Методика проектирования и комплексной механизации и автоматизации путевых работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Виды и объемы путевых работ

2. Производственная структура путевого хозяйства железной дороги

3. Обоснование фронта работ в "окно"

4. Формирование комплекса машин

5. Определение продолжительности "окна"

6. Трудоемкость технологических операций

7. Графики производства работ

8. Меры по совершенствованию производственного процесса

9. Охрана труда, техника безопасности и безопасность движения поездов при производстве путевых работ

10. Технико-экономическое обоснование механизации работ

Вывод

Библиографический список



Введение

Цель курсового проекта: овладение методикой проектирования и комплексной механизации и автоматизации путевых работ. В курсовой работе будет производиться обоснование объемов путевых работ в пределах дороги, определяется производственная структура путевого хозяйства, количество и размещение путевых частей, и производится комплектование парков машин и обоснованно число путевых машинных станций, потребность дороги в комплексах машин. Также разрабатывается технология, механизация и организация капитального ремонта пути: определяются параметры рабочих поездов для работ в «окно», фронт работ в «окно», и производится обоснование его продолжительности, определяется трудоемкость и продолжительность технологических операций, строятся графики производства работ и вычисляются технико-экономическое обоснование производства работ.

В качестве объекта проектирования производства путевых работ (ППР) предлагается условная железная дорога, представленной схемой и характеристикой участков (рис. 1).

Рис. 1.

Таблица 1. Характеристика участков

Участки	1	2
Протяженность L, км	260	320
Грузонапряженность Гi, млн. т. Км бр./(км•год)	70	9
Скорость движения пассажирских/грузовых поездов Vi, км/ч	115/85	115/85



1. Виды и объемы путевых работ

Объемы и периодичность различных видов путевых работ для любого участка железной дороги зависят от его протяженности, количества путей, грузонапряженности, скоростей движения поездов, конструкции и состояния пути. Возможны два метода определения объемов путевых работ и сроков их выполнения: по наработке, измеряемой прошедшим по пути тоннажем или выработкой ресурса в годах, и по фактическому состоянию пути, оцениваемому величиной накопленных отступлений от нормы. Первый метод предпочтителен при перспективном, а второй при текущем планировании путевых работ.

Нормативную основу для планирования путевых работ составляют «Положение…» и Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути (далее ТУ) [1], [2]. Первым этапом методики ППР является обоснование конструкции пути на каждом участке заданной (см. рис. 1) железной дороги (табл. 1). Класс, группа и категория путей на участках дороги устанавливаются по значениям грузонапряженностей и скоростей движения поездов согласно «Положению…» (прил. 1). Для участков с путями первого и второго классов, как наиболее нагруженных и скоростных, рекомендуется бесстыковая конструкция пути на железобетонных шпалах, а для остальных классов примем звеньевую конструкцию на деревянных шпалах. На стрелочные переводы то же распространяются требования.

Виды путевых работ, их периодичность и объемы для отдельных участков дороги устанавливаются по «Положению…» (прил. 3). Для их систематизации целесообразна табличная форма (табл. 2). В ней период в годах между капитальными ремонтами определяется отношением:

t_ki = Т_ki/Г_i,

где Т_ki - периодичность капитального ремонта пути на i-м участке, млн. т брутто прошедшего груза (прил. 3);

Г_i - средняя за межремонтный период грузонапряженность i-го участка, млн. ткм брутто/(км ·год).

Годовой объем капремонта при этом выражается отношением:

L_ki = L_i /t_ki.

Удельные объемы средних и подъемочных ремонтов пути, сплошной замены рельсов и металлических частей стрелочных переводов, а также выправок обусловлены числом этих работ в одном ремонтном цикле:

L_ci = n_ciL_ki; L_пi = n_пiL_ki, L_рсi = n_рсiL_ki; L_вi = n_вiL_ki,

где n_сi, n_пi, n_рi, n_вi - количество повторений каждого из перечисленных видов работ в одном межремонтном цикле между капитальными ремонтами. Для стрелочных переводов приведенные зависимости аналогичны, отличаются лишь заменой L км пути на N шт. стрелочных переводов.

