ВПРС машина циклического действия для пути и стрелок

подбивочный блок впрс-02к.cdw

КП 19020565.0.00.000.
Подбивочный блок машины ВПРС-02
Гидроцилиндры привода рычагов подбоек
Ограничитель раскрытия подбоек (фиксатор) с пневмоцилиндром
Корпус блока (станина)
Верхняя часть рычагов подбоек
Гидолцилиндры поперечного поворота (откидывания) подбоек
Нижняя поворотная часть рычагов подбоек
Гидомотор привода эксцентрикового вала
Маслянные бачки системы смазки
Эксцентриковый вал с двумя маховиками

ВПРС-02 777.doc

Дальневосточный Государственный Университет
КАФЕДРА: "Строительные и путевые машины
По дисциплине “Путевые машины”
На тему: "ВПРС машина циклического действия для пути и стрелок”
Аннотация машин применяемых для выполнения заданной работы их характеристика и краткий анализ.
Выбор варианта конструкции машины описание машины; технологии производства работ.
Конструктивная разработка машины на основании технического задания на работу.
Меры по обеспечению техники безопасности и охраны труда при производстве работ.
В связи с этим появились новые технологические процессы ремонта пути: обновление и капитальный ремонт ремонт балластной призмы средний и подъемочный ремонт планово-предупредительный с выправкой и т.д.
Однако главная задача механизации путевых работ — повышение качества работ ремонта пути для увеличения межремонтных сроков и снижения эксплуатационных расходов.
Значительный вклад в решение этих задач внесли заводы: калужские «Путьмаш» «Трансмаш» «Тулажелдормаш» Энгельский транспортного машиностроения Людиновский тепловозостроительный Верещагинский по ремонту путевых машин и производству запасных частей «Муромтепловоз» Тихорецкий машиностроительный Ярославский ВРЗ.
Однако применяемые машины еще не обеспечивают полной механизации всех работ. Если наиболее трудоемкие операции выполняются машинами то ряд путевых работ – с помощью электрического и гидравлического инструмента а в ряде случаев даже в ручную. Для того чтобы завершить комплексную механизацию необходимо создавать ряд новых машин а некоторые из существующих модернизировать. Большая роль в развитии путевого хозяйства и машиностроения принадлежит советским и российским конструкторам.
При создании машин особое внимание уделяют следующим основным положениям:
-повышение скорости и усилий рабочих органов;
-создание машин непрерывного действия обеспечивающих повышение производительности и снижение стоимости работ;
-широкое внедрение гидропривода позволяющего упростить кинематику плавно регулировать скорости движения снижать массу и металлоемкость машин защищать приводы машин от перегрузок.
Немаловажное значение придается: автоматизации работы машин; применение ЭВМ; обеспечивающих оптимальные режимы работы; загрузку двигателя; контроль качества выполнения работ; разработка рабочих органов при оптимизации их параметров и режимов работы; создание машин с широким набором оборудования для выполнения различных работ технологического цикла с целью более эффективного использования машины по времени и сокращения их числа; увеличение надежности и износостойкости материалов; правильного выбора параметров и режимов работы; унификация узлов и деталей как с различными типами путевых машин так и со строительными машинами тракторами автомобилями подвижным составом.
Большое внимание уделяется также таким мерам как совершенствование машин с точки зрения ремонтопригодности монтажа из легкосменяемых агрегатов и узлов а также облегчения технического обслуживания; создание машин для работы в условиях холодного климата; улучшение условий работ обслуживающего персонала; обеспечение безопасности проведения работ.
В данном курсовом проекте ставится цель опираясь на уже спроектированные и реально работающие путевые машины запроектировать или усовершенствовать одну из таких путевых машин. Для этого рассматриваются основные аналоги машин занимающихся той операцией которая задана в задании: выправка рихтовка балластировка подъемка очистка щебня и др. Затем посредством анализа имеющихся недостатков данных путевых машин решаются вопросы усовершенствования.
Пояснительная записка проекта включает в себя следующие разделы:
-Аннотация машин применяемых для выполнения заданной работы их характеристика и краткий анализ.
-Выбор варианта конструкции машины описание машины; технологии производства работ.
-Конструктивная разработка машины на основании технического задания на работу.
-Меры по обеспечению техники безопасности и охраны труда при производстве работ.
Графическая часть включает в себя два чертежа формата А1:
-общий вид машины ВПРС-02;
-подбивочный механизм для стрелок;
Аннотация и краткий анализ машин применяемых для выполнения заданной работы.
1 Машины для уплотнения балластной призмы выправки и отделки пути.
В процессе эксплуатации на путевую решетку воздействуют поездные нагрузки которые передаются на балластный слой и вызывают его обратимые (упругие) и необратимые (остаточные) деформации. С течением времени деформации накапливаются как правило неравномерно по протяжению пути (рис 1). Положение рельсошпальной решетки (РШР) изменяется сначала в пределах допусков а затем и за пределами допусков (натурное положение) т.е. наблюдаются расстройства пути вызывающие эксплуатационные ограничения (скорости движения поездов и др.). Для обеспечения плавного и безопасного
Рисунок 1-Положение РШР в прямоугольной системе координат ОXYZ.
движения поездов периодически требуется устанавливать путевую решетку в проектное положение (производить выправку) и одновременно ее фиксировать за счет уплотнения балластного слоя (производить подбивку). В путевом хозяйстве эти технологические операции выполняются машинами и механизмами для уплотнения балластной призмы выправки и отделки пути.
1.1 Классификация выправочно-подбивочных машин.
Путевые машины и механизмы для уплотнения балластного слоя выправки пути и отделки балластной призмы классифицируют по периодичности действия назначению числу одновременно подбиваемых шпал (одиночной или групповой подбивки) и др. (рис. 2). Для механизации подбивочно-выправочных и отделочных работ применяются выправочно-подбивочно-рихтовочные машины цикличного действия: магистральные типа ВПР (ВПР-1200 ВПР-02 и др.) и универсальные (для стрелочных переводов и пути) типа ВПРС (ВПРС-500 ВПРС-02 ВПРС-10 Un непрерывно-цикличного действия («Duomat непрерывного действия типа ВПО (ВПО-3000 ВПО-3-3000).
Рисунок 2-Классификация машин для уплотнения балластной призмы выправки и отделки пути.
Работы по уплотнению балласта в шпальных ящиках и на откосах производятся машинами типа БУМ (БУМ-1М). Окончательное стабилизирующее уплотнение балластного слоя производится динамическими стабилизаторами пути (ДСП). Применяются также специализированные машины для рихтовки пути типа ПРБ непрерывного действия системы В.Х. Балашенко машины Р-2000 и Р-02 работающие в непрерывном и цикличном режимах. В транспортном строительстве нашли применение выправочно-подбивочно-рихтовочные машины (ВПРМ) на базе трактора. Машинами производится уплотнение балласта находящегося в обрабатываемой зоне призмы способами его силового обжатия с подачей или без подачи дополнительных порций материала из других зон (рис. 3). Большинство рабочих органов выправочно-подбивочных и уплотнительных машин используют способ сочетающий вибрирование в горизонтальном вертикальном или ином направлении с принудительной силовой подачей - виброобжатие. Уплотнение слоя в подшпальной зоне (подбивка) осуществляется выправочно-подбивочными машинами за счет его горизонтального виброобжатия со стороны продольных кромок шпал лопатками подбоек для машин цикличного или непрерывно-цикличного действия (рис.3 а) и со стороны торцов шпал виброплитами с наклонными в плане уплотнительными клиньями для машин непрерывного действия (рис.3 и). В первом случае последовательно выполняются операции заглубления подбоек обжатия балласта при сведении к шпале их лопаток раскрытия подбоек подъема над УВГР я перемещения для обработки следующей шпалы или группы шпал. Во втором случае при непрерывном движении машины в направлении VM балласт в подшпальную зону принудительно подается клипом уплотнительная поверхность которого расположена под углом атаки к направлению движения.
Рисунок 3-Рабочие органы для уплотнения и стабилизации балластного слоя.
