Технология производства путевых работ

Разработка схем формирования рабочих поездов на станции и во время работ в "окно"

Для выбранной технологической схемы КР пути (рисунок 3.2) и комплектов машин (таблица 3.1) составляем технологическую схему расстановки рабочих поездов и групп рабочих по фронту при полном развороте всех работ в «окно», которая приведена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Технологическая схема расстановки рабочих поездов по фронту на момент полного разворота работ

Схема формирования рабочих поездов на станции приведена на рисунке 3.4.

Схема формирования щебнеочистительного комплекса приведена на рисунке 3.5.

Схема формирования рабочих поездов на перегоне приведена на чертеже формата А1.

1-щебнеочистительный поезд; 2- путеразборочный поезд; 3- путеукладочный поезд; 4- ХДС-1; 5- балластировочный поезд с ЭЛБ; 6- ХДС-2; 7- ВПО поезд с ВПО-3000; 8- поезд с ДСП.

Рисунок 3.4 - Схема формирования рабочих поездов на станции

1-универсальный тяговый модуль УТМ-1; 2-щебнеочистительная машина СЧ-601; 3-механизированный бункерный полувагон; 4-механизированный концевой полувагон.

Рисунок 3.5 - Схема формирования щебнеочистительного комплекса

Определение основных параметров технологического процесса

Время на оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ:

(3.1)

где - время на оформление закрытия перегона, мин ();

L - расстояние от узловой станции до места производства работ, км (L=3…5 км);

- скорость движения машин в составе поезда, км/ч ().

.

Время перевода машин из транспортного в рабочее положение .

Продолжительность работы ЩОК по заполнению состава засорителей:

 (3.2)

где - суммарный объем состава засорителей, м³;

-коэффициент разрыхления;

-коэффициент, учитывающий потерю времени на пропуск поездов, физиологический отдых и переходы в рабочей зоне ([16]);

-производительность средняя в реальных условиях, м³/ч (м³/ч).

, (3.3)

где -количество механизированных полувагонов в составе для засорителей, шт (n_пв=10 шт);

-вместимость одного полувагона, м³ (V_пв=30 м³).

V_сз=10·30=300 м³.

(3.4)

где Т - продолжительность рабочей смены, мин (Т=492 мин);

t=t₁+t₂+t₃, (3.5)

где t₁ - время на переходы в рабочей зоне, мин (t₁=15мин);

t₂ - время на отдых, мин (t₂=30мин);

t₃ - время на пропуск поездов, мин.

, (3.6)

где N_пас - количество пар пассажирских поездов проходящих по участку в течение суток, (N_пас=40);

N_гр - количество пар грузовых поездов проходящих по участку в течение суток, (N_гр=50);

H_вр^пас - норма времени на пропуск одного пассажирского поезда, мин (H_вр^пас=1мин);

H_вр^гр - норма времени на пропуск одного грузового поезда, мин (H_вр^гр=1,5мин);

t_сут - количество часов в сутки, ч (t_сут=24ч);

t_см - количество часов в смену, ч (t_см=8,2ч).

мин.

t=15+30+78=123 мин.

t_в=300·1,08·1,33/432=1час=60 мин.

Длина участка работы ЩОК с составом для засорителей

l_сз= V_сз/А_ср, (3.7)

где А_ср - средняя площадь поперечного сечения вырезаемого слоя балласта , м² .

А_ср=(V_Б-V_ШП)/1000, (3.8)

где V_Б-объем вырезаемого балласта без учета шпал на 1км пути, м³.

V_ШП-объем шпал на длине 1 км пути, м³.

V_Б= А_в·1000, (3.9)

где А_в - площадь поперечного сечения вырезаемого слоя балласта без учета шпал , м² ( рисунок 3.5).

А_в= h_в (В_В+В_Н)/2-А_{в ро}, (3.10)

где h_в- высота от плеча балластной призмы до границы вырезанного слоя, м.