2. Производственная структура путевого хозяйства железной дороги

Основными производственными организациями путевого хозяйства, осуществляющими ремонты и текущее содержание пути, являются ПМС, ПЧ, ПЧМ. Их количество, дислокация и машинный парк предопределяются видами и объемами путевых работ в пределах всей дороги.

Ведущими при капитальных ремонтах пути являются комплексы операций или этапы по замене рельсошпальной решетки и глубокой очистке щебеночного балласта. Их объемы, согласно табл. 2:

УL_нi + УL_рсi = 112 + 58.4 = 170,4 км/год.

При норме выработки комплекса с двумя укладочными кранами УК-25/9-18 на замене решетки L_кр = 95…125 км/год за 96…128 смен потребность дороги, показанной на рис.1, в комплексах укладочных кранов составит:

N_кр = (УL_нi + УL_рсi)/L_кр = (156+98,4)/100 = 2,5 комплексов.

Округляя, получим N_кр = 3 комплекса.

При среднем ремонте пути ведущей операцией является очистка щебня. При годовой выработке щебнеочистительной машины для предварительных расчетов L_щом = 50 км/год потребность дороги в этих машинах с учетом указанного в табл. 2 всего объема среднего ремонта составит:

путевой работа железный дорога

N_щом = (УL_с + УL_рс)/L_щом = 254,4/50 = 5,08

или после округления N_щом = 6

При подъемочном ремонте и выправке пути ведущими являются операции подбивки и рихтовки. Примем для машины типа ВПР-02 годовую выработку L_впр = 130 км/год. При таком условии для реализации подъемочного ремонта и планово-предупредительной выправки в пределах заданной дороги потребуется иметь

N_впр =(УL_п+УL_в)/L_впр = 703,8/130 = 5,4 или 6 машины ВПР.

Наличие двух путеукладочных комплексов машин допускает для рассматриваемой дороги наличие варианта с двумя ПМС (см. рис. 1), а принятая на схеме дороги дислокация обеспечивает им примерно одинаковые радиусы действия. При таком варианте на долю одной ПМС (с учетом табл. 2) придется годовой объем по замене рельсошпальной решетки:

L_пмсj = (УL_нi + УL_рсi)/N_пмс = (156+98,4)/3 = 84,8 км/год.

Повседневное текущее содержание пути возлагается на дистанции пути ПЧ. Количество ПЧ в пределах дороги обусловлено зависимостью:

N_пч = УL_прi /L_пч = 2961/400=7,4

где УL_прi - приведенная длина участков дороги, км;

L_пч - приведенная длина участков и обустройств, обслуживаемых одной дистанцией, км.

Приведенная длина i-го участка, если учитывать только пути и стрелочные переводы, определится формулой:

L_прi = б_гл L_глi + б_ст L_стi + б_спn_спi ==3*579+3*408 = 2961 км.

где L_глi - эксплуатационная длина главных путей, км;

L_стi - развернутая длина станционных путей, км;

n_спi - число стрелочных переводов всех видов, шт.;

б_гл, б_ст, б_сп - коэффициенты приведения к 1 км согласно распоряжению ОАО РЖД №312р от 09.03.2005 г (для первого главного пути б_гл = 1 и последующих главных путей - 0,75; для станционных и подъездных путей б_ст = 0,4: для стрелочных переводов марок 1/6, 1/9 и 1/11 б_сп =1/20, перекрестный перевод и одиночный перевод марки 1/18 приравнивается к двум переводам марки 1/11, а глухое пересечение - к одному марки 1/11.

В настоящее время на сети железных дорог приведенные длины участков, обслуживаемых одной дистанцией, изменяются от 300 до 500 км. Расчеты приведенной длины участков рассматриваемой дороги сведены в табл. 2, согласно которой



Таблица 2. Расчет приведенной длины участков дороги

Участки дороги	I	II
Главные пути, км	первый	260	320
	второй	195	-
Станционные пути, км	104	64
Стрелочные переводы	20	24
Приведенная длина, км	579	408

Дистанции пути осуществляют систематический контроль состояния пути и комплекс неотложных, первоочередных и планово-предупредительных работ. Контроль состояния пути достигается применением специальных дефектоскопов и путеизмерительных систем. Для неотложных и первоочередных работ используется механизированный инструмент, а также ПРЛ, МПТ, ДГК и другая техника. К планово-предупредительным работам, охватывающим более 30% протяженности участков, экономичнее вместо механизированного инструмента привлекать комплексы машин.