Уплотнение балласта в откосно-плечевой или междупутпой зонах производится виброплитами прижимаемыми с нагрузкой Р. Виброплита в этом случае устанавливается на откос (рис.3 е) или на плечо (рис.З г). Уплотнение балласта в шпальных ящиках при виброобжимном воздействии реализуется через штампы (рис.3 д). Динамический стабилизатор пути уплотняющее воздействие на подшпальную зону балластного слоя производит через путевую решетку. Она прижимается вертикальной нагрузкой Р с одновременным вибрированием в горизонтальном и вертикальном направлениях (рис.3 ё).
Выправка машинами рельсошпальной решетки в продольном профиле плане и по уровню производится рабочими органами — подъемно-рихтующими устройствами (ПРУ) различными по конструктивному исполнению и принципу действия (рис.4). Для устранения местных неровностей РШР используются гидравлические путевые домкраты и рихтовочные приборы (рис.4 а) или моторные гидравлические рихтовщики (рис.4 б). Подъем путевой решетки путеподъемниками цикличного действия производится с опорой на балласт а сдвиг ее — с использованием анкерных устройств (рис. 4 в) или перемещением в горизонтальной плоскости (рис.4 г). Машины цикличного действия — магистральные типа ВПР (рис.4 д) и универсальные типа ВПРС (рис.4 е) оборудуются ПРУ с роликовыми захватными устройствами а машины ВПРС — дополнительно крюковыми захватами (рис4 ж). Подъемно-рихтовочные устройства машин непрерывного действия оснащаются клещевыми захватами рис. 4 з) для машин типа ВПРМ либо электромагнитно-роликовыми захватными устройствами (рис.4 и) для машин типа ВПО. Универсальные выправочно-подбивочно-рихтовочные и отделочные машины как правило оборудуются трехкоординатными выправочными устройствами и уплотнительными рабочими органами так как процессы выправки и подбивки пути сопряжены по зоне и времени их выполнения.
Рисунок 4-Рабочие органы для выправки РШР.
Дополнительными рабочими органами для уплотнения балласта и выправочными системами оснащаются и другие путевые машины (электробалластеры щебнеочиститсльные машины комплекты сменного оборудования на базе тракторов и др.).
1.2 Теоретические основы уплотнения балласта.
Элементы верхнего строения железнодорожного пути (рельсы рельсовые скрепления шпалы и балластный слой) имеют назначение упруго воспринимать и перераспределять на основную площадку земляного полотна статические и динамические нагрузки от подвижного состава. При действии нагрузки от колесной пары Ркп = 100-250 кН напряжение на основной площадке земляного полотна передаваемое через балластный слой не должно превышать всего = 005-008 МПа (рис.5).
Рисунок 5-Распределение давления от колеса на балластный слой.
В результате такого силового воздействия в балластном слое происходят износ разрушение и изменения взаимных положений слагающих его частиц реализуются его упругие и остаточные деформации и как следствие изменяется положение рельсов (см. рис.1) в продольном профиле (просадки) плане (сдвижки) и по уровню (перекосы). Упругие деформации проявляют себя только под нагрузкой. Остаточные деформации в период эксплуатации накапливаются неравномерно по длине пути поэтому периодически требуется исправлять его положение выполняя работы по выправке пути в продольном профиле в плане и по уровню (см. рис.4) с одновременным уплотнением балласта в подшпальной зоне откосно-плечевых зонах и в шпальных ящиках (см. рис.3).
Стабилизация — приведение балластного слоя в постоянное устойчивое к статическому и динамическому силовому воздействию состояние. Наиболее распространенный способ стабилизации - уплотнение (рис.7).
Рисунок 7-Способы уплотнения и стабилизации балластной призмы.
Уплотнение - процесс повышения плотности балластного материала (щебень гравий лесок) за счет увеличения концентрации частиц в единице объема со- ответствующей более упорядоченному по расположению и форме их пространственному построению (текстуре) при силовом воздействии.Практически под поездами наблюдаются только упругие деформации балластного слоя.
Положение рельсовых нитей железнодорожного пути описывается в прямоугольной системе координат OXYZ (см.рис.1) где ось X направлена по продольной оси пути на уровне верха головки рельсов ось Y—перпендикулярно оси пути в горизонтальной плоскости ось Z — нормально к указанной плоскости. Железнодорожный путь выправляют в трех плоскостях.
Выправка пути — это технологический процесс перемещения РШР из натурного положения характеризуемого отклонениями от норм содержания рельсовой колеи в другое соответствующее проектному. Выправка пути в плане — в плоскости OXY называется рихтовкой в продольной вертикальной плоскости OXZ — нивелировкой в поперечной вертикальной плоскости ОYZ — установкой рельсовых нитей по уровню.
Путь в продольном профиле характеризуется сопрягаемыми друг с другом уклонами и вертикальными кривыми сопряжения. В расчетах машин применяется геодезический уклон i в тысячных (°00). Уклон в тысячных — это разница hz уровней начальной и конечной отметок участка в метрах отнесенная к длине L (в метрах) участка в километрах по условному направлению движения т.е. i = (hLr) 1000 °00.
Основными геометрическими характеристиками вертикального сопряжения кривой является радиус RВ кривой. В зависимости от категории линии радиусы RB нормированы в пределах 3000— 15000 м.
Положение пути в плане с точки зрения геометрии имеет три характерных элемента: прямая круговая и переходная кривые. Пусть криволинейный участок пути (рис.8 а) сопряжен с двумя прямыми подходами. В переходной кривой требуется плавное нарастание центробежной силы от нуля в прямой до конечного значения. В зависимости от режимов движения поездов и других условий радиусы круговых кривых нормированы в пределах R = 150-4000 м.
1.3 Классификация систем выправки.
К настоящему времени известно несколько десятков систем выправки отличающихся друг от друга по степени автоматизации операций управления и контроля. Система выправки это совокупность механизмов выправки (ПРУ механизмов измерительных баз) средств контроля и управления методов и алгоритмов подготовки программ выправки и субъект управления — оператор машины. Классификация машин и систем выправки по способу действия и конструктивным отличиям заложенных в схему приведена на рис. 8.
Рисунок 8-Классификация выправочно-подбивочных машин по системам выправки
Каждая выправочная система для оценки положения пути до выправки в процессе выправки и после выправки имеет базу отсчета измерений. Базы реализуются в различных устройствах и физических явлений (см. ниже). Используются (рис. 9) неподвижная (а) подвижная (6) и совмещенная (в) базы измерения. В случае (а) ПРУ в процессе выправки пути устанавливается на базовую ось визирования 3. Положение ПРУ контролируется по показаниям датчика 4.
Рисунок 9-Базы отсчета выправочных систем.
Хорда 9 (см. рис.9б) движется с машиной 6 передней точкой 8 повторяя имеющиеся неровности пути. Можно сказать что система имеет искривленную в соответствии с неровностями пути до выправки «линию визирования» отслеживаемую передней точкой 8. Положение ПРУ 5 устанавливается по показаниям датчика 10 стрел изгиба пути системой управления по заложенному
алгоритму выправки. Неровности положения пути до выправки проявляют себя в виде остаточных неровностей после выправки. Такие системы проявляют свойства фильтра неровностей.
Хорда также (см. рис. 9 в) движется вместе с машиной а положение ПРУ5 устанавливается относительно хорды системой управления через датчик 10 стрел изгиба пути. В отличие от случая б передняя концевая точка 12 отслеживает положение правильной по форме не искаженной исходными неровностями линии визирования 3 путем смещения её в поперечном относительно пути направлении как условно показано стрелкой. Точка 12 направляется сама и направляет выправочную систему в целом по проектной оси пути.
Одностороннее смещение срединной линии пути рассматриваемыми системами реализуются двумя способами:
односторонним смещением на необходимую величину перпендикулярно оси пути в сторону сдвига базовой линии визирования 3 (см. рис.9 а в) или «линии визирования» за счет смещения передней точки S (см. рис. 9 б);
односторонним смещением пулевой точки ПРУ5 во всех рассматриваемых случаях.
Системы у которых передняя точка подвижной измерительной базы перемещается по невыправленному пути и является направляющей для системы в целом (см. рис. 9 б) являются системами сглаживающего типа (первой второй и третьей группы).
Системы реализующие методы выправки с использованием неподвижных относительно пути баз (см. рис. 9. а в) — линий визирования называются системами работающими по методу фиксированных точек.
