Проектирование механизированной производственной базы путевой машинной станции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального обучения

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра

«Железнодорожный путь, основания и фундаменты»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«Проектирование механизированной производственной базы путевой машинной станции»

Выполнил: Енваев А.В.

Проверил: Баранова Л.А.

Хабаровск

2011

Содержание

• 1. ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ
• 1.1 Определение объемов работ по сборке и разборке рельсошпальной решетки6
• 1.2 Специализация путей производственной базы ПМС
• 2. ВЫБОР КРАНОВОГО И ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
• 2.1 Определение производительности технологического оборудования для сборки и разборки путевой решётки
• 2.2 Выбор кранового оборудования
• 3. РАСЧЕТ ДЛИН ПУТЕЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ
• 3.1 Пути сборки новых звеньев на деревянных шпалах
• 3.2 Пути сборки новых звеньев на железобетонных шпалах
• 3.3 Секция сборки стрелочных переводов
• 3.3 Пути обслуживающие разборку путевой решетки
• 3.4 Секция ремонта и разборки путевой решетки с железобетонными шпалами
• 3.5 Склад балластных материалов
• 4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ПМС
• 5. ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ
• Литература
• Приложение
• ВВЕДЕНИЕ

В данном КП рассмотрены вопросы по проектированию схемы базы ПМС. Для проектирования схемы необходимо определить длины и наличие следующих участков: ЛРЗС-600, ЗЛХ-800, ТЛС, ЗРЛ. После этого определяется оптимальный радиус действия базы ПМС. Кроме этого, проектирование включает в себя подбор кранового и иного оборудования, необходимого для бесперебойной работы базы ПМС.

1. ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.1 Определение объемов работ по сборке и РШР

Исходные данные приведены в задании на курсовой проект.

Виды работ по замене верхнего строения пути, виды и периодичность других видов ремонтов назначаются в зависимости от класса.

Силами ПМС могут выполняться, как правило, следующие виды работ:

Усиленный капитальный ремонт пути выполняется для комплексного обновления верхнего строения пути с заменой рельсошпальной решетки новой с одновременной глубокой очисткой балластного слоя на глубину более 40 см или с заменой других видов балласта, оздоровлением земляного полотна;

Капитальный ремонт пути - замена верхнего строения пути 3-5 классов на новое, более мощное, или менее изношенное, или новое в сочетании со старогодным с очисткой балласта на глубину от 25 до 40 см;

Усиленный средний ремонт пути - оздоровление балластного слоя (глубокая очистка балласта на глубину более 40 см) и шпального хозяйства на участках, где балластная призма достигла предельных размеров, требуется закрепление основной площадки земляного полотна, ликвидация пучин;

Средний ремонт - оздоровление балластного слоя и шпального хозяйства, на участках, где не требуется изменять отметки пути или срезать балластную призму, очистка балласта предусматривается на глубину от 25 до 40 см;

Подъёмочный ремонт - выполняется для обеспечения равно прочности и равно упругости подрельсового основания за счет одиночной замены элементов ВСП и сплошной выправки (подъёмки до 4-5 см) и подбивки пути, частичного восстановления дренирующих свойств балласта;

Сплошная замена рельсов и металлических частей стрелочных переводов новыми или старогодными - для оздоровления рельсового хозяйства (со шлифовкой рельсов после их замены) и стрелочных переводов;

шлифовка рельсов - выполняется для восстановления их работоспособности, устранения волнообразного износа и коротких неровностей на поверхности катания рельсов

планово-предупредительная выправка пути с применением комплекса машин - для сплошной выправки пути в промежутках между ремонтами для создания равно упругости подрельсового основания (подъёмка как правило не более 2 см).

капитальный ремонт переездов, ремонтно-путевые работы на мостах и в тоннелях, ремонт земляного полотна.

Заданием определены объёмы различных видов ремонтов, исходя из которых, определяем следующие объёмы работ:

(1)

где - объём сборки рельсошпальной решётки с деревянными шпалами, км;

- объём усиленного капитального ремонта пути на деревянных шпалах, км;

- объём капитального ремонта пути на деревянных шпалах, км;

- объём капитального ремонта пути на деревянных шпалах с укладкой пути из старогодних материалов, км;

- объём среднего ремонта пути на деревянных шпалах, км;

- объём усиленного среднего ремонта пути на деревянных шпалах, км.