Предпочтительной организационной формой технического обслуживания таких комплексов, как свидетельствует накопленный опыт, является их концентрация в рамках специализированного предприятия (ПЧМ), обеспечивающего вместе с тем механизацию путевых работ в пределах региона с несколькими ПЧ. На дороге, представленной на рис. 1, возможен вариант с одним предприятием типа ПЧМ, образованным посредством реформирования базы одной из ПЧ поближе к центру региона обслуживания. В реальных условиях реформирование производственной структуры путевого хозяйства подкрепляют научными обоснованиями с использованием экономико-математического моделирования.

Выполненные в этом разделе расчеты позволяют обосновать потребность железной дороги (рис.1) в комплексах машин. Возможный порядок формирования их может быть представлен в виде табл. 3. В ней значения годовой выработки комплексов машин приняты с учетом ТУ [12].

Таблица 3. Потребность железной дороги в комплексах путевых машин

Виды путевых работ	Объемы работ Qj км/год, шт/год	Ведущие машины основных этапов ремонта	Годовая выработка комплекса Пj км., шт.	Количество комплексов машин, Nj = Qj/Пj шт.
Капитальный ремонт	пути	254,4	УК-25/18, ЩОМ, ВПР	100 км	3
	переводов	127,8	УК-28СП, РМ, ВПРС	100 шт	2
Средний ремонт	пути	254,4	ЩОМ, ВПР	50 км	6
	переводов	127,8	РМ, ВПРС	100 шт	2
Подъемочный ремонт и выправка	пути	703,8	ВПР	130 км	6
	переводов	550,2	ВПРС	180 шт	4

3. Обоснование фронта работ в "окно"

Фронт работ в "окно" при выполнении путевых работ обусловлен рядом факторов, в том числе необходимостью реализации их годовой программы за один сезон, продолжительность которого зависит от особенностей климатической зоны, в которой расположена дорога:

t_j = n_мj · n_дj,

где n_мj - число месяцев в году, отводимых на j-ю работу;

n_дj - число рабочих дней в месяце на эту же работу.

l_с-с= L_пмс/(t_с - 0,1t_с) = 84,8/134,1 = 0,63 км/сутки.

При интервале между "окнами" ф = 2 суток фронт работ в "окно" на замене рельсошпальной решетки составит

l_оршр = l_с-сф = 0,63·2 = 1,26 км,

т. е. при кратности длине звена 25 м получим l_оршр = 1275 м.

Аналогично обосновываются размеры фронтов для выполнения других видов путевых работ. Так, при среднем ремонте пути годовая выработка комплекса машин с ведущей ЩОМ на основании предшествующего расчета составит

L_щом,с = (УL_с + УL_рус + УL_рс)/N_щом = 254,4/6 = 42,4 км/год.

Тогда среднесуточная выработка будет

l_с-с = L_щом,с/ (t_с + 0,1t_с) =42,4/(134,1) = 0,31 км/сутки,

а фронт работ

l_о,с = фl_с-с,

т. е. при ф = 2 l_о,с = 0,62 км. При подъемочном ремонте и близкой к нему по технологии выправке пути выработка комплекса машин с ведущей машиной ВПР составит

L_впр = (УL_в + УL_п)/N_впр = 703,8/6 = 117,3 км/год.

Тогда средняя суточная выработка комплекса машин и фронт работ в технологическое "окно", предоставляемое по рабочим дням ежедневно,

l_с,вп = l_о,вп = L_впр/(t_с + 0,1t_с)] = 117,3/135 = 0,86 км.

4. Формирование комплекса машин

Состав комплекса машин и оборудования для механизации конкретного вида путевых работ зависит от многих факторов: конструкции пути, состава технологических операций, фронта работ в "окно", параметров машин, экономической целесообразности их использования и других. Каждую из машин характеризует свой темп работ. Например, укладочный кран УК-25/18 обеспечивает темп около 1000 м/ч, а RМ-80 - в несколько раз меньше. Этот фактор вынуждает делить производственный процесс ремонта пути на этапы с разграничением работ по времени выполнения и делением всего комплекса машин. На рис. 2 представлен вариант деления на этапы капитального ремонта бесстыкового пути с заменой материалов новыми.