Универсальные выправочные системы содержат в себе элементы систем сглаживающего типа и систем работающих по методу фиксированных точек.
По методу фиксированных точек (называется также методом расчетных сдвигов) работающие выправочные системы осуществляют постановку рельсовых нитей в сечениях деления вдоль пути в проектные положения относительно фиксированной базовой линии отсчета. Технология работы таких систем предусматривает дна этапа. На первом этапе устанавливается относительно проектного положения пути базовая линия отсчета на втором — производится непосредственные перемещения рельсовых нитей с фиксацией в проектном положении.
Установка базовой линии отсчета может быть реализована: либо непосредственной установкой неподвижной базы отсчета (оптической лазерно-лучевой и др.) либо предварительным нивелированием с сохранением путем соответствующей обработки данных измерений базовой линии отсчета. При предварительном нивелировании (прибором ПРПМ) плана пути па каждой пятой шпале записываются мелом расчетные величины перемещения (сдвиги) рельсовых нитей которые должны быть реализованы машиной.
На рис. 10 показана работа трехточечной измерительной выправочной системы по методу постановки пути в фиксированные точки. Величина сдвига Нн пути записанная па шпалах (или другом носителе) для данной фиксированной точки вводится в машину путем смещения передней точки 1 измерительной базы системы (или в «нуль управления» системы). Путь в точке 2 сдвигается ПРУ на предварительно заданное проектное значение стрелы изгиба h2П а затем на корректировочное значение ΔH2 = Ннmс (где mс — геометрический коэффициент сглаживания). Полное командное смещение пути h2К = h2П + ΔH2. Машина реализуя командный сдвиг h2К ставит рельсовые нити относительно воображаемой найденной путем обработки данных измерений базовой линии отсчета в проектное положение.
Рисунок 10-Выправка пути в плане по фиксированным точкам.
2 Машины для выправки пути и стрелочных переводов.
2.1 Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для стрелок ВПРС-02
Машина ВПРС-02 (рис. 11) выправляет путь в продольном профиле по уровню и в плане уплотняет балласт под шпалами и в зонах у торцов шпал универсальная цикличного действия одновременно или независимо выправляет продольный профиль рихтует и подбивает путь на перегонах и станционных путях на стрелочных переводах и пересечениях пути. По многим узлам и системам управления машина унифицирована с машиной ВПР-02.
Рисунок 11- Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для стрелок ВПРС-02
-полуприцепная платформа;2-дополнительный топливный бак;3714-кабины:машинистаоператора и рабочая;4-рама;5-дизельный силовой агрегат;6-тросы нивелировочной измерительной системы;8-автосцепки;92023-передняяконтрольно-измерительная и задняя тележки КИС;10-метный каток с датчиком пути;1118-тяговая и бегунковая тележки;12-силовая передача (трансмиссия);13-трос-хорда рихтовочной КИС;15-ПРУ;16-нивелировочно-рихтовочное измерительное устройство КИС;17-одношпальные подбивочные блоки;19-уплотнители балласта у торцов шпал;21-опора платформы;22-колесная пара.
Унификация касается прежде всего экипажной части. Рама 4 имеет аналогичную конструкцию но по сравнению с ВПР-02 более широкая обеспечивающая необходимые поперечные смешения подбивочных блоков 17. Полностью унифицирована ходовая часть: тяговая 11 и бегунковая 18 тележки дизельный агрегат 5 и силовая передача 12 тормозное оборудование полуприцепная платформа 1.
Рисунок 12-Структурная схема трансмиссии машины ВПРС-02.
-дизель ЯМЗ-238Б;2-фрикционная муфта сцепления;3-четырехступенчатая коробка перемены передач;4-четырехступенчатый демультипликатор;5-реверс-раздаточная коробка;6-генератор с приводом через клиноременную передачу;7-двухсекционные пластинчатые гидронасосы;81415182022-карданные валы;9.10-гидромоторы привода рабочего движения;111619-осевые редукторы;1213-двухступенчатый демультипликатор и межосевой дифференциал раздаточной коробки;17-промежуточная опора осевого редуктора 16;21-тяга с механизмом переключения транспортного и рабочего режимов.
Аналогична нивелировочная КИС однако на машинах используется только в точке выправки специальное нивелировочно-рихтовочное измерительное устройство 16 расположенное между ПРУ 15 и подбивочными блоками 17. Расположение этого устройства вне зоны расположения сдвигаемых поперечно на значительную величину подбивочных блоков позволило его рационально сконструировать. Унифицирована также и рихтовочная КИС но в ней используется дополнительно винтовой механизм с электроприводом для сдвига заднего копна троса-хорды. При работе па стрелочном переводе можно изменять в поперечном направлении положение троса избегая его повреждения лопатками подбоек при их откидывании. С задним механизмом связан компенсационный датчик смещения сигнал которого используется для компенсации изменений уровней сигналов датчиков стрел изгиба расположенных на устройстве 16 и на контрольно-измерительной тележке 20 при смещениях хорды в сторону. Контрольная КИС полностью унифицирована с машиной ВПР-02 [2 3 4 6 14].
Рисунок 13-Контрольно-измерительная система выправки пути машины ВПРС-02
-передняя тележка рихтовочной КИС;2-фотоприемник лазерного луча;3-следящий механизм корректировкиположения переднего конца рихтовочной хорды;4-тележка с лазерной пушкой и механизмом перестановки лазерной пушки;5-мерный каток с датчиком пути;6-рычаг с опрными площадками нивелировочных устройств; 7 12 - тяговая и бегунковая ходовые тележки; 8 - рихтовочный трос-хорда; 9 - ПРУ; 10 17 - измерительный и контрольный датчики стрел изгиба пути рихтовочной КИС; 11 - лопатки подбоек; 13 - контрольно-измерительная тележка; 14 - колесная пара платформы; 15 - задняя тележка; 16 - маятниковый датчик уровня контрольной системы; 18 20 - пневмоцилиндры натяжения нивелировочных тросов; 19 21 - контрольные устройства нивелировочной КИС; 22 23 - датчики продольного профиля нивелировоной КИС; 24 25 - нивелировочные тросы; 26 - маятниковый датчик нивелировочной КИС; 27 - нивелировочно-рихтовочное измерительное устройство; 28 29 - правое и левое нивелировочные устройства; 3031- следящие механизмы корректировки положения по высота нивелировочных тросов; а b с - плечи измерительной базы рихтовочной КИС; I 1 I 2 I - плечи и длина измерительной базы нивелировочной КИС; L1 L2 L - плечи и длина корректировочной хорды нивелировочной КИС;Fн Δf- величина исходной неровности и величина сигнала на смещение пути в точке выправки.
Для уплотнения балласта пол шпалами применены два одношпальных подбивочных блока 17 установленных на подвижных рамах для маневрирования при работе в кривых и на стрелочных переводах. Дебалансные уплотнители балласта у торцов шпал 19 расположены в зоне бегунковой тележки 18. Для перемещения рельсовых нитей в зоне выправки используется ПРУ 15 специальной конструкции с крюковыми захватами позволяющими захватывать рельсы за головку или под подошву обеспечивая более надежную их фиксацию. Управление машиной в транспортном режиме может осуществляться либо из кабины машиниста 3 (при движении назад) либо из кабины оператора 7 (при движении вперед). Управление основными рабочими процессами сосредоточено в рабочей кабине 14 имеющей правое и левое рабочие места операторов а также в кабине оператора 7(управление выправкой).
Подбивочный блок (рис. 14) предназначен для уплотнения балласта под шпалами способом горизонтального виброобжатия после заглубления подбоек лопатками под подошвы шпал при асинхронном принципе подбивки. Блок устанавливается на подвижной раме 2 в вертикальных направляющих 16 по которым он при работе перемещается с помощью гидроцилиндра 5 обеспечивая необходимое заглубление лопаток подбоек 15 в балластный слой ниже подошвы шпалы.