В_В, В_Н-ширина соответственно верха и низа балластной призмы, м.

А_{в ро}=А_в?2hb, (3.11)

где h - высота балласта, вырезаемого ротором, м;

b=D_р- ширина балласта, вырезаемого ротором, м.

Рисунок 3.5-Схема к определению площади поперечного сечения вырезаемого балласта

По рисунку 3.5 определено:

h_в=h_в^/+(h_шп-?), (3.12)

где h_в^/-глубина вырезки по заданию, м (h_в^/=0,4 м).

h_шп - высота шпалы, м (h_шп=0,18м);

? - расстояние от поверхности плеча балластной призмы до верхней границы шпалы, м (?=0,03…0,02 м).

h_в=0,4+(0,18-0,03)=0,55 м,

В_В=7,7/2=3,85 м,

В_Н=3,85+ h_в ·1,5=3,85+0,4·1,5=4,45 м,

А_в=0,5(3,85+4,45)/2=2,075 м²,

А_{в ро}=2,075-2·0,25·0,7=1,725м²

V_б=1,725•1000=1725 м³.

V_шп= В_шп•(h_шп -?)•L_шпN_эп, (3.13)

где В_шп - ширина шпалы, м (В_шп=0,25м);

N_эп - количество шпал на 1 км пути, шт (N_эп=1840шт).

V_шп=0,25•(0,18-0,03)•2,75•1840=190 м³/км.

А_ср=(1725-190)/1000=1,54 м².

l_сз= 300/1,54=195 м.

Продолжительность выгрузки балласта из состава для засорителей t_выг, мин:

t_выг= t_гр+ t_р+ t_пор, (3.14)

где t_гр, t_пор-время пробега машины от места работы ЩОК до места разгрузки и обратно, мин:

t_гр=t_пор=l_в/V_сз, (3.15)

где l_в-длина пути до места выгрузки, м:

l_в= l_БП- l_сз (3.16)

l_БП- расстояние между блок-постами по заданию, м(l_БП=5000 м).

l_в=5000-195=4805 м.

V_сз-скорость движения состава, км/ч (V_сз=50 км/ч=50000 м/ч).

t_гр=t_пор=4805/50000=0,096 ч=6 мин.

Время разгрузки:

t_р= V_сз/(b·h_м·V_тр), (3.17)

где b-ширина конвейера, м (b=2,2 м);

h_м- высота загружаемого слоя ВСП в промежуточных полувагонах, м (h_м=0,75 м);

V_тр- скорость перемещения материала ВСП по транспортной ленте, м/с (V_тр=0,12 м/с).

t_р= 300/(2,2·0,75·0,12)=1515 с=25 мин,

t_выг=6+25+6=37 мин.

Длина ЩОК СЧ-601 с составом для засорителей l₁, м:

l₁=l_УТМ-1+l₆₀₁+l_ПВ·n_ПВ+l_КВ+ l_УТМ-1 , (3.18)

где l_УТМ-1-длина универсального тягового модуля, м (l_УТМ-1=14,4 м);

l₆₀₁-длина СЧ-601, м (l_СЧ=24,82 м);

l_ПВ-длина полувагона для засорителей, м (l_ПВ=16,62 м);

l_КВ-длина концевого полувагона, м (l_КВ=16,62 м).

l₁=14,4+24,82+16,62·10+16,62+14,4=236,44 м.

Длина путеразборочного поезда l₂, м:

l₂=2•l_т+ l_пл.пр.+ l_пасс.в +N_гр l_гр+ N_мпд l_мпд + l_пл.пр.+ l_кр., (3.19)

где l_т - длина одной секции тепловоза типа, м;

l_пл.пр.- длина платформы прикрытия, м;

l_пасс.в - длина пассажирского вагона, м;

l_гр - длина грузовой платформы, м;

N_гр - количество несамоходных грузовых платформ, шт;

N_мпд - количество моторных платформ типа МПД, шт;

l_мпд - длина моторной платформы типа МПД, м;

l_кр - длина укладочного крана по стреле типа УК-25/9-18, м.