Рис. 2. Комплекс машин в технологической последовательности выполнения реконструкции (капитального ремонта) верхнего строения пути

Машины или технологические операции: 1 - диагностика балластной призмы; 2 - диагностика рельсовых плетей; 3 - изыскательские работы и проектирование производства работ; 4 - отвинчивание гаек клеммных сборок гайковертом; 5 - укладка УК-25 инвентарных рельсов на место плетей, смещенных внутрь колеи; 6 - закрепление клеммными сборками инвентарных рельсов; 7 - уборка плетей с перегона рельсовозным составом; 8 - срезка кустарника; 9 - уборка лишнего балласта с обочин и нарезка кюветов СЗП-600; 10 - замена лотков на отдельных участках кюветов; 11 - уборка с очисткой лишнего балласта машиной УМ; 12 - подъем рельсошпальной решетки ЭЛБ; 13 - разборка пути комплексом с краном УК-25/18; 14 - срезка и планировка верхнего слоя балластной призмы; 15 - укладка звеньев путеукладочным комплексом с краном УК-25/18; 16 - выправка пути машиной ВПО; 17 - выправка пути машиной ВПР в местах, не охваченных ВПО; 18 - выгрузка плетей 800 м; 19 - сварка плетей в сверхдлинные машиной ПРСМ; 20 - замена инвентарных рельсов на плети с использованием УК-25; 21 - закрепление плетей с использованием гидравлических натяжителей 22 и МПТ; 23 - глубокая очистка балласта машиной РМ-80; 24 - выправка пути машиной ВПР; 25 - стабилизация пути машиной ДСП; 26 - оправка призмы планировщиком ПБ; 27 - добавление балласта из хоппер-дозаторов; 28 - выправка пути ВПР; 29 - стабилизация пути ДСП; 30 - оправка призмы ПБ; 31 - добавление балласта; 32 - окончательная выправка пути машиной «Дуоматик 09-32»; 33 - стабилизация пути ДСП; 34 - отделка призмы ПБ; 35 - шлифовка рельсов.

L₁ = L_л + L_элб = 76м

где L_л и L_щом - длины локомотива (24 м) и ЭЛБ (52 м).

Состав и длины второго и третьего поездов, то есть путеразборочного и путеукладочного, определяются суммой:

L₂, L₃ = L_л + L_ук + n_пл L_пл + n_мпд L_мпд = 24+44+29*14,6+5*16,2=572,4м

где L_ук, L_пл, L_мпд - длины укладочного крана (44 м), платформы для рельсовых звеньев (14,6 м) и моторной платформы (16,2 м), м;

n_пл, n_мпд - количество платформ для рельсовых звеньев и моторных платформ.

Количество платформ для рельсовых звеньев

n_пл = 2n_пак + 1 = 2*10,2+1=21,4

где n_пак - число перевозимых пакетов рельсовых звеньев;

2 - сцеп из двух платформ (при звеньях длиной l₃ = 25 м);

1 - платформа прикрытия.

В свою очередь, число пакетов

n_пак = l₀/l₃m =1275/25*5=10,2

где m - число звеньев в пакете (при рельсах Р65 и железобетонных шпалах m = 5, при деревянных шпалах m = 7).

Количество моторных платформ в поезде зависит от фронта работ, конструкции пути до ремонта и после него, уклона пути и параметров МПД и УК. Электролебедка МПД может перемещать пакеты звеньев вдоль состава на расстояние до 200 м. При пакетах по 5 звеньев на долю одной МПД придется 750 м путевой решетки, при пакетах по 7 звеньев - 1050 м. С учетом электролебедки укладочного крана одну МПД можно включать в поезд, вмещающий соответственно 1500 м и 1800 м путевой решетки. Если МПД и УК используются как тяговые единицы, то число платформ при них необходимо согласовывать с уклоном пути. Так, при уклоне до 0,005 число платформ при МПД не должно превышать девяти, при УК - пяти единиц. Замена МПД на МПД-2 позволяет увеличить число платформ при ней в два раза. За путеукладочным поездом следует поезд, включающий локомотив и машину ВПО:

L₄ = L_л + L_впо = 24+28=52м

где L_впо - длина машины ВПО (28 м).