Рисунок 14-Подбивочный блок машины ВПРС-02
- рама машины; 2 - подвижная рама; 3 - ограничитель раскрытия подбоек (фиксатор) с пневмоцилиндром; 4 - гидроцилиндры привода рычагов подбоек; 5 - гидроцилиндр вертикального перемещения блока; 6 - фиксатор блока в транспортном положении; 7 8 - катковый узел и поперечная направляющая подвижной рамы; 9 - корпус блока (станина); 10 - масляные бачки системы смазки; 11 - гидроцилиндры поперечного поворота ("откидывания") подбоек; 12 - гидромотор привода эксцентрикового вала; 13 - верхняя часть рычагов подбоек; 14 - нижняя поворотная часть рычагов подбоек; 15 - подбойки; 16 - вертикальные цилиндрические направляющие; 17 - механизм поперечного смещения подвижной рамы и блока с приводом от гидроцилиндра; 18 - эксцентриковый вал с двумя маховиками
Вместе с подвижной рамой 2 для установки над рельсом блок может смещаться в поперечном оси рамы 1 машины направлении. Смещения каждого блока независимы и осуществляются механизмом 17. При смещениях каток 7 катится по направляющей 8. Механизм вибрации включает в себя эксцентриковый вал 18 с двумя маховиками который приводится во вращение гидромотором 12. Эксцентриковый вал через шатунные подшипники связан с проушинами гидроцилиндров 4 привода рычагов подбоек. Штоки этих гидроцилиндров через шарнирные узлы связаны с верхними частями 13 рычагов. Гидроцилиндры передают вибрации па рычаги и подбойки одновременно производя их поворот для обжима балласта. На гидроцилиндрах установлены ограничители 3 раскрытия подбоек с приводом от пневмоцилиндра используемые при незначительном расстоянии между осями смежных шпал.
Рычаги подбоек состоят из верхней 13 и нижней 14 частей соединенных между собой шарнирными узлами позволяющими нижней части поворачиваться поперек оси пути от рельса на 85° и к рельсу на 15° с помощью гидроцилиндров 11. Это позволяет производить изменения положений различных подбоек приспосабливаясь к особенностям расположения рельсовых нитей на стрелочном переводе. Блок имеет централизованную систему смазки от бачков 10. В транспортном положении он закрепляется па раме 2 фиксатором 6. Технические арактеристики приведены в таблице 1
Таблица 1-Техническая характеристика машин ВПР.
Подьемно-рихтовочное устройство ПРУ (рис.15) выполняет операции перемещения путевой решетки в продольном профиле по уровню и в плане а также в необходимых случаях обеспечивает вертикальный прижим. Устройство представляет собой раму 6 опирающуюся на рельсы при работе четырьмя ребордчатыми роликами 5. Рама ПРУ связана с основной рамой 1 машины двумя гидроцилиндрами 3 обеспечивающими вывешивание правой и левой рельсовых нитей или их прижим двумя гидроцилиндрами рихтовки 4 я с гидроцилиндрами продольного маневрирования 10 обеспечивающими попадание крюковых захватов в шпальные ящики.
Рисунок 15-Подъемно-рихтовочное устройство машины ВПРС-02.
- рама машины 2 - универсальные шарнирные узлы; 3 - гидроцилиндры вертикального перемещения ПРУ; 4 - рихтовочные гидроцилиндры; 5 - ребордчатые опорные ролики; 6 - рама ПРУ 7 - крюковые захваты; 8 - каретки поперечного перемещения захватов; 9 - универсальный шарнирный узел с амортизаторами;10 - гидроцилиндры продольного маневрирования ПРУ; 11 сферические шарнирные узлы; 12 - тяговые кронштейны; 13 14-пневмоцилиндр и крюк транспортных запоров; 15 - гидроцилиндры вертикального перемещения крюковых захватов; 16 - вилка; 17 -хребтовая балка рамы; 18 - гидроцилиндры поперечного перемещения кареток крюковых захватов.
Все гидроцилиндры соединяются с базовой рамой машины и с ПРУ через универсальные шарнирные узлы обеспечивающие необходимое число степеней подвижности. Для захвата рельсов применены крюковые захваты 7 установленные в отверстиях кареток 8 связанных с гидроцилиндрами 18 их поперечного перемещения. Вертикальное перемещение захватов производится гидроцилиндрами 15 связанных с ними вилками 16.
Уплотнитель балласта представляет собой дебалансный вибратор приводимый в действие гидромотором. Устройство его аналогично устройству установленному на машине ВПР-02. Уплотнительная плита служит основанием для сборки вибратора и передает возбуждаемые им колебания на балласт. Она представляет собой отрезок швеллера с закрытыми торцами. С внутренней стороны швеллера приварены платики для повышения жесткости и крепления деталей вибратора и упругих элементов подвески. Вибратор служит для возбуждений колебаний передаваемых плитой на балласт.
Рессорный элемент и балансиры препятствуют передаче вибраций от уплотнительной плиты на машину и дают возможность ей самоустанавливаться при обжатии балласта. При заглублении подбоек подбивочного блока в балласт плита опускается на поверхность плеча балластной призмы и прижимается к ней усилием гидроцилиндра.
Статическое усилие прижатия плиты и динамическое усилие. Создаваемое вибраторами производят уплотнение балласта. После окончания цикла подбивки плита поднимается и при переезде машины к следующей шпале удерживается гидроцилиндром в поднятом положении.
Гидросистема подбивочных блоков:
Гидросистема подбивочных блоков обеспечивает:
- подъем опускание и поперечное пересечение блока откидывание и съем подбоек;
- стабилизацию положения при внедрении и амплитуду колебания подбоек;
- вращение эксцентриковых валов.
Ниже представлена схема гидросистемы подбивочных блоков.
Питание гидросистемы осуществляется из магистрали 20 . В гидросистему входят два гидрораспределителя 54 57 (см. рис. 16) с пропорциональным управлением. В полости управления этих гидрораспределителей поступает рабочая жидкость проходящая через напорный фильтр 53. Гидрораспределители 54 57 предназначены для гидроцилиндров 47 51 подъема и опускания подбивочных блоков.Для поперечного перемещения блоков предназначены гидрораспределители 55 56 на выходе которых установлены гидрозамки 48 52. Гидрозамки соединены со штоковой и поршневой полостями гидроцилиндров 49 50.
Для создания повышенного давления в гидроцилиндрах сжима 19 22 25 28 предназначены гидропреобразователи 17 24 соответственно на каждый блок. Питание гидропреобразователя 17 осуществляется через обратный клапан 42 и гидрораспределитель 29 а гидропреобразователя 24 через обратный клапан 35 и гидрораспределитель 34.
Штоковая полость гидропреобразователя 17 соединена: :
с магистралью питания 43 через обратный клапан 41;
со штоковыми полостями гидроцилиндров сжима 19 20 28 и 27 через магистраль 18;
с поршневыми полостями гидроцилиндров сжима 19 20 28 и 27 через гидрораспределитель 40 и параллельно установленные обратный клапан 30 и редукционный клапан 31.
Штоковая полость гидропреобразователя 24 соединена:
с магистралью питания 43 через обратный клапан 36;
со штоковыми полостями гидроцилиндров сжима 21 22 26 и 25 через магистраль 23;
с поршневыми полостями гидроцилиндров сжима 21 22 26 и 25 через гидрораспределитель 37 и параллельно установленные обратный клапан 33 и редукционный клапан 32.
Для установки требуемого давления сжима сливные магистрали управления от редукционных клапанов 31 32 соединены с предохранительным клапаном 39 и гидрораспределителем 38. Для откидывания подбоек левого блока предназначены гидроцилиндры 1 4 которые управляются гидрораспределителями 5 8. Для откидывания подбоек правого блока предназначены гидроцилиндры 9.. .12 которые управляются гидрораспределителями 13 16.
Для вращения вибраторов подби-вочного блока (см. рис. 16) предназначены гидромоторы 45 59. Напорные магистрали 44 58 этих гидромоторов соединены с предохранительными клапанами 23 24 а сливные магистрали 46 60 соединены с входами в регулятор температуры и теплообменный аппарат.
Рисунок 16-Схема гидросистемы подбивочных блоков.
4 9 12 19 22 25 28 47 49 51-гидроцилиндры;5 8 13 16 29 34 37 38 40 54 .57-гидрораспределители;17 24-гидропреобразователи; 18 23 43-магистрали; 303335 36 41 42-обратные клапаны;31 32-редукционные клапаны; 39-предохранительный клапан; 44 58-напорные магистрали; 45 59-гидромоторы;4660-сливные магистрали;48 52-гидрозамки; 53-фильтр.