(2)

где - объём сборки рельсошпальной решётки с железобетонными шпалами, км;

- объём усиленного капитального ремонта пути на железобетонных шпалах, км;

- объём капитального ремонта пути на железобетонных шпалах, км;

- объём капитального ремонта пути на железобетонных шпалах с укладкой пути из старогодних материалов, км;

- объём среднего ремонта пути на железобетонных шпалах, км;

- объём усиленного среднего ремонта пути на железобетонных шпалах, км;

- объём ремонта пути на железобетонных шпалах, на малодеятельных участках, км.

(3)

где - объём разборки рельсошпальной решётки с деревянными шпалами, км;

- объём укладки рельсошпальной решётки с деревянными шпалами при строительных работах, км.

(4)

где - объём разборки рельсошпальной решётки с железобетонными шпалами, км;

- объём укладки рельсошпальной решётки с железобетонными шпалами при строительных работах, км.

Расчёты по формулам (1) - (4):

Далее определяем объём складируемых на территории базы материалов верхнего строения пути и балластных материалов:

(5)

где - объём складирования материалов для сборки решётки на деревянных шпалах, км;

- процент запаса материалов на сборке, %.

(6)

где - объём складирования материалов для сборки решётки на железобетонных шпалах, км;

- процент запаса материалов на сборке, %.

(7)

где - объём складирования материалов на разборке решётки, на деревянных шпалах, км;

- процент запаса материалов на разборке, %.

(8)

где - объём складирования материалов на разборке решётки, на железобетонных шпалах, км;

- процент запаса материалов на разборке, %.

Расчёты по формулам (5) - (8):

Определяем объём складирования балластных материалов:

(9)

где - процент необходимого запаса балластных материалов, складируемых на базе;

- общая годовая потребность базы в балластных материалах.

Значение определяется исходя из суммарной потребности в балластных материалах, то есть суммированием объёмов щебня, необходимого для каждого вида ремонта, выполняемого ПМС. Для усиленных капитального и среднего ремонтов принимаем глубину очистки щебня 40 см, а для капитального и среднего ремонтов 35 см.

Общая годовая потребность базы в балластных материалах определяется по формуле

(10)

где -потребность базы в балластных материалах в зависимости от вида ремонта.

Расчёты по формулам (9) - (10):

1.2 Специализация путей производственной базы ПМС

Перечень путей необходимых на базе зависит от направления производственной деятельности базы, специализации её на каком-либо виде работ, от характеристики площадки, выделяемой под базу и других факторов. В общем случае МПБ ПМС должна иметь следующие технологические группы путей:

1) сборки новых звеньев рельсо-шпальной решетки. Иногда эти пути называют лекальными или путями-шаблонами. Для сборки рельсо-шпальной решётки на деревянных и железобетонных шпалах предназначены отдельные группы путей;

2) приемки, выгрузки, складирования новых материалов верхнего строения, подвозки этих материалов, погрузки собранных звеньев, маневрирования подвижным составом. Эту группу путей часто называют путями, обслуживающими сборку;

3) складирования новых собранных звеньев. В отдельных случаях на базе этой группы путей, как самостоятельной, может и не быть;

4) разборки старой рельсо-шпальной решетки и сортировки старогодных материалов;

5) пути шпалоремонтной мастерской. Эти пути целесообразно сделать продолжением путей разборки звеньев, либо разместить их между путями сборки и разборки рельсошпальной решётки;

6) пути формирования и стоянки путеукладочных поездов путевых машин;

7) стоянки вагонов МПС, механического цеха, вагона электростанции, служебных и иногда жилых вагонов;

8) комплектации новых и ремонта старогодных стрелочных переводов и других блочных элементов верхнего строения пути;

9) ремонта и стоянки путевых машин и механизмов, транспортных средств ПМС;

10) приемки, выгрузки и складирования в зимнее время балластных материалов для летних путевых работ.