N_пл^гр= 2•N_пак^р(у), (3.20)

где N_пак^р(у) - количество пакетов при разборке и укладке, шт.

(3.21)

где n^р(у)_зв - количество звеньев в одном пакете при разборке и укладке, шт.

n^р(у)_зв определяется по [16]:

-- характеристикам участка, на котором производится ремонт;

--характеристикам подвижного состава входящий в ПРП и ПУП поезд.

Количество звеньев в одном пакете по условию грузоподъемности платформы крана (рисунок 3.6):

(3.22)

где l^/_пак - длина пакета находящийся на платформе крана, м (l^/_пак=17м);

G_{пл.кран.} - грузоподъемность платформы крана, кг (G_{пл.кран.}=40000кг);

m_р.ш.р. - масса рельсошпальной решетки, кг.

m_р.ш.р.=2•m_р+N_шп.звm_шп., (3.23)

где m_р - масса одного рельса, кг (m_р=1292 кг);

m_шп - вес одной шпалы со скреплением, кг (m_шп=90кг);

N_шп.зв - количество шпал в одном звене, шп.

Рисунок 3.6-Схема расположения пакета на платформе крана

(3.24)

.

m_р.ш.р.=21292+4690=6724 кг.

Количество звеньев в одном пакете по условию грузоподъемности грузовой платформы:

(3.25)

где G_пл.гр. - грузоподъемность грузовой платформы, кг (G_пл.гр.=60000 кг).

Количество звеньев в одном пакете по условию электрофицированности участков (рисунок 3.7):

(3.26)

где H_пак - высота занимаемая одним пакетом, м (рисунок 3.7):

H_пак=6820?1500?450?1450=3420 мм =3,42м;

H_зв - высота звена, м (рисунок 3.7) :

H_зв =0,18+0,2+0,152=0,352 м.

Рисунок 3.7 - Схема к определению допустимой высоты пакета

Количество звеньев в одном пакете по условию вместимости унифицированного съемного оборудования (УСО) определяется по техническим характеристикам УСО-3АМ:

n_усо=6 (при всех видах шпал и типах рельсов).

Принимаем n^р_зв=6 шт.

пл.

Количество моторных платформ:

(3.27)

где n_мот - количество пакетов перетягиваемых одной моторной платформой за один цикл, пак.

n_мотi определяется по трем условиям [16]:

1) по канатоёмкости барабана тяговой лебедки крана (S_л=75м);

n^s_мотi=S_л / l_зв, (3.28)

n^s_мот=75 / 25=3 пак.

2) по тяговому усилию барабана;

, (3.29)

где Д _р - диаметр ролика, м (Д _р=0,15м);

F_л - тяговое усилие лебедки моторной платформы МПД, Н (F_л=29400Н);

d - диаметр цапфы ролика, м (d=0,12м);

- коэффициент, учитывающий переход с платформы на платформу (=1,5);

f - коэффициент трения качения в шарикоподшипниках (f=0,015);

₁ - коэффициент трения качения рельсов о ролики, м (₁=0,0004м);

i - наибольший уклон пути, (i=0,008).

пак.

3) по технологии перетягивания пакетов (рисунок 3.8).

Сначала лебедка МПД перетягивает 2 пакета, что соответствует ее тяговому усилию. Затем, так как длины каната хватает на 3 пакета, он закрепляется на третьем пакете, который связывается четвертым пакетом, и вновь перетягиваются 2 пакета. Таким образом, одной лебедкой платформы МПД можно перетянуть 4 пакета.

Рисунок 3.8-Схема перетягивания пакетов

Следовательно принимаем из условия перетягивания пакетов: n_мот=4 пак.

пл.

