Машины для укладки рельсошпальной решётки

-- диаметр ролика по реборде в месте касания ее с рельсами, см (= 15 см); d-- диаметр цапфы, см; -- коэффициент увеличения трения рельсов о реборды роликов (= 1,5); i -- руководящий уклон ( i = 0,12).

Силу сопротивления в вертикальных отклоняющих роликах, расположенных на укладочном кране, по аналогии с предыдущими рассуждениями выразим уравнением

где -- горизонтальное усилие в вертикальных отклоняющих роликах, Н [];

-- диаметр вертикального ролика и диаметр его цапфы,

-- число пар роликов.

Тяговое усилие на барабане лебёдки равно сумме приведённых выше сопротивлений, Н,

Мощность электродвигателя привода лебёдки, кВт,

Скорость наматывания каната = 0,4--0,5 м/с.

4.4 Растёт параметров гидросистемы

Нагрузку на шесть гидроцилиндров портала от массы стрелы с оборудованием и массы кареток можно найти из уравнения, Н,

где -- масса стрелы с оборудованием, = 21200 кг;

-- расстояние между стойками (= 14 м);

-- расстояние от передней стойки до центра тяжести стрелы с оборудованием (= 0,5 м вправо от левой стойки);

-- масса одной каретки = 370 кг).

Нагрузка на один гидроцилиндр, Н,

4.5 Расчёт укладочного крана на продольные и поперечные нагрузки

Продольные нагрузки действуют на укладочный кран при формировании укладочного поезда и следовании крана по перегону в составе укладочного или грузового поезда. Продольные усилия, на которые должны рассчитываться вагоны и путевые машины, принимают для двух основных расчетных режимов: I -- соударение вагона и путевой машины при малой скорости = 0,55--2,22 м/с (= 2--8 км/ч); II -- движение поезда с наибольшей допускаемой скоростью. Для I режима продольная расчетная нагрузка на кран = 2451 кН (250 тс); для II-- 980,6 кН (250 тс).

При ударе в автосцепку возникают силы инерции укладочного крана. Сила инерции каждой составной части (i-й) пропорциональна её массе ускорению и зависит от жёсткости прикрепления этой части к раме крана, учитываемой безразмерным коэффициентом , восприятия нагрузки.

(4.5.1)

Рама платформы с оборудованием составляет значительную часть общей массы крана (35--42%), она обладает наибольшей жёсткостью. Коэффициент восприятия нагрузки для составных частей можно принять: для рамы платформы = 1,1--1,2, для тележки = 1, для стоек = 0,8, для стрелы с оборудованием = 0,5--0,6. Монтируемое на кране оборудование и элементы его крепления рассчитывают на действие вертикальных, продольных и боковых нагрузок, вызываемых силами инерции в расчётных режимах I и II (табл. 4.5.1).

Обозначения, принятые в табл. 4.5.1 и в тексте: расчётные силы, приложенные в центре тяжести прикреплённого оборудования или механизма по вертикальной оси z, по продольной оси x, по поперечной оси y, Н; Р_ст -- статическая нагрузка от элемента оборудования, Н; -- масса укладочного крана, платформы, тележки, стоек, стрелы с оборудованием, кг; -- продольная сила удара в автосцепку крана, Н, ), = 2451000 Н; -- статический прогиб рессорного подвешивания, см; а₁ -- коэффициент для элементов рамы машины (а₁ = 0,05, для обрессореных частей тележки (а₁ = 0,1); Ь₁ -- коэффициент (., `где -- число осей тележки); -- сила инерции платформы с оборудованием, тележек, стоек и стрелы с оборудованием, Н; -- расстояние от оси автосцепки до центра тяжести крана = -105 см, здесь -- высота центра тяжести крана от головки рельса, см); -- расстояние от оси автосцепки до центра тяжести стрелы с оборудованием, см; -- высота от центра оси автосцепки до оси автосцепки, см; -- высота от оси автосцепки до центра тяжести стойки, платформы, см; x -- расстояние по оси х от среднего поперечного сечения крана до центра тяжести элемента оборудования, см; -- ускорение по оси х в I расчётном режиме, м/с²:

;

-- ускорение во II расчётном режиме по оси х, м/с²; -- ускорение от торможения и разгона во II расчётном режиме, действующее на оборудование, закреплённое соответственно на платформе, тележке, стойках и стреле при скорости движения 28 м/с (100 км/час); -- расчётное ускорение массы элемента в боковом направлении ( где -- ускорение свободного падения, м/с); -- коэффициент вертикальной динами , где -- скорость, м/с).