Общая протяжённость путевого развития постоянной механизированной производственной базы составляет 6 - 7 км полезной длины.

Полезная длина каждого пути определяется расчётом и соответствует объёмам работ выполняемых на базе, технологическим процессам и взаимному расположению секций сборки и разборки и производственных цехов.

Пути базы соединяются стрелочными переводами, могут иметь вытяжки и при необходимости предохранительные и улавливающие тупики.

При проектировании баз на территории размещают следующие технологические участки:

· технологические участки для сборки путевой решётки;

· технологические участки для разборки путевой решётки (на деревянных шпалах);

· участок для ремонта или разборки решётки на железобетонных шпалах;

· технологический участок ремонта деревянных шпал;

· технологический участок текущего ремонта и технического обслуживания машин;

· участок складирования балластных материалов;

· зона для размещения зданий и сооружений (трансформаторных подстанций, административно-бытовые помещения, гаражи, противопожарные резервуары с водой и т.п.)

План путевого развития базы может быть выполнен в двух вариантах: при параллельном и продольном расположении участков сборки и разборки звеньев.

2. ВЫБОР КРАНОВОГО И ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1 Определение производительности технологического оборудования для сборки и разборки путевой решётки

Главными факторами, определяющими выбор основного технологического оборудования, являются его производительность и режим эксплуатации, а также производственные, технологические и экономические показатели.

Эксплуатационная производительность, выраженная в единицах полезной продукции в час или смену определяется:

(11)

где - техническая производительность технологического оборудования и машин, м/смену;

- коэффициент технического использования рабочего времени, для серийно выпускаемых сборочных и разборочных линий принимается 0,85;

- коэффициент использования рабочего времени, для постоянных баз ПМС, оснащённых козловыми кранами, при постоянных источниках электроснабжения принимается равным 0,85.

Проверяем возможность выполнения годового плана работы ( для сборочной линии, для разборочной линии) по неравенству:

(12)

где - число смен работы агрегата или машины в сутки;

- число рабочих дней в году (для оборудования, работающего круглогодично).

(13)

где - коэффициент, учитывающий потерю времени из-за неблагоприятной погоды при работе на открытом воздухе ;

- продолжительность сезона путевых работ, дни.

дня.

Расчёт по формулам (11)-(12) сведен в таблицу 1.

Таблица 1. Определение производительности технологического оборудования для сборки и разборки путевой решётки
Линия	Пт	Чел.	Пэ	n	Qг	Чел
ЗЛХ-800	800	12	648	1	77484	12
ЗРЛ с перегр.	1600	12	1296	1	152592	12
ТЛС	800	32	486	1	77484	32
ЛРЗС-600	600	26	433,5	1,1	62944,2	26
Итого:						82

2.2 Выбор кранового оборудования

Для бесперебойной работы базы необходимо выполнить расчёт кранового оборудования механизированных участков. Вспомогательные процессы на базе также предусматривают использование кранового оборудования.

Для выполнения работ на базе нам потребуются следующие краны:

козловой кран КПБ-8 - 10 штук.

После предварительного выбора козловых кранов, необходимо проверить достаточность их количества на участке. В общем случае загрузка кранов на участке планируется как из условия обслуживания линии, так и выполнения определенного объема погрузочно-разгрузочных работ.

Годовой объем сборки (разборки) решетки , км, с которым справляется технологическое оборудование участка, определяется по формуле:

(14)

где - количество кранов, работающих на участке (как правило, );

- число смен работы i-го крана на участке, в курсовом проекте можно принять нормативный фонд рабочего времени одного крана на базе =560 маш-смен;

- количество кранов, обслуживающих звеносборочную (звеноразборочную) линию при ее работе в течение смены =2;

- количество машино-смен кранов, необходимое для выполнения погрузочно-выгрузочных работ на 1км собранной (разобранной) решетки;

Результаты расчётов по формуле (14) приведены в таблице 1.

