – жёсткость ворсинки Hм2;
R – вертикальная реакция действующая на каждую ворсинку Н.
Приведенные формулы дают возможность определить вертикальную реакцию действующую на ворсинку подвергнутую деформации a. Полная реакция Р действующая на щётку
Коэффициент трения ворса о дорожное покрытие для стального ворса fв= 035 04 для ворса из капронового моноволокна fв= 04.
Мощность Nдеф затрачиваемая на деформирование ворса
При работе щётки первого вида т.е. со сплошным равномерным распределением ворса на сердечнике потерями мощности на преодоление сопротивления воздуха обычно пренебрегают и считают Nв= 0. Измерения показывают что отделение загрязнений и отбрасывание их происходит за счёт потенциальной энергии накапливаемой при деформации ворса щётки. Поэтому обычно принимают Nо=0.
Данная мощность обеспечивается за счет силовой установки тепловоза.
КИНИМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА РОТОРА
1 Выбор электродвигателя
Основными исходными данными для выбора электродвигателя являются мощность на выходном валу привода и частота вращения его вала. В первую очередь рассчитаем требуемую мощность электродвигателя:
где – требуемая мощность электродвигателя кВт;
– мощность на выходном валу привода кВт;
– общий КПД привода.
При последовательном соединении механизмов общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него механизм.
где – КПД зубчатой передачи;
– КПД подшипников качения.
Рекомендованные значения КПД данных видов передач:
Выбирая мощность двигателя необходимо учесть что
Таким образом выбрали два двигателя МП14 113 мощностью 200 кВт.
Для электродвигателя такой мощности соответствует несколько значений синхронной частоты.
Вычислим требуемую синхронную частоту по формуле:
где –частота вращения выходного вала привода обмин;
–общее передаточное отношение привода
2 Кинематический расчет привода
Кинематический расчет заключается в расчете угловых скоростей вращения валов привода.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА ПРИ РАБОТЕ ПУТЕВОЙ МАШИНЫ
При очистке пути роторным снегоочистителем на двухпутном участке когда второй путь расчищен поезда следующие по этому расчищенному пути пропускаются со скоростью устанавливаемой руководителем работ в необходимых случаях с проводником. Место работ роторного снегоочистителя ограждается по соседнему пути сигналами остановки. К проходу поезда работа снегоочистителя прекращается и крылья закрываются. При работе на электрифицированном участке напряжение с контактного провода должно быть снято. В зависимости от глубины и плотности снега работа снегоочистителя по расчистке снежного заноса может происходить за один или два прохода. При глубине снега до 1 м и незначительной плотности расчистку снега производят за один проход т. е. с раскрытыми крыльями. При глубине снега более 1 м расчистку осуществляют за два прохода: первый проход с раскрытыми вертикальными подкрылками и закрытыми крыльями второй проход - по разделке траншеи - с открытыми крыльями.
При работе снегоуборочных и снегоочистительных машин необходимо соблюдать следующие требования:
- работой снегоочистителя по очистке путей от снега на перегонах и станциях должен руководить дорожный мастер;
- при работе машин обслуживающая бригада обязана внимательно следить за сигналами светофоров и путевых знаков за свободностью пути препятствиями и своевременно убирать рабочие органы снегоуборочной и снегоочистительной техники в пределы габарита подвижного состава повторять звуковые сигналы локомотива;
- расцепление снегоочистителя струга-снегоочистителя от локомотива должно производиться машинистом или помощником машиниста снегоочистительной машины после надежного закрепления машины тормозными башмаками и контролироваться руководителем работ;
- запрещается подсоединять электрические кабели и провода от тепловоза к роторному электроснегоочистителю или отсоединять их при работающем дизеле тепловоза;
- при работе снегоочистителей не допускается нахождение работающих на расстоянии менее 400 м впереди плужного снегоочистителя и в зоне рабочих органов при открытии и закрытии крыльев при опускании плуга а также во время работы машины;
- запрещается находиться со стороны выброса снега или ближе 5 м от пути с противоположной стороны а также на пути перед вращающимися питателями снегоочистителя на расстоянии от снегоочистителя менее 30 м;
- закрепление крыльев в транспортном положении и освобождение их из этого положения необходимо производить при отсоединенной питательной магистрали локомотива;
- при приведении снегоочистителя в транспортное положение нижний питатель должен быть надежно закреплен во избежание вращения кронштейнов поставленных на рассекатель.
Для осмотра выбросного ротора питателя или других элементов конструкции роторного снегоочистителя если при этом требуется нахождение человека в зоне их действия следует снять напряжение с генераторов тепловоза остановить дизели закрепить в транспортном или рабочем положении габаритные и основные крылья и подрезной нож перекрыть краны подвода воздуха к коллекторам а краны управления рабочими органами установить в нейтральное положение (полностью снять давление и отключить воздушную сеть снегоочистителя от питательной магистрали тепловоза). При этом один из членов бригады должен находиться в кабине управления чтобы не допустить включения рабочих органов без соответствующей команды.
Обслуживающему персоналу запрещается осматривать и очищать рабочие органы роторного снегоочистителя (ротор питатель подрезной нож и т. д.) чистить коллекторы электрических машин а также осматривать и смазывать подшипники редукторов и валов передачи при работе дизеля тепловоза. Эти операции следует производить только при остановленном дизеле тепловоза.
Список используемых источников
Попович М.В. Путевые машины: Учебник для вузов ж.-д. транс. М.В.Попович В.М. Бугаенко Б.Г.Волковойнов и др. Под ред. М.В.Поповича В.М.Бугаенко. – М.: Желдориздат 2009. – с.
Яковлева Т.Г. Железнодорожный путь Т. Г. Яковлева [и др.]. - М. : Транспорт 2001. - 372 с.
Абашин. В.М. Путевые машины на железнодорожном транспорте В. М. Абашин. - М. : Маршрут 2002. - 29 с.
Путевые машины под. ред. С. А. Соломонова. - М. : Транспорт 2000. - 756 с.
Уралов В.Л. Комплексная механизация путевых работ В. Л. Уралов [и др.]. - М. : Маршрут 2004. - 382 с.
Теклин В.Г. Путевые струги снегоочистители уборочные машины В.Г. Теклин – «Транспорт» М. 1986 -232с.

2-сп-1.cdw

Кинематическая схема
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.00 К3
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.18
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.19
Пневматический цилиндр
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.20
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.21
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.22
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.23
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.24
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.25
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.26
Редуктор привода ротора
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.27
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.28

1.cdw

Техническая характеристика
Производительность 18000 м
Толщина очищаемого слоя 4 м
Рабочая скорость 1 кмч
Ширина разабатываемой траншеи
при закрытых крыльях 3
при открытых крылья:
Дальность отброса снега 40 м
Транспортная скорость 100 кмч
Снегоочеститель трехроторный
КП.ПММ.ЭСО-3.00.00.00 ВО