4.6 Устойчивость укладочного крана в рабочем режиме

Устойчивость укладочных кранов должна быть достаточной в наиболее неблагоприятных условиях, то есть в тот момент, когда на платформе нет звеньев, а укладываемое звено выдвинуто вперёд и подвешено к стреле. По правилам Гостехнадзора определяют коэффициенты грузовой устойчивости и собственной устойчивости . Коэффициентом грузовой устойчивости называют отношение удерживающего момента, создаваемого нагрузками от веса частей крана относительно ребра опрокидывания (УК-25/9 относительно подпятника передней тележки) за вычетом моментов от сил инерции и ветровой нагрузки, к опрокидывающему моменту, создаваемому грузом, траверсой и грузовыми тележками. Коэффициент грузовой устойчивости

Для крана УК-25/9 момент. Нм,

где М_G-- момент от веса частей крана, Нм;

0,5G_Tl)--удерживающий момент, создаваемый половиной веса задней ходовой тележки.

Суммарный момент от сил инерции, возникающих при торможении грузовых тележек вместе со звеном,

где -- масса грузовой тележки, траверсы и звена, кг;

-- замедление тележек со звеном при их торможении в конце хода, м/с: =2--2,3;

-- высота центра тяжести грузовой тележки над горизонтальной плоскостью подпятника, м (= 4,56 м ).

Суммарный момент от ветровой нагрузки для укладочных кранов

где -- давление ветра, которое по нормам расчёта вагонов принимается равным 490 Па;

-- подветренная площадь стрелы, двух стоек одного портала, траверсы и звена, м²;

-- высота центра давления ветра от плоскости подпятника до стрелы, стоек, траверсы и звена, м.

Грузовой момент для крана УК-25/9, Н м,

(4.6.5)

где -- масса звена, кг;

-- длина звена, (=25 м);

f - несоосность центров тяжести звена и траверсы, f = 5 м

По правилам Гостехнадзора коэффициент устойчивости определяется без учёта сил инерции и ветровой нагрузки

Собственную устойчивость крана проверяют без груза (звена) на стреле, причём опрокидывающий момент создаётся противовесом вокруг подпятника задней тележки и ветровыми нагрузками. Коэффициент собственной устойчивости:

где М_пр -- момент от противовеса, Н.м ();

М_В -- момент от ветровой нагрузки, действующий в ту же сторону опрокидывания, что и противовес, Н м.

4.7 Тяговый расчёт укладочного крана

Тяговый расчёт выполняется по методике. Значения удельных сопротивлений движению приведены на рис. 4.7.1. для расчёта тяговой характеристики крана необходимо знать электромеханические характеристики тягового электродвигателя (рис. 4.7.2) и схему включения двигателей в цепь генератора, внешнюю характеристику тягового генератора (рис. 4.7.3.), ограничение силы тяги по сцеплению и максимальному току тягового электродвигателя и генератора.

Рис. 4.7.1. Зависимость основного удельного сопротивления от скорости движения: 1, 2 -- расчётное удельное сопротивление , при отключенных осевых редукторах и холостого хода с включёнными осевыми редукторами ; 3,4 -- замеренное удельное сопротивление при отключённых осевых редукторах и холостого хода машины с отключёнными осевыми редукторами

Рис. 4.7.2. Электромеханические характеристики тягового двигателя ДК-309А: сплошные линии -- и при напряжении 190В по результатам испытаний; штриховые -- расчётные при различных напряжениях

Рис. 4.7.3. Характеристики генератора П- 111П.

Частота вращения электродвигателя при различных напряжения, мин^-1,

где n -- частота вращения при заданном напряжении, мин^-1

n_H-- частота вращения при номинальном напряжении U_H= 190 В,мин^-1,

I_R-- сила тока в якоре тягового электродвигателя, А;

-- суммарное сопротивление обмоток двигателя при 100° С (у двигателя ДR-309А = 0,06 Ом);

е =2-- падение напряжения в щёточном контакте, В.

По формуле (4.7.1) построены кривые при различных напряжениях (U = 30, 40, 60, 80,..., 250 В) приведенные на рис. 4.7.2.

Действительную внешнюю характеристику дизель-генератора получают при испытании генератора с загрузкой реостатом (см. рис. 8.7.3). Внешняя характеристика генератора П-111П не обеспечивает наибольшее использование мощности дизель-генератора на тягу, так как U мало изменяется при токе от 0 до 450 А. Постоянное напряжение на кране необходимо для питания электродвигателей привода лебёдок. В тяговых генераторах путевых машин это не достигается.