Таблица 2 - Годовой объём сборки (разборки) решётки для козловых кранов
Сборка,	Разборка,
, км.	, км.
Деревянные	Железобетонные	Деревянные	Железобетонные
шпалы	шпалы	шпалы	шпалы
2000	1840	2000	1840	91.5	53.4
73.8	73.8	87.0	87.0
51	60	48	48

Годовой объем работ, с которым справляется технологическое оборудование каждого определённого заданием участка, как и требуется, превышает объём работ W, выполняемый на нём.

3. РАСЧЕТ ДЛИН ПУТЕЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ

3.1 Пути сборки новых звеньев на железобетонных шпалах

Разрабатываем схему компоновки участка сборки путевой решётки с поточной линией ТЛС (рис. 1).

Рисунок 1. Схема компоновки участка сборки путевой решетки стендовым способом с применением технологической линии ТЛС

Длину звеносборочной линии L_л принимаем по [1] табл.2.1. Значения длин участков, необходимых для разработки схемы участка сборки определяем по приближённым формулам:

L₁=10,8 V_с^ж (20)

L₂=36,8 V_с^ж - 348,56 (21)

L₃=36,85 V_с^ж + 359,16 (22)

L₄=L₅=22,77 V_с^ж +12,67 (23)

L₆=3,51 V_с^ж + 25,85 (24)

L_у=L₂+L_т+L_л+L₁ (25)

где L_л - длина звеносборочной линии (700 м);

L₁ - длина зоны складирования рельсов;

L₂, L₃ - длины зон складирования собранных звеньев;

L₄, L₅ - длины зон складирования шпал;

L₆ - длина склада скреплений;

L_т - технологический разрыв (10 м);

L_у - общая длина участка сборки.

Определим значение длин участков:

L₁=10,8 · 13,68 = 147,7 м.

L₂=36,8 · 13,68 - 348,56 =154,86 м.

L₃=36,85 · 13,68+ 359,16 = 863,27 м.

L₄=L₅=22,77 ·12+12,67= 324,16 м.

L₆=3,51 ·12+ 25,85 = 73,86 м.

L_у=L₂+L_т+L_л+L₁ = 1012,6 м.

Т.к. на участке сборки железобетонной решетки используем козловые краны, то ширина участка сборки соответственно равна 25 м.

3.2 Секция сборки новых звеньев на деревянных шпалах

Основным параметром, определяющим длины зон складирования материалов V_c^д. В курсовом проекте принимается вариант, в котором звеносборочная линия не оборудуется перегружателем рельсов. В этом случае предусматривается выполнение всех грузовых операций козловыми кранами.

Значение длин участков, необходимых для разработки схемы участка сборки определяются по приближённым формулам (26)-(31). Формулы получены в зависимости от объёмов складирования материалов V_c (при условии W_c>5 км) и следующих исходных данных: рельсы типа Р65 длиной 25 м; штабеля шпалимеют высоту 3 м и длину 25; количество звеньев путевой решётки в штабеле 16; разрыв между штабелями шпал и звеньев 2 м, а через каждые 3 штабеля - 3 м; бункеры для элементов скреплений имеют ширину 3 м и высоту 2,7 м; ширина штабеля рельсов 4,3 м; подвижные технологические склады вмещают количество материалов, соответствующее производительности сборочной линии 800 м/смену.

L₁=10,8 V_с^д (26)

L₂=2,44 V_с^д +9 (27)

L₃=37,03 V_с^д -8 (28)

L₄= 17,8 V_с^д +17 (29)

L_у=L_з+L_т+L_л+L₁ (30)

L₁=10,8 *10,16=109,73 м

L₂=2,44 *10,16+9=33,79 м

L₃=37,03 *10,16-8=368,22 м

L₄= 17,8 *10,16+17=197,85 м

L_у=368,2+10+110+109,7=597,9 м

Ширина участка сборки определяется из условия размещения в подкрановом пространстве пути для платформ, звеносборочной линии, бункеров для скреплений



1 - бункер скреплений

2 - козловой кран

3 - подвижной склад рельсов

4 - звеносборочная линия

5 - путь для подвижного состава

3.3 Разборка путевой решетки на деревянных шпалах

В связи с тем, что на сети дорог Дальнего Востока укладка пути на железобетонных шпалах началась недавно, на механизированных базах ПМС выполняется преимущественно разборка старогодных звеньев на деревянных шпалах.