Принято N_МПД=2.

l₂=218,2+14,2+14,0+1414,2+216,3+114,2+44=354,2 м.

Длина путеукладочного поезда l₃:

Длину путеукладочного поезда находим, используя формулы, применяемые при расчете путеразборочного крана.

m_р.ш.р.= 21292+4690=6724кг,

n_усо=6.

Принимаем n^у_зв=6 шт.

n^s_мот=75/25=3 пак.

Для МПД:

пак.

С использованием обратного блока возможно перетягивать 4 пакета. Принимаем из технологии перетягивания пакетов с помощью обратного блока n_мот=4 пак.

пл.

Принято N_МПД=2.

l₃ =218,2+14,2+14,0+1414,2+216,3+114,2+44=354,2 м.

Длина материальной секции разборщика (укладчика):

l_мср(у)=l₂₍₃₎ - l_рср(у), (3.30)

где l_рср(у) - длин рабочей секции разборщика (укладчика), м.

l_рср(у)=l_кр+n_плl_гр, (3.31)

где n_пл - количество не самоходных грузовых платформ в рабочей секции разборщика (укладчика), шт (n_пл=3 пл).

l_рср(у)=44+314,2=86,6 м,

l_мср=354,8 -86,6=268,2 м,

l_мсу=354,2 - 86,6=268,2 м.

Длина ХДС-1 и ХДС-2 состава l₄₍₆₎, м:

l₄₍₆₎=2•l_т+l_х-дN_х-д+ l_{пасс.в..}+l_т, (3.32)

где l_х-д - длина хоппер - дозатора вагона, м (l_х-д=10м);

N_х-д - количество хоппер - дозаторов в составе, шт.

(3.33)

где V_ХДС-i - объем выгружаемого балласта, м³;

V_х-д - вместимость кузова, м³ (V_х-д=36 м³).

Необходимый объем V_необх, м³ :

V_необх = V_б ? V_шп^/, (3.34)

где V_б - объем вырезаемого балласта без учета объема шпал, м³;

V_шп^/ ? объем занимаемый шпалами на участке длиной l_фр , м³.

V_б=А_в• l_фр, (3.35)

где А_в-площадь поперечного сечения выгружаемого слоя балласта без шпал, м.

А_в= h_в (В_В+В_Н)/2, (3.36)

где h_в- высота от плеча балластной призмы до границы вырезанного слоя, м;

В_В, В_Н-ширина соответственно верха и низа балластной призмы, м.

h_в=h_в^/+(h_шп-?), (3.37)

где h_в^/-высота от подошвы шпалы до границы вырезанного слоя, м (h_в^/=0,4 м);

h_шп - высота торцевой части шпалы, м (h_шп=0,15м);

? - расстояние от поверхности плеча балластной призмы до верхней границы шпалы, м (?=0,03…0,02 м).

h_в=0,4+(0,15-0,02)=0,53 м.

В_В=7,7/2=3,85 м.

В_Н=3,85+ h_в ·1,5=3,85+0,53·1,5=4,64 м.

А_в=0,68(3,85+4,64)/2=2,88 м².

V_б=2,88•1000=2880 м³.

Объем шпал на длине l_фр, м³:

V_шп^/ =V_шп• l_фр, (3.38)

где V_шп-объем шпал на 1 км, м³/км.

V_шп= В_шп•(h_шп -?)•L_шпN_эп, (3.39)

где В_шп - ширина шпалы, м (В_шп=0,25м);

N_эп - количество шпал на 1 км пути, шт (N_эп=1840шт).

V_шп=0,25•(0,18-0,02)•2,75•1840=190 м³/км,

V_шп^/ =190·1=190 м³,

V_необх =2880-190=2690 м³.

V_ХДС-2=(h_шп-)•В_в•l_фр -V_шп^/, (3.40)

V_ХДС-2=(0,18-0,02)•3,85•1000-190=426 м³.