Сила тяги по сцеплению, Н,

Коэффициент сцепления для укладочного крана можно принять , где -- скорость движения, м/с.

Нагрузки от двух приводных (сцепных) колёсных пар на рельсы передней Р_1сц и задней Р_2сц тележек, Н: где -- нагрузка на рельсы от одной колесной пары передней тележки, задней тележки.

Рассчитывают по меньшему значению gos, при котором начнется буксование колёс (на выдвинутой стреле подвешено звено, а на платформе крана нет звеньев).

Согласно электрическим схемам кранов тяговые электродвигатели включаются в следующих режимах:

тяга от двух дизель-генераторов: 1-- последовательное соединение двух двигателей к одному генератору; 2 -- параллельное соединение двух двигателей к одному генератору;

тяга от одного дизель-генератора: З -- последовательное соединение четырёх двигателей от одного генератора; 4 -- последовательно-параллельное соединение четырёх двигателей от одного генератора.

Расчётная сила тяги крана

где -- сила тяги на ободе колеса, кИ;

z = 4-- число тяговых двигателей;

-- крутящий момент двигателя по характеристике (см. рис. 4.7.2), Нм;

-- передаточное число редуктора () и его к.п.д.;

--диаметр колеса, м (= 0,95);

1000 -- коэффициент перевода в килоньютоны.

Скорость движения крана, М/с,

машина рельсошпальный механизированный кинематический

где -- частота вращения двигателя, мин^-1, для различных значений I и II которые принимаются по характеристике двигателя.

Рис. 4.7.4.. Расчётные характеристик кранов УК-25/9: 1, 2 -- кривая силы тяги F_k, от двух силовых установок при последовательном присоединении двух тяговых электродвигателей к одному генератору и при параллельном присоединении; З, 4 -- кривая F_k от одной силовой установки при последовательном присоединении четырёх электродвигателей к одному генератору и при параллельном присоединении

По полученным значениям F_k и ‚ для всех четырёх схем включений двигателей строят тяговую характеристику F_kкрана рис. 4.7.4).

4.8 Производительность укладочного крана

Производительность П укладочного крана, м/ч зависит от времени укладки звена ', с, и длины звена , м

Для прямого участка пути ,где -- время строповки звена; -- время подъёма звена на высоту = 0,З-0,4 м (=/); -- средняя скорость подъёма, м/с; -время передвижения тележки со звеном, с, (=-- путь разгона тележек со звеном (0,5--0,8 м); -- путь движения тележек со звеном с установившейся скоростью, м; -- тормозной путь (=0,5 м); --установившаяся скорость (=1,35--1,5 м/с); время опускания звена со средней высоты, с (=/); средняя высота, м; -- скорость опускания звена, м/с (=0,35-- 0,45 м/с); -- время стыковки заднего конца звена, окончательного опускания звена, расстроповки звена, подъёма траверс на среднюю высоту, с ()-- скорость подъёма траверс, м/с (= 0,35--0,45 м/с); --время передвижения порожних тележек на длину , с (=/); -- длина передвижения порожних. тележек, м; -- скорость движения порожних тележек, м/с (=1,7--1,8 м/с); -- время опускания, с.

Укладочный кран с рабочей секцией поезда передвигается на длину уложенного звена одновременно с передвижением грузовых тележек, опусканием траверс и строповкой звена. Пакет звеньев передвигается также одновременно с укладкой последнего звена и при хорошей организации работы дополнительного времени на передвижение не требуется. Время цикла укладки можно представить в виде циклограммы (рис. 4.8.1.). Цикл укладки звена на кривом участке пути увеличивается на время, затрачиваемое на сдвиг переднего конца укладываемого звена на ось пути и его изгиб. Остальные операции такие же, что и в цикле на прямом участке пути.

Рис. 4.8.1. Циклограмма укладки звена

На прямом участке

=6+3+19+8+8+5+8+8+18+3=86

На кривом участке

=6+3+19+9+10+5+8+8+18+3=89

5. Обеспечение требований техники безопасности и охраны труда при работе машины

5.1 Основы эксплуатации и обслуживания машин для укладки РШР

При подготовке к работе путеукладчиков двигатели заправляют топливом, маслом, водой, наполняют песочницы, проверяют общее состояние машины. Песок для заправки песочниц должен быть хорошо просушен и просеян.

При подготовке к работе проверяется состояние колесных пар, букс рессор, крепление тормозных цилиндров, состояние рукавов, колодок, тяговых двигателей, крепление компрессоров, натяжение ремней клиноременной передачи привода компрессоров, состояние всех канатов, чистота электрических приборов.