Гидросистема подбивочных блоков работает следующим образом. Гидромоторы 45 59 постоянно работающие при рабочем режиме предназначены для вращения вибровалов подбивочных блоков. Для поперечного перемещения подбивочного блока подается электрический сигнал на гидрораспределители 55 56. Рабочая жидкость поступает через эти гидрораспределители и гидрбзамки 48 52 в полости гидроцилиндров 49 50 перемещая подбивочные блоки.
Для опускания блоков подается электрический сигнал на гидрораспределители 54 57 а также на гидрораспределители 29 34. При этом рабочая жидкость из магистрали 43 через гидрораспределители 54 57 поступает в поршневые полости гидроцилиндров 4751. Одновременно рабочая жидкость через
гидрораспределители 2934 поступает в поршневые полости гидропреобразователей 17 24. При этом за счет соотношения площадей штоковых и поршневых полостей гидропреобразователей 17 24 в штоковых полостях гидроцилиндров 19 22 25 2В давление достигает 21 МПа. Это значительно повышает
эффективностьзаглубления. При этом подбойки заглубляются в балласт
пропорциональноэлектрическому сигналу поданному на гидрораспределители 54 57.
После окончания заглубления подбивочных блоков гидрораспределители 54 57 отключаются и подается электрический сигнал на гидрораспределители 37 40 которые соединяют штоковые и поршневые полости гидроцилиндров 19 22 2S 28 по дифференциальной схеме. Рабочая жидкость подается в поршневые полости гидроцилиндров 19 22 25 28 и начинается сжим с одновременной подбивкой шпал.
В зависимости от балласта подбивка может осуществляться с включенной стабилизацией тогда давление в штоковых полостях гидроцилиндров 19 22 25 28 может быть 21 МПа. При отключении стабилизации (отключении распределителя 29) давление в штоковых полостях гидроцилиндров 19 22 2S 28 будет равно давлению в магистрали 43 т.е. 14 МПа.
Для жесткого балласта давление в штоковых полостях гидроцилиндров 19 22 25 28 равно давлению в поршневых полостях. Это осуществляется подачей электрического сигнала на распределители 37 38 40. При этом редукционные клапаны 31 32 свободно пропускают рабочую жидкость так как сливы управления этих клапанов нагружены давлением предохранительного клапана 39. Для мягкого балласта давление в поршневых полостях гидроцилиндров 19 22 25 28 определяется настройкой редукционных клапанов 31 32 путем отключения распределителя 38.
После окончания подбивки гидрораспределители 29 34 37 40 отключаются. Подается электрический сигнал на распределители 54 57 и подбивочные блоки поднимаются. Одновременно рабочая жидкость поступает через обратные клапаны 36 41 в штоковые полости гидропреобразователей 17 24 и гидроцилиндров 19 22 25 28. Гидропреобразователи приводятся в исходное состояние. Подбойки разводятся.
Для откидывания подбоек подается электрический сигнал на гидрораспределители 5 8 13 16. Рабочая жидкость поступает в гидроцилиндры 1 49 12.
Для обеспечения плавности скорости движения поршней гидроцилиндров поставлены дроссельные диафрагмы диаметром 15 мм в магистралях подвода к гидроцилиндрам.
2.2 Универсальная машина 08-475 Unimat 4S.
Машина представляет собой постоянно сцепленный экипаж состоящий из основной машины 5 (рис. 16) и дополнительного вагона 8. Аналогично всем машинам класса ВПР на основной машине под капотом 2 расположен дизельный агрегат мощностью 348 кВт связанный через трансмиссию 24 с приводными колесными парами двухосной тяговой тележки 25. В рабочем режиме дизельный агрегат через силовую передачу передает мощность на гидронасосы приводящие рабочие органы и механизмы передвижения машины. Дополнительный привод от гидромоторов в рабочем режиме осуществляется также на колесные пары двухосной бегунковой тележки 18. Дополнительный вагон опирается на переднюю 15 и заднюю 10 колесные пары. Машина оснащена автосцепками 9 тормозной системой сигнальными устройствами и др.
Рисунок 17-Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для стрелок и пути Unimat 08-475-4S.
Рабочие органы включают ПРУ 22 с крюковыми захватами на оба рельса. Во время работы ПРУ может сдвигаться вдоль машины для попадания захватов в шпальные ящики при захвате под подошву рельса. Для предотвращения перегрузки ПРУ при работе на стрелочном переводе вследствие несимметричного приложения подъемной нагрузки машина дополнительно оборудована правым и левым подъемными механизмами 23 с роликовыми захватами. При работе указанные механизмы захватывают стрелочный перевод за рамный рельс. Система управления обеспечивает синхронный подъем стрелочного перевода за три точки предотвращая его перекос.
Уплотнение балласта в подшпальной зоне производится четырьмя одношпальными подбивочными блоками 20. Два блока располагаются снаружи от колеи а два блока внутри колеи. Блоки перемещаются вертикально по цилиндрическим направляющим гидроцилиндрами в подвижных рамах 4. Рамы внешних подбивочных блоков через вертикальные шарниры установлены на поворотных телескопических стрелах 19. Каждая стрела и рама в плане представляют собой шарнирный двухзвенник элементы которого могут поворачиваться гидроцилиндрами. Такая система подвешивания подбивочных блоков обеспечивает их независимую установку в любой рабочей зоне стрелочного перевода в соответствии с текущей ориентацией брусьев относительно продольной оси машины. Блоки оснащаются двумя рядами подбоек с независимым откидыванием каждой из них.
На дополнительном вагоне размещены уплотнители балласта у торцов шпал 13 а также балластораспределительное оборудование включающее щеточный подборщик 11 с выбросным транспортером продольный загрузочный транспортер 7 и бункер-накопитель 6 с разгрузочно-дозируюшими устройствами 14.
На вагоне расположен также кузов 16 для перевозки путевых материалов и инструмента.
КИС машины включает в себя рихтовочную и нивелировочную системы устройство которых также традиционно для машин ВЛР. Рихтовочпая система четырехточечная состояшая из концевых тележек 16 12 нивелировочно-рихтовочного измерительного устройства 21 и контрольно-измерительной тележки 17. Нивелировочная система двухтросовая содержит нивелировочные и контрольные устройства расположенные в передней кабине оператора 1. Управление комбинированным подъемно-рихтовочным устройством и трехточечной подъемкой стрелочных переводов сосредоточено в рабочей 3 кабине.
Машина позволяет производить точную установку стрелочного перевода с предварительной подбивкой балласта под рамным рельсом расположенного на значительном расстоянии от продольной оси машины.
2.3 Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для стрелок ВПРС-03.
Машина ВПРС-03 выправляет путь в продольном профиле по уровню и в плане уплотняет балласт под шпалами и в зонах у торцов шпал универсальная цикличного действия одновременно или независимо выправляет продольный профиль рихтует и подбивает путь на перегонах и станционных путях на стрелочных переводах и пересечениях пути. По многим узлам и системам управления машина унифицирована с машиной ВПРС-02.
Основным и наверное единственным отличием машины ВПРС-03 от ВПРС-02 является конструкция подбивочных блоков. Они выполнены таким образом что имеется возможность подбивать практически две шпалы одновременно.С той лишь разницей что подбивка одной шпалы происходит полностью а остальные две подбиваются только с одной стороны. Затем по окончании цикла машина переезжает к следующей шпале и таким образом подбивает ее с оставшейся стороны.
Аналогична нивелировочная КИС однако на машинах используется только в точке выправки специальное нивелировочно-рихтовочное измерительное устройство расположенное между ПРУ и подбивочными блоками . Расположение этого устройства вне зоны расположения сдвигаемых поперечно на значительную величину подбивочных блоков позволило его рационально сконструировать. Унифицирована также и рихтовочная КИС но в ней используется дополнительно винтовой механизм с электроприводом для сдвига заднего копна троса-хорды. При работе па стрелочном переводе можно изменять в поперечном направлении положение троса избегая его повреждения лопатками подбоек при их откидывании. С задним механизмом связан компенсационный датчик смещения сигнал которого используется для компенсации изменений уровней сигналов датчиков стрел изгиба расположенных на устройстве и на контрольно-измерительной тележке при смещениях хорды в сторону
Выбор варианта схемы машины. Описание конструкции управления и работы.