V_ХДС-1= V_необх - V_ХДС-2, (3.41)

V_ХДС-1=2690-426=2264 м³.

ваг,

ваг.

l₄=218,2+6310+14+18,2=698,6 м,

l₆=218,2+1210+14+18,2=186,6 м.

Длина поезда с машиной ЭЛБ-3М l₅, м:

l₅=2•l_т+l_элб, (3.42)

где l_элб - длина машины ЭЛБ-3М, м.

l₅=2•18,2+50,5=86,9 м.

Разработка графика производства работ в «окно»

Продолжительность «окна» Т_о, мин:

Т_о=t_разв +t_у +t_св , (3.45)

где t_разв- время, необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном, мин;

t_у - время выполнения в «окно» ведущей операции, мин;

t_св- время необходимое на свертывание работ, для приведения пути в исправное состояние после его укладки, мин.

Время на оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ:

t₁=t^/+L/v_тр , (3.46)

где t^/ - время на оформления закрытия перегона, мин (t^/=5мин);

L -расстояние от узловой станции до места производства работ, км (L=3…5 км);

v_тр - скорость движения машин в составе поезда, км/ч (v_тр=50км/ч).

t₁=5+5•60 / 50=11 мин.

Время перед началом работ по разболчиванию пути t₂, мин:

t₂=(ТБ+l_МСР+l_р)• / V_тр, (3.47)

где l_р - фронт работ, занимаемый бригадой по разболчиванию стыков, м.

l_разб=n_бр•l_зв / n_ст, (3.48)

где n_бр - количество монтеров пути в бригаде по разболчиванию стыков, чел;

n_ст - количество человек на одном стыке, чел (n_ст =4 чел).

n_бр =Т_б / t_р(у) (3.49)

где Т_б - затраты труда на весь объем работ по разболчиванию пути, чел.-мин.

t_р(у) - время работы разборочного (укладочного) крана, мин.

Т_б =n_болт• Н_вр ^разб •, (3.50)

где n_болт - общее количество болтов на длине l_фр, шт.;

Н_вр ^разб - норма времени на разболчивание одного болта, чел.-мин (Н_вр^разб=0,91 чел.-мин).

n_болт =( l_фр / l_зв+1)• n_ст^б, (3.51)

где n_ст^б - количество болтов в одном стыке, шт (n_ст^б = 8 шт).

n_болт =( 1000/ 25+1)•8=328 шт.

Т_б =328•0,91•1,26= 376 чел.-мин.

t_р(у) =(l_фр / l_зв )• Н_вр ^р(у) •, (3.52)

где Н_вр ^р(у) - норма времени разборки (укладки) пути, чел.-мин

(Н_вр ^р(у) =2,2 чел.-мин).

t_р(у) =(1000/ 25)•2,2•1,26=111 мин.

Так как t_р= t_у, то принимаем в качестве ведущей операции укладку пути с Н_вр^в=2,2 чел.-мин.

n_бр =376 / 111=3,5 чел.

Принято n_бр =4 чел.

l_р=4·25 / 4=25м.

t₂=(50+268,2+25) •1,26/(50·1000/60)=1 мин.

Интервал времени между началом работ по разболчиванию пути и началом разборки пути разборочным краном t₃, мин:

t₃=(ТБ+l_РСР) Н_вр ^в •/ l_зв, (3.53)

t₃=(50+86,6)•2,2•1,26/25=15 мин.

Интервал времени между началом работы разборочного и укладочного кранов t₄, мин:

t₄=(l_пл / l_зв )•Н_вр ^в•, (3.54)

где l_пл-фронт работ планировки земляного полотна, м(l_пл=50 м).

t₄=(50/25)•2,2•1,26=6 мин.