На рисунке 9 показана схема компоновки разборочного участка для линии ЗРЛ, оборудованным перегружателем рельсов и звеньев. В этом случае подвижный склад решётки формируется на эстакаде, а рельсов - на передвижных тележках.

Этот вариант рекомендуется при высоких требованиях к производительности разборочного участка. Выполнение остальных грузовых операций предусматривается козловыми кранами.

Основным параметром, определяющим длины зон складирования материалов, является объём складирования материалов.

Протяжённость технологических зон в зависимости от объёма складирования может определяем по следующим формулам:

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

где зоны складирования звеньев, м;

зона складирования рельсов, м;

зоны складирования годных и негодных к ремонту шпал, м;

склад скреплений, м; приемная эстакада,

длина звеноразборочной линии,

Определим протяженность технологических зон линии ЗРЛ

Ширину штабелей рельсов принимаем равной 3.8 м по габаритно-планировочным условиям разборочного участка.



Рисунок 3. Схема компоновки участка разборки путевой решётки с поточной линией ЗРЛ

3.4 Секция ремонта и разборки путевой решетки с железобетонными шпалами

При значительных объёмах ремонта на ПМС предусматривается участок разборки с полуавтоматической разборочной линией. Схема поточной линии ЛРЗС-600 для разборки решётки с железобетонными шпалами приведены на рис. 4.

Технологическая линия ЛРЗС-600 позволяет разбирать решётку, отделять дефектные элементы и собирать звенья путевой решётки для укладки её на малодеятельных участках.

Длины зон складирования на участке ремонта и разборки путевой решётки определяем по объёму ремонта . Значение принимаем большему из двух значений: или заданному годовому объёму укладки пути на железобетонных шпалах , или объёму укладки на малодеятельных участках , т.е. в данном случае принимаем

(32)

(33)

(34)

(35)

Определим длины зон складирования на участке ремонта и разборки путевой решётки

Секция ремонта и разборки размещается рядом с секцией сборки путевой решётки с железобетонными шпалами, в зависимости от варианта компоновки базы ПМС.

Рисунок 5. Схема компоновки участка ремонта звеньев с использованием ЛРЗС-600

3.5 Склад балластных материалов

При выполнении капитальных работ балласт выгружается на место укладки за несколько приёмов. Щебень, выгружаемый в период «окна» для засыпки шпальных ящиков, называют «технологическим щебнем», обычно его завозят со склада балластных материалов, расположенного на производственной базе ПМС или на промежуточной станции. Объём технологического щебня определённый в п.1.1 равен 68136 мі.

На складах балластных материалов пути по своему назначению могут быть разделены на четыре вида: разгрузочные - для разгрузки прибывшего балласта; погрузочные - для погрузки щебня в подвижной состав; для стоянки подвижного состава и производства маневров; для прохода и работы механизмов на железнодорожном ходу. На одном пути склада может совмещаться несколько операций. Длина путей на складах зависит от их вместимости и размеров, способов образования штабелей, методов погрузки материалов, типов применяемых погрузочно-выгрузочных механизмов.

Рисунок 6 Схема штабеля балласта

а) поперечный разрез при одном пути складирования;

б) продольный профиль штабеля.

Для отсыпки штабеля балласта на заранее подготовленную площадку по его оси укладывают выгрузочный путь. Балласт из подвижного состава выгружают на обе стороны пути. Затем балластером путь поднимают на выгруженный слоями по 20-25 см балласт на высоту до 1 м с последующей его выправкой для подачи следующих составов.

После этого балласт выгружают на откосы насыпи. От пути балласт отваливают стругом - снегоочистите-лем на полный размах крыла в каждую сторону. Затем вновь производится отсыпка насыпи на высоту около 1 м. Процесс повторяется. В результате образуется штабель шириной поверху до 15 м (рис.11).

Если для выгрузки балласта используется два выгрузочных пути, ширина междупутья увеличивается до 16 - 17 м.