В соответствии с требованиями задания: рельсы Р65; шпалы и брусья – жб; производительность 500 шпалчас. В качестве базовой машины выбираем – выправочно-подбивочно-рихтовочную машину для стрелочных переводов – ВПРС-02.
Данная машина предназначена для выправки пути в продольном профиле по уровню и плане уплотнения балласта под шпалами и у торцов шпал под брусьями стрелочных переводов и крестовин при производстве всех видов путевых работ (текущее содержание пути капитальный и средний ремонт). Основное назначение машины – работа на стрелочных переводах и станционных путях допускается также работа машины на магистральных участках пути. Наиболее эффективно использование машины на текущем содержании пути в период после капитального ремонта до первого и второго подъемочных ремонтов при подъемочном и среднем ремонтах и на отделочных работах. Машина предназначена для работы на верхнем строении пути с рельсами типа до Р65 на деревянных или железобетонных шпалах.
Машину изготавливают в климатическом исполнении У (ГОСТ 15150-69) и она предназначена для эксплуатации в районах с умеренным климатом в интервале температур от +40 до -10ºС. Благодаря высокой транспортной скорости и возможности транспортирования ее в сцепе с отдельным локомотивом машина обладает высокой мобильностью и может быстро перебрасываться к месту работ на расстояние до 200 км что дает возможность более полно использовать технические возможности машины и повышает ее выработку. Общий вид машины ВПРС-02 с измерительной платформой представлен на рисунке 11. Машина состоит из самоходной части и платформы соединенных при помощи разъемного шарнира. Платформа служит для увеличения измерительной базы рихтовочной контрольно-измерительной системы и используется для перевозки на ней инструмента и оборудования применяемого при производстве работ и дополнительного топливного бака. Машина постоянно соединена с платформой их расцепляют только при погрузке на подвижной состав для транспортировки и ремонта.
Машина состоит из следующих основных частей: экипажной части рабочих органов. Измерительной пневматической и гидравлической систем системы электрооборудования и автоматики комплекта запасных частей и принадлежностей.
Экипажная часть машины служит основанием для размещения рабочих органов и систем обеспечивающих их работу транспортирования машины и перемещение ее в рабочем режиме. Экипажная часть состоит из силовой установки силовой передачи ходовой части кабин и капота.
Рабочие органы служат для выполнения технологических операций и включают в себя: подбивочные блоки подъемно-рихтовочный блок уплотнители балласта с торцов шпал.
Измерительная система служит для измерения отклонений в положении пути и подачи команд на подъемно-рихтовочный блок для ее выправки. Она включает в себя: комплект тележек измерительной системы нивелировочную систему систему управления рихтовкой.
Пневмосистема служит для выполнения вспомогательных операций при работе машины и перевода тележек контрольно-измерительной системы в рабочее и транспортное положение.
Комплект запасных частей инструмента и принадлежностей служит для проведения комплекса работ по техническому обслуживанию машины наладочных работ и устранения неисправностей в процессе ее эксплуатации.
Рама машины опирается на две двухосные тележки. Рама платформы опирается на одну ось. Все оси машины и платформы оборудованы тормозами.
В концевых частых рамы машины размещены две кабины в которых оборудованы рабочие места машиниста и помощника машиниста управляющих машиной. Между кабинами над всей машиной установлена съемная крыша.
Подбивочные блоки установлены на раме машины около задней кабины в подвижных рамках обеспечивающих их перемещение поперек пути. Около подбивочных блоков на раме установлен подъемно-рихтовочный блок. Силовая установка и узлы силовой передачи установлены на раме за передней кабиной и закрыты капотом и звукоизолирующими щитами.
В передней части рамы под кабиной оператора установлена передняя тележка измерительной системы которая взаимодействует с нивелировочным устройством установленным в кабине оператора. В задней части рамы под кабиной машиниста установлена контрольная тележка которая взаимодействует с контрольным устройством установленным в кабине машиниста. Между нивелировочным и контрольным устройствами выше рамы машины натянуты нивелировочные троса которые проходят над рельсами.
За подбивочными блоками расположено нивелировочно-рихтовочное измерительное устройство. На штангах этого устройства установлены датчики взаимодействующие с нивелировочными тросами и маятник контролирующий положение пути по уровню в месте выправки.
На раме нивелировочно-рихтовочного устройства установлен датчик который взаимодействует с тросами рихтовочной измерительной системы. Передний конец рихтовочного троса измерительной системы закреплен на передней тележке под кабиной оператора а задний конец на тележке установленной в задней части платформы. Задняя тележка платформы служит для крепления натяжного устройства хорды. Под передней частью платформы установлена измерительная тележка кручения.
Подъем и опускание измерительных тележек и прижатие их к рельсам выполняется при помощи пневматических цилиндров. Подъем и опускание рабочих органов и их привод а также движение машины в рабочем режиме производится от гидросистемы. При движении машины в транспортном режиме мощность двигателя используется только для привода тяговых тележек и компрессоров обеспечивающих работу тормозной системы.
При движении в транспортном режиме машиной управляет машинист находящийся в кабине машиниста или оператора в зависимости от направления движения машиной.
На рабочем месте машиниста в рабочей кабине сосредоточены управление передвижением машины рабочими органами контрольно-измерительными системами и приборы вспомогательных систем. Контролирующие их работу. В передней части машины в кабине оператора установлена аппаратура для записи натурного состояния пути и корректировки передней точки нивелировочной и рихтовочной систем.
При подбиве и выправке пути движение машины может осуществляться в ручном и полуавтоматическом режиме. Ручное управление применяется при работе на стрелочных переводах полуавтоматическое при работе на пути.
При ручном управлении машинист. Находящийся в рабочей кабине. Подает команды на откидывание подбоек опускание подбивочных блоков. Поперечное перемещение подбивочных блоков захват крюками рельса продольное перемещение подъемно-рихтовочного устройства переезд машины от одной шпалы к другой.
Инженер-технолог находящихся в кабине оператора подает команды на перемещение нивелировочных тросов и рихтовочной хорды. Автоматически подаются команды на подъем и опускание уплотнителей балласта с торцов шпал. Подъемку и рихтовку пути.
При полуавтоматическом управлении машинист находящийся в рабочей кабине. Подает команды на опускание подбивочных блоков окончание переезда от шпалы к шпале продольное перемещение ПРУ.
Из кабины оператора так же как и при ручном управлении подаются команды на перемещение нивелировочных тросов и рихтовочной хорды.
Автоматически подаются команды на сжатие и разжим подбоек. Подбивочных блоков поперечное перемещение подбивочных блоков захват крюками рельса начало переезда от шпалы к шпале подъем и опускание уплотнителей балласта у торцов шпал. Подъемку и рихтовку пути одно и двух кратное опускание подбивочных блоков как с изменением угла поворота подбоек так и без изменения.
При полуавтоматическом управлении время подбивки устанавливается при помощи реле времени. При обоих режимах управления машина может работать по методам сглаживания и фиксированных точек.
При работе по методу сглаживания контрольно-измерительная система автоматически подает команды на подъемно-рихтовочное устройство уменьшая отклонение положения пути в плане и продольном профиле на значение определяемое коэффициентом сглаживания.
При работе по фиксированным точкам предварительно разбивают путь. При этом определяют необходимые величины сдвижки и подъемки пути через каждые 4 5 шпал. Размеры сдвижки и подъемки записывают и при выправке устанавливают на приборе контроля положение рихтовочной хорды и на задатчике положения нивелировочных тросов.
1. Габаритные размеры и вес машины
Размеры и вес машины принимаем аналогичными машине ВПРС-02.
2. Определение производительности машины
Цикл подбивки и выправки пути состоит из затрат времени на опускание и заглубление подбоек (tзагл) сжатия подбоек (tсж) раскрытия и подъем подбивочных блоков (tпод) захват рельсошпальной решетки (tзахв) и передвижение машины (tпер) к очередной подбиваемой шпале.
Тц = tзагл + tсж + tпод + tзахв + tпер (3.1)
Время технологических операций:
tупл(min) = tзагл + tсж
Определяется минимально необходимым количеством вибровоздействий.
Определим цикл подбивки и выправки пути для заданной машины при установленной производительности П=500 шпалчас.