Перед троганием моторной платформы или крана с места проверяют действие тормозов, затем включают автоматы генераторов. После прогрева двигателя и подачи звукового сигнала поезд трогают с места, для ускорения нарастания напряжения на клеммах генератора в период разгона нажимают кнопку <Подпитка. Во время укладки звеньев краном включение этой кнопки обязательно. При укладке пути передвижение крана осуществляется от одного генератора с последовательным соединением четырех тяговых двигателей, для увеличения скорости поезда до 20 км/ч и более двигатели переключают на параллельное соединение. В дальнейшем устанавливают скорость движения в зависимости от веса поезда и профиля пути.

5.2 Смазка машин

Исправное состояние машин в большой степени зависит от регулярной смазки трущихся поверхностей. Масленки, отверстия и каналы для смазки необходимо периодически осматривать и очищать. Перед смазкой следует тщательно удалять грязь с пресс-масленок и смазываемых поверхностей, а после смазки насухо вытирать все смазочные приборы (масленки, пробки и т. п.). Смазку шприцем необходимо подавать до тех пор, пока свежая смазка не покажется из мест стыков деталей смазываемого узла. Корпуса роликовых и шариковых подшипников необходимо заполнять не более чем на емкости. При замене консистентной смазки в подшипниковых узлах их необходимо разобрать, очистить от старой смазки; при замене смазки в редукторах старая смазка должна быть слита, а редуктор промыт бензином. Периодичность и места смазки отдельных узлов, а также сорта смазки указываются в картах смазки.

5.3 Основные требования по технике безопасности при обслуживании машин для укладки рельсошпальной решетки

Погруженные на платформу пакеты звеньев должны быть надежно закреплены от продольного и поперечного сдвигов. При работе с применением укладочных кранов следует соблюдать следующие правила техники безопасности. Все работы по передвижению крана, подъему звена, перетяжке пакетов производят по команде начальника укладочного (разборочного) поезда с предварительной подачей звукового сигнала. Запрещается: выполнять работы впереди разборочного поезда и сзади укладочного поезда на расстоянии ближе 25 м; находиться на поднятом звене, переходить к находиться под поднятым звеном, а также на расстоянии ближе 1 м сбоку от звена. При расположении последнего на высоте более 2 м от земли нельзя быть на расстоянии ближе 4 м сбоку от звена при поднятии его для перевертывания, а также находиться перед погруженными пакетами рельсовых звеньев при транспортировке и работе.

Все рабочие, обслуживающие путеукладочные поезда, при перетяжке пакетов должны отойти от натянутых канатов не менее чем на 10 м. для предотвращения сходов кранов с рельсов обязательно следует ставить тормозные башмаки на третьей шпале от конца уложенного звена. При обнаружении неисправностей в тормозах лебедок, в экипажной части, концевых выключателях, грузозахватных приспособлениях, сигналах путеукладочные машины к работе не допускаются. Сопровождение путеукладчиков в составе хозяйственных поездов от базы до места работ разрешается только машинисту крана.

Заключение

Таким образом, в ходе выполнения данной курсовой работы я ознакомился с путевыми машинами, применяемыми в путевом хозяйстве для укладки РШР. А также согласно заданию подробно изучил устройство машин для укладки РШР на примере УК 25/9. Согласно исходным данным произвел расчеты.

Список литературы

1. Путевые машины. Под ред. Соломонова С.А. - М.: Транспорт, 2000.

2. Машины и механизмы для путевого хозяйства: Учебник для техникумов/ М.А. Плохоцкий, С.А. Соломонов, А.Ф. Толмазов и др.; Под ред. М.А. Плохоцкого. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: "Транспорт", 1978. - 389 с.

3. Путевые машины и механизмы. Отраслевой каталог. 18-3-82. Часть 1. Москва 1982. Каталог подготовили: В.Н. КОРОТКОВ, А.А. ЗАВЬЯЛОВ, Е.К. НОВИКОВ. Центральное конструкторское бюро тяжелых путевых машин

Н. Н. ЕЛСАКОВ, И. А. ЛАВРОВА. Проектно -- технологическо-конструкторское бюро Главного управления пути МПС. В.В. ФОМИН, В.П. ШМАКОВ. ПКБ Главстрой-механизации К. П. СТУДНИЦЫНА, В. И. ЦЫГАНКОВА. ЦНИИТЭИтяжмаш.

Размещено на Allbest.ru