В местах, недоступных для ВПО, для выправки пути может использоваться машина ВПР

L₅ = L_впр = 27 м

На этапе глубокой очистки щебня первым следует поезд, включающий щебнеочистительную машину ЩОМ (32 м), состав для засорителей СЗ (длина одного вагона 10 м) и универсальный тяговый модуль УТМ (14,5 м). Количество вагонов определяется расчетом (см. далее). Вторым, третьим и четвертым поездами следуют самоходные машины ВПР (27 м), ДСП (18,2 м) и ПБ (13,5 м).

На этапе отделочных работ возможен вариант также из нескольких поездов. Первым следует поезд для срезки обочины земляного полотна, включающий локомотив и путевой струг СС:

L = L_л + L_сс = 24+23=47м

где L_сс = 23 м.

Затем следует хоппер-дозаторная вертушка:

L = L_л + n_хдL_хд + L_в= 24+18*10,9+24,5=244,7

где L_хд, L_в - длины хоппер-дозатора (10,9 м) и турного вагона (24,5 м);

n_хд - число хоппер-дозаторов, определяемое отношением W_км/W_хд, в котором W_км - объем добавляемого щебня, м³/км (зависит от глубины очистки и параметров грохотов, см. ТУ); - фронт работ в "окно", км; W_хд = = 32,4 м³ - вместимость хоппер-дозатора.

n_хд = W_км/ W_хд =440*1275/32,4=17,1=18шт

Далее следуют самоходные машины ВПР, ДСП и ПБ на расстоянии друг от друга по 50-100 м.

5. Определение продолжительности "окна"

Продолжительность "окна", то есть период времени, на который перегон закрывается для движения поездов, зависит от ряда факторов: пропускной способности линии, возможностей пропуска поездов по другому пути, производительности комплекса машин и других. При расчетах необходимо учитывать затраты времени на переходы в рабочей зоне, внутрисменные перерывы, пропуск поездов по соседнему пути и другие факторы коэффициентом k_о (табл. 4).

Таблица 4. Значения коэффициента k_о согласно ТУ

№	Виды работ	kо
1	Работы, выполняемые в интервалы между поездами	1,45
2	Работы в "окно" при движении поездов по соседнему пути	1,25
3	Работы на перегоне, не зависящие от движения поездов	1,08
4	Работы на базе	1,08

Для этапа смены рельсошпальной решетки при капитальном ремонте двухпутного участка А-Б с бесстыковым путем на железобетонных шпалах продолжительность "окна" выразится суммой



Рис. 3.

t_о = t_р + + t_с = 10+6+21+28=65 мин.

где t_р - продолжительность развертывания работ, мин;

- продолжительность ведущей операции, задающей темп этапу (укладка новых рельсовых звеньев на фронте работ l_о), мин;

t_с - продолжительность свёртывания работ, мин.

Продолжительность развёртывания работ определяется суммой:

t_р = t_р1 + t_р2 + t_р3 + t_р4

где t_р1 - время оформления закрытия перегона и снятия напряжения в контактной сети, t_р1 ? 10 мин;

t_р2 - время следования ЭЛБ и других машин (рабочих поездов) со станции к месту работ на перегоне со скоростью 30 км/ч при средней удаленности 3 км,

t_р2 = 3·60/30 = 6 мин;

t_р3 - время вывешивания решетки на расстоянии

L₁ + L₂ + 125 = 76 + + 572 + 125 = 773 м,

то есть до момента, при котором путеразборочный УК займет исходное положение для снятия звеньев на участке 250 м,

t_р3 = 0,001k_о(L₁ + L₂ + 125) Н_элб = 21 мин (Н_элб = 21,5 мин/км из прил. 4, k_о = 1,25

t_р4 - время снятия звеньев и подготовки участка длиной 250 м к началу укладки звеньев,

t_р4 = k_о250/l_з = 28 мин

(норма времени на укладку-снятие рельсового звена длиной l_з = 25 м с железобетонными шпалами = 2,2 мин/звено, с деревянными шпалами = 1,7 мин/звено).