После заполнения штабеля на высоту 2 - 3 м штабели соединяются вместе и образуется общий штабель шириной поверху 32 - 33 м. Высота штабеля обычно колеблется от 4 до 6 м.

Выполним расчет длин путей склада балластных материалов при погрузке в один поезд.

Поперечные разрезы и схема продольного профиля и штабеля балласта приведена на рис.6

Для расчета принимаем схему (б), т.е. однопутный участок.

Длину складирования балласта L_ск в соответствии с рисунком 6 можно определить следующим образом

L_ск = L_от + L_б + L_з, (35)

где L_от - длина отвода разгрузочного пути с уклоном не более 15%_о;

L_б - длина штабеля балласта;

L_з - длина заложения откоса штабеля.

Крутизна откоса склада балластных материалов принимается 1:1.5.

После определения L_ск можно определить длины путей на складе щебня (рисунок 7)

Рисунок 7 - Схемы путей на складе щебня при погрузке щебня в один поезд

Длина пути для погрузки щебня в хоппер-дозаторы определяется как сумма длины пути складирования L_ск и длины хоппер-дозаторной вертушки. Длину хоппер-дозаторного состава можно принять равной 260 м.

Длина складирования балласта L_ск в соответствии с рисунком 6 определяется по формуле:

L_ск = L_от + L_б + L_з (36)

где L_от - длина отвода разгрузочного пути с уклоном не более 15‰, м;

L_б - длина штабеля балласта, м;

L_з - длина заложения откоса штабеля, м.

ресошпальный решетка крановый шпала

4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗЫ ПМС

Компоновка генерального плана ПМС начинается с путевого развития базы. В первую очередь определяем количество и необходимую полезная длину главных технологических путей по каждому технологическому участку.

Генеральный план базы проектируем на основании принятой схемы взаимного расположения технологических участков. Схему базы ПМС приведена в приложении 1. Междупутные расстояния отвечают требованиям ПТЭ и габарита С_п (габарит приближения строений промышленных предприятий). Минимальное расстояние между осями путей на базе допускается 3600 мм.

На базе ПМС укладываются стрелочные переводы марки 1/11. Основные размеры обыкновенного стрелочного перевода приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Основные размеры обыкновенных стрелочных переводов

Марка перевода	Угол крестовины ?	Расстояние от центра перевода, м
		до стыка рамного рельса a	до стыка хвостовой части крестовины b
1/11	5°11'40” 5,19444°	14,47	19,05

Определим элементы сокращенной стрелочной улицы и координаты для ее разбивки. Стрелочные переводы марки 1/11, радиусы кривых 300 м, междупутья:

М₁ = 24,3 м,

М₂ =31,5 м,

Прямая вставка d = 10 м.

Угол определятся по формуле:

(41)

Угол определяется по формуле:

(42)

Отсюда =1,553°.

= 16°25'37”.

Угол наклона стрелочной улицы .

Угол поворота кривой .

Тангенс кривой определяется по формуле:

(43)

Контроль вычисления углов:

ордината

Точка 1:

Точка 2:

Точка 3:

Определяем длину отрезка l₁. По условиям на базе укладываем одинаковые стрелочные переводы и поэтому l₁ = l₂ = l₃.

(44)

Точка 4:

Точка 5:

Определяем длину стрелочной улицы между точками 4-7:

Тогда отрезок

Точка 6:

Точка 7:

Точка 8:

Контроль:



Рисунок 8. Схема расчета сокращенной стрелочной улицы

Литература

1. Волков В.Н. Путевое хозяйство: Пособие по дипломному проектированию. - М.: Транспорт, 2010 г.

2. Орлов Ю.А., Егиазарян А.В. Производственные базы путевых машинных станций. Основы проектирования средств механизации. - М.: Транспорт, 2006 г.

3. Тихомиров В.И. Содержание и ремонт железнодорожного пути. - М.: Транспорт, 2007 г.

4. Пупатенко В.В. Проектирование производственных баз путевых машинных станций. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Хабаровск, 2008 г.

Размещено на Allbest.ru