Время цикла определим по формуле:
Тц = (3600 П ) × n (3.2)
Где n – число одновременно подбиваемых шпал для ВПРС-02 n=1.
Тогда Тц = (3600 500) × 1 = 7.2 сек.
Следовательно зная время цикла подбивки и выправки пути для заданной машины можем найти составляющие параметров вибрирования.
Минимально допустимое время воздействия на балласт:
где -угловая частота колебаний подбоек =200-220 сек-1(1500 обмин);
-минимально необходимое количество воздействий на балласт =600-800;
Тогда время воздействия на балласт будет равно:
Следовательно принимаю для своей машины =2.74 сек.
Время на раскрытие и подъем подбивочных блоков (tпод) принимаю в соответствии с рекомендуемыми значениямит.е. (tпод=0.6 сек) захват рельсошпальной решетки (tзахв=0.3 сек) и передвижение машины к очередной подбиваемой шпале (tпер=1.5 сек).
Скорость обжатия принимаю в соответствии с рекомендуемыми значениями: .
3. Определение потребной мощности
Мощность шпалоподбивочной машины складывается из мощности расходуемой при виброуплотнении балласта затрачиваемой на привод подбивочных блоков холостого хода (Nвибр. Nобж. Nх.х.) и из мощности затрачиваемой на привод вспомогательного оборудования (компрессоров генераторов и т.д.) и передвижения машины.
где Nвибр-мощность затрачиваемая на вибрирование кВт;
nбл – число подбивочных блоков на машинедля ВПРС-02 nбл = 2;
-КПД передачи от двигателя к подбойкам 1=0.8;
Nобж-мощность затрачиваемая на обжатие щебня кВт;
Nх.х-мощность затрачиваемая на холостой ход кВт;
-КПД привода механизма обжатия шпал 2=0.85;
-сумма мощностей дополнительных механизмов кВт;
-КПД передачи от двигателя к задействованным механизмам 3=0.82;
-КПД привода дополнительных механизмов 4=0.8.
Составляющие затрат мощности определяются из выражений:
где обж – скорость обжатия щебня = 012 мс;
nл – количество пар подбоек в блоке nл = 4;
tотр = 0835×Т – время отрыва подбойки от щебня сек.;
tк=0165×Т – время контакта подбойки со щебнем сек.;
Т = (2 ) – период колебаний сек.
где: – частота колебаний подбоек = 35 Гц
Робж – усилие обжатия Н.
где ρ – давление при виброуплотнении МПа
принимаем ρ = 04 12 МПа;
F – площадь подбойки м2 F = 0018 м2.
Находим усилие обжатия и период колебаний:
Робж = 1 × 106 × 0018 = 18 кН
Т = (2 × 314) ÷ 35 = 0180 с
Мощность расходуемая при холостом режиме работы для упрощения расчета принимается с учетом коэффициента запаса 40-45% от Nвибр.
Nх.х. = 0.4×Nвибр. = 04 × 71 = 28.4 кВт
Мощность затрачиваемая на привод дополнительных механизмов принимаю в соответствии с существующими на машине ВПРС-02:
Nкомпр.=2*4.5=9 кВт (мощность затрачиваемая на работу двух компрессорных установок);
Nгенерат.=2*3.5=7 кВт (мощность затрачиваемая на два генератора обеспечивающих работу системы электрооборудования автоматики и системы освещения и сигнализации).
Тогда общая потребная рабочая мощность составит:
Таким образом подводя итог выполненному выше расчету можно отметить следующее: полученная максимальная мощность при оптимальных параметрах виброуплотнения на 36% превышает максимальную мощность существующего двигателя (ЯМЗ-238Б) установленного на машине ВПРС-02.Следовательно необходимо на разрабатываемую машину установить более мощную силовую установку.
4. Усилие подъема и сдвига рельсошпальной решетки
Особенностью силовых схем подъема и сдвига рельсошпальной решетки машинами ВПР и ВПРС является несимметричное расположение механизмов подъема и сдвига внутренней базы машины в свободном пролете между ходовыми тележками. Путевая решетка оказывается защемленной между внутренними колесными парами ходовых тележек машин. Усилия поъема и сдвига через колесные пары ходовых тележек передаются на рельсы выправляемого пути. Для машины ВПР ось механизма подъема и сдвига пути расположены на расстоянии Lпс=3460 мм от оси ближайшей колесной пары задней ходовой тележки. Для машины ВПРС расстояние от оси ближайшей колесной пары до линии действия подъемного усилия в среднем Lп=2275 мм а до линии действия сдвигающего усилия Lс=4150 мм.
Расчетные зависимости усилий подъема и сдвига пути получены при следующих допущениях:
Усилие подъема равно сумме двух а усилие сдвига сумме трех составляющих: усилие изгиба рельсов вес поднятой путевой решетки усилие сцепления шпал с балластом и усилие сдвига балласта торцами шпал.
Условие защемления путевой решетки колесами машины является промежуточным между жесткой заделкой и шарниром.
Изгиб рельсов происходит под действием сосредоточенного усилия и равномерно распределенной нагрузки от силы тяжести путевой решетки и сопротивлений сдвигу.
Усилие подъема и сдвига рельсошпальной решетки определяется по следующим формулам:
Е – модуль упругости рельсовой стали Нсм Е=20.6×106 Нсм2 ;
J Jy=2*569=1138 см4;
h f-величина подъема и сдвига путевой решетки h=f=100 мм=10см;
Р1 – равномерно распределенная нагрузка обвеса рельсов шпал и скреплений Р1=106.4 Нсм;
L1 – длина полуволны поднятой путевой решетки от точки приложения силы Рn до точки не имеющей подъемки L1=Lп; см:
Ln – расстояние от точки приложения силы Рn до оси ближайшей колесной пары см Ln=2275 мм; L1=Lп;
Lс – расстояние от точки приложения силы Рс до оси ближайшей колесной пары Lс=4150мм; при L2=
– коэффициент сцепления шпал с щебеночным балластом для жб шпал =12;
G – вес сдвигаемой путевой решетки Н;
G1-вес вывешенной путевой решетки Н;
Кс– коэффициент сопротивления балласта сдвигу Нсм2 Кс=95 Нсм2;
nшп – число сдвигаемых шпал;
t – среднее расстояние между осями шпал t=530 мм;
L2 – длина полуволны сдвигаемой путевой решетки от точки приложения силы Рс до точки не имеющей сдвижки L2= см;
Вшп – ширина шпалы Вшп=300 мм=30см;
Z0 – заглубление шпалы в балласт см Z0=20см;
L – зона выклинивания балласта при сдвиге см L =20см;
Р2 – равномерно распределенная нагрузка от сопротивления балласта сдвигу пути Нсм;
Усилия подъема и сдвига могут существенно увеличиваться в зависимости от состояния щебеночного балласта. При слежавшемся щебеночном балласте может происходить схватывание шпал с балластом и балласт при подъеме путевой решетки остается в шпальных ящиках.
Находим составляющие формул (3.8) и (3.9):
Найдем усилия подъема и сдвига путевой решетки:
Усилие подъема РШР с рельсами Р65 и железобетонными шпалами примерно в 2.5 раза больше чем с рельсами Р43 и деревянными шпалами. Численные значения усилий подъема для машины ВПРС-02 примерно в 2.5 раза больше чем для ВПР-02. Усилие подъема стрелочных переводов в 2.5-3 раза превышает таковое для РШР при соответствующих типах рельсов. Максимальное усилие подъема пути которое можно реализовать на существующих машинах равно 250 кН а максимальное усилие сдвига-170 кН.
Из приведенного выше расчета ясно видно что полученные значения усилия сдвига и усилия подъема значительно превышают реально возможные которые можно реализовать на проектируемой машине.
Поэтому воспользуемся расчетом усилий подъема и сдвига стыкового пути применяемого для электробалластера ЭЛБ-3МК. Полученные результаты сравним и проанализируем.