Интервал времени между началом работы укладочного крана и работ по сболчиванию пути t₅, мин:

t₅=(l_РСУ+ТБ+l_сбол )• Н_вр ^в •/l_зв, (3.55)

где l_сбол -длина фронта работ по сболчиванию пути, м.

l_сбол =С_болт^/ •l_зв /(4•t_б), (3.56)

где С_болт - суммарные затраты труда на постановку накладок, сболчивание стыков и перегонку стыковых шпал, чел.-мин;

t_б - время необходимое на постановку накладок, сболчивание стыков в темпе работы путеукладочного крана, мин (t_б = t_у).

С_болт^/ =С_болт+С_пер, (3.57)

где С_болт ,С_пер - суммарные затраты труда на постановку накладок, сболчивание стыков и затраты труда на перегонку стыковых шпал соответственно, чел.-мин.

С_болт =n_ст^/ •H_вр^Б•, (3.58)

где n_ст^/ - количество стыков на длине l_фр, ст;

H_вр^Б - норма времени на сболчивание одного стыка и постановку накладок, чел.-мин (H_вр^Б =15 чел.-мин).

n_ст^/= l_фр / l_зв +1, (3.59)

n_ст^/=1000 /25 +1=41 ст.

С_болт =41•15•1,26=775 чел.-мин.

С_пер =n_шп •Н_вр^шп•, (3.60)

где n_шп - количество стыковых шпал, шп;

Н_вр^шп - норма времени на постановку одной шпалы, чел.-мин (Н_вр^шп =0,89 чел.-мин).

n_шп =2•(l_фр / l_зв )+2, (3.61)

n_шп =2•(1000 / 25)+2=82 шп.

С_пер =82•0,89•1,26=92 чел.-мин.

С_болт^/ =775+92=867 чел.-мин.

l_сбол =867•25 /(4•111)=49 м.

t₅ =(86,6+50+49)•2,2•1,26/25 =20 мин.

Интервал времени между началом работ по сболчиванию пути и началом его рихтовки t₆, мин:

t₆=(l_рихт / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.62)

t₆=(75 / 25)•2,2•1,26=8 мин.

Интервал времени между началом рихтовки пути и МСУ t₇, мин:

t₇=(ТБ / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.63)

t₇=(50 /25)•2,2•1,26=6 мин.

Интервал времени между началом МСУ и началом ХДС-1 t₈, мин:

t₈=( (l_МСУ + ТБ) / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.64)

t₈=((268,2+50) /25)•2,2•1,26=35 мин.

Интервал времени между началом ХДС-1 и началом ЭЛБ t₉, мин:

t₉=( (l₄ + ТБ) / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.65)

t₉=( ( 698,6+50) / 25)• 2,2•1,26=82 мин.

Интервал времени между началом ЭЛБ и началом ХДС-2 t₁₀, мин:

t₁₀=( (l₅ + ТБ) / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.66)

t₁₀=( (86,9+50) / 25)• 2,2•1,26=15 мин.

Интервал времени между началом ХДС-2 и началом ВПО t₁₁, мин:

t₁₁=( (l₆ + ТБ) / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.67)

t₁₁=( (186,6 +50) / 25)• 2,2•1,26=26 мин.

Интервал времени между началом ВПО и началом ДСП t₁₂, мин:

t₁₂=( (l₇ + ТБ) / l_зв )• Н_вр ^в •, (3.68)

t₁₂=( (70,5+50) / 25)• 2,2•1,26=13 мин.

После окончания работ по соединению нового пути со старым (линия изменения темпа потока) оставшиеся машины могут работать со своей максимально допустимой рабочей скоростью, с соблюдением ТБ.

Потоки машин следующих за МСУ ведущей машиной является ВПО-3000.

Расстояние l₉ от начала ВПО до l_фр определяется по графику основных работ в «окно».

Интервал времени t₁₃, мин:

t₁₃=l₉ / V_ВПО•, (3.69)

t₁₃= (1000/2000)•60•1,26=38мин.

По формуле (3.45) продолжительность «окна» :