где Е – модуль упругости рельсовой стали Нсм Е=20.6×106 Нсм2;
hпод fсдвиг-величины подъема и сдвига путевой решетки h=f=100 мм=10см;
q-погонное сопротивление подъему путевой решетки Нсм;
qпр-погонный вес путевой решетки Нсм 65Нсм;
qб-погонное сопротивление балласта подъему в начальный момент на высоту до 25 см Нсм 95Нсм;
k-коэффициент зависящий от объема дозировки и типа верхнего строения пути (k=1.96 Нсм);
kжест-коэффициент жесткости 3.9;
L-расстояние между точками защемления пути см L=9500мм=950см;
Находим погонное сопротивление подъему путевой решетки по формуле (3.18):
Находим усилие подъема и сдвига рельсошпальной решетки по следующим формулам (3.16) и (3.17):
После произведенного выше расчета можно отметить: максимальное усилие подъема пути которое можно реализовать на существующих машинах равно 250 кН а максимальное усилие сдвига-170 кН следовательно усилие подъема находится в зоне допуска а усилие сдвига превышает реально существующее значение на 20%. Но это объясняется тем что реальная величина на которую может произвести сдвижку машина составляет 7.5 см.
Определим параметры гидроцилиндров учитывая то что рабочее давление в гидросистеме составляет Рн=14 МПа.
Диаметр гидроцилиндра можно выразить из формулы:
Р – усилие сдвига или подъемки Н;
Рн – давление в гидросистеме Рн=14×106 Па;
– КПД гидроцилиндра = 095.
Тогда: диаметр гидроцилиндра подъема РШР:
Гидроцилиндр сдвига РШР:
- гидроцилиндр подъема γ=140 мм; dш = 90 мм;
- гидроцилиндр сдвига γ=140 мм; dш = 90 мм.
5 Тяговый расчет машины ВПРС
Тяговый расчет выполняется для определения по заданным параметрам машины и технологического процесса необходимого тягового усилия. В процессе передвижения машины ВПРС возникают сопротивления которые преодолеваются силой тяги.
Общее сопротивление передвижению определяется по формуле:
Wп – сопротивление передвижению машины как самоходной единицы;
Gм – вес машины Н Gм = 53800*9.8=527.24 кН;
W0 – удельное сопротивление движению НкН принимается в зависимости от количества осей рода подшипников и веса приходящегося на них:
v - скорость движение машины = 80 кмч;
q0 – нагрузка от одной оси на рельс кН:
- тяговые тележки 12450*2*9.8=244.02кН
- бегунковые тележки 11650*2*9.8=228.34кН
- платформа 5600*9.8=54.88кН.
Найдем среднее значение нагрузки приходящейся на одну ось:
Следовательно удельное сопротивление движению:
Тогда сопротивление передвижению машины как самоходной единицы:
Wк – сопротивление перемещению ВПРС в кривых участках пути кН:
где: R – радиус кривой = 800 м.
Wi - сопротивление при движении под уклон кН:
где: – регламентированный уклон %о =10%о = 001.
Тогда сопротивление при движении под уклон:
Wтр-сопротивление при трогании с места кН:
где -удельное сопротивление при трогании с места НкН:
Следовательно удельное сопротивление при трогании с места:
Поэтому сопротивление при трогании с места:
Тогда общее сопротивление передвижению будет равно:
Для самоходных машин неоходимое условие движения – общее сопротивление движению W должно быть меньше силы тяги по сцеплению Fсц т.е.
где nп n0-число приводных и общее число осей;
-расчетный коэффициент сцепления для ВПРС-02:
Техника безопасности при производстве путевых работ
При производстве путевых работ на действующем пути обязательно выполнение требований ПТЭ железных дорог правил технической безопасности и производственной санитарии при производстве работ в путевом хозяйстве инструкций по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ инструкций по сигнализации на железной дороге а также местных инструкций по технике безопасности.
Выполнение этих правил и инструкций является важнейшим условием ликвидации возможных случаев травматизма. Знание этих инструкций периодически проверяется а результаты проверки оформляются соответствующим актом.
К управлению машинами допускаются лица прошедшие медосмотр по уровню связанному с движением поездов и воздействию шума и вибрации.
Обслуживающий персонал машины должен быть обеспечен спецодеждой. Во время работы одежда должна быть застегнута.
Запрещается приступать к работе при неисправных тормозах ходовых частях звуковой и световой сигнализации а также при любой другой неисправности угрожающей безопасности движения поездов.
Машина должна быть снабжена огнетушителями расположенными в легкодоступных местах и находящимися в рабочем состоянии.
Обтирочные и смазочные материалы должны храниться в специальной таре с плотно закрывающимися крышками на платформе.
Перед началом работы по осмотру и обслуживанию машины необходимо убедиться что она заторможена и под заднюю колесную пару в сторону уклона уложен тормозной башмак.
Перед запуском двигателя и опробованием тормозов необходимо убедиться в отсутствии препятствий движению машины.
Запрещается переключать реверс до полной остановки машины.
Запрещается включать блокировку ходовых колес подвески при движении машины с поднятыми в транспортное положение измерительными тележками.
Машина должна быть оборудована аптечкой снабженной средствами для оказания первой медицинской помощи.
Запрещается работа машины в темное время при неисправном освещении.
Ответственность за обеспечение условий безопасной работы машины и за безопасность обслуживающей путевой бригады несет руководитель работ.
Ответственность за соблюдение требований безопасности ( в том числе пожарной) персоналом обслуживающим машину ВПРС возлагается на инженера-технолога.
Выезд на перегон к месту производства работ разрешается только по приказу поездного диспетчера. На закрытый перегон хоз. поезда могут выпускаться с одного или разных раздельных пунктов при этом расстояние между пунктами остановки их на перегоне должно быть не менее 1 км а скорость попутно следующих поездов – не более 20 кмчас. На перегоны оборудованные автоблокировкой хозяйственные поезда могут отправляться до закрытия перегона по сигналам автоблокировки. Машинисту каждого поезда в этом случае выдается предупреждение о месте остановки. По прибытии к месту работ дальнейшее передвижение по перегону указывает руководитель работ.
При работе машины ВПРС запрещается находиться на пути ближе 1 метра от машины. Если путь поднимается домкратами их можно снимать только после остановки машины. У места работы выставляется сигналист.
Производить какие-либо путевые работы впереди машины на расстояние менее 50 м от нее категорически запрещается.
На время прохода поезда по соседнему пути работа машины ВПРС должна быть прекращена рабочие органы убраны в пределы габарита при этом обслуживающему персоналу следует находиться в кабинах управления а бригаде монтеров пути на обочине.
В случае крайней необходимости нахождения в междупутье руководителя работ или бригады обслуживающей машину ВПРС (ремонт настройка) должен быть выставлен сигналист для оповещения о приближении поезда по правильному и неправильному направлениям.
Во время движения к месту работ во время работы и при возвращении с перегона в рабочей кабине машины может находиться только обслуживающий персонал и руководитель работ.
Соломонов С.А. «Путевые машины». – М.: «Транспорт» 1985.
Сырейщиков Ю.П. «Новые путевые машины». – М.: «Транспорт» 1984.
Данилкин И.Е. «Устройство и эксплуатация рихтовочных и выправочных машин». – М.: «Транспорт» 1986.
«Машина выправочно-рихтовочно-подбивочная для стрелочных переводов ВПРС-02.Техническое описание. Инструкция по эксплуатации». – М.: «Транспорт» 1995.
«Инструкция по текущему содержанию пути»-.М.: «Транспорт» 2000.
И.Б. Лехно «Путевое хозяйство»-М.: «Транспорт» 1990.

ВПРС-02 ВО!.cdw

Число подбоек в подбивочном блоке
Число подбивочных блоков
Эксцентриситет подбивочного вала
Амплитуда колебаний подбоек
Давление в гидросистеме
Высота подъемки и сдвижки пути
Транспортная скорость самоходом
Габарит вписывания (ГОСТ 9238-83)
Масса машины с прицепом
Макс. преодолеваемый уклон пути
Минимальный радиус прохождения кривых
-при траспортном положении раб. органов
-при рабочем положении
Точность положения пути после выправки:
- в продольном профиле
- перекос пути на длине 1м
-отклонение по уровню
Полуприцепная платформа
дополнительный топливный бак
Дизельный силовой агрегат
Передняя тележка КИС
Силовая передача (трансмиссия)
Невелировочно рихтовочное измерительное устройство КИС
Одношпальные подбивочные блоки
Уплотнители балласта у торцов шпал
КП 19020565.0.00.000.