Суммируя численные значения составляющих, получим: t_р = 61 мин.

Время выполнения ведущей операции выражается зависимостью:

t_у = k_оl_о/l_зв,

где - норма времени на укладку одного рельсового звена, мин/звено,

t_у = 1,25·1275·2,2/25 = 140 мин.

Время свертывания работ определяется суммой:

t_с = t_с1 + t_с2 + t_с3 + t_с4,

где t_с1 - уборка путеукладочного поезда и работа машины ВПО на участке L₃ + 250 м,

t_с1 = 0,001k_о(L₃ + 250) H_ВПО = 0,001·1,25(572 + 250)33,9 = 34 мин,

где H_ВПО = 33,9 мин/км - норма времени для машины ВПО;

t_с2 - работа машины ВПР на участке L₄ + 100 м,

t_с2 = k_о(L₅ + + 100) 1,872Н_впр = 1,25·128·1,872·0,0558 = 17 мин

(здесь 1,872 шпал/м в среднем с учетом кривых);

t_с3 - приведение ВПО и ВПР в транспортное положение, t_с3 = 15 мин;

t_с4 - уборка машин с перегона и его открытие, t_с4 = 10 мин.

Суммарное время свёртывания работ составит t_с = 76 мин. Итак, продолжительность "окна" при капитальном ремонте участка А-Б должна быть

t_о = 65+140+76 = 317 мин,

или t_о = 5 ч 14 мин. Для однопутного участка со звеньевым путем на этапе смены рельсошпальной решетки в расчет продолжительности "окна" вводятся следующие значения составляющих: k_о = 1,08,

L₂ = L₃ = 572,4 м,

= 1,7 мин/звено.

Продолжительность "окна" для этапа глубокой очистки балласта на двухпутном участке по аналогии с предыдущим и рис. 6 определяется суммой:

t_о = t_р + t_щ + t_с,

где t_р - продолжительность развёртывания работ, мин;

t_щ - продолжительность глубокой очистки щебня, мин;

t_с - продолжительность свёртывания работ, мин.

Рис. 4.

Период развёртывания работ включает:

t_р1 - время оформления "окна", t_р1 = 10 мин;

t_р2 - время подачи машин к месту работ на перегоне - по аналогии с предыдущим, t_р2 = 6 мин;

t_р3 - время подготовки ЩОМ к работе, t_р3 ? 20 мин.

Общее время развёртывания работ

t_р = t_р1 + t_р2 + t_р3 = 36 мин.

Продолжительность ведущей операции при глубокой очистке щебня

t_щ = k_оl_оH_щом = 1,25·1,275·309 = 493 мин,

где H_щом = 309 мин/км - техническая норма машинного времени ЩОМ-6БМ

Период свёртывания работ определяется суммарным временем ряда операций:

t_о = t_с1 + t_с2 + t_с3 + t_с4 + t_с5 + t_с6

где t_с1 - приведение ЩОМ в транспортное положение, t_с1 = 16 мин;

t_с2 - выправка пути машиной ВПР на участке (L_щом + 50) м,

t_с2 = 0,001k_о(L_щом + 50)H_впр = 0,001·1,25·82·103,6 = 11 мин;

t_с3 - стабилизация пути машиной ДСП на участке (L_впр + 50) м,

t_с3 = 0,001k_о(L_впр + 50)H_дсп = 0,001·1,25·77·33,9 = 3 мин;

t_с4 - оправка призмы машиной ПБ на участке (L_дсп + 50) м,

t_с4 = 0,001k_о(L_дпс + 50)H_пб = 0,001·1,25·68·48 = 4 мин;

t_с5 - приведение ВПР, ДСП и ПБ в транспортное положение, t_с5 = 15 мин;

t_с6 - освобождение перегона от комплекса машин и его открытие для движения поездов, t_с8 = 10 мин.

Общее время свёртывания работ t_с = 60 мин. Итак, продолжительность "окна" для глубокой очистки щебня составит

t_о = 36 + 493 + 60 = 589 мин

или около 10 ч, что более чем в два раза превышает продолжительность "окна" на этапе смены рельсошпальной решетки. Некоторое выравнивание продолжительностей "окон" на этих этапах возможно за счет добавления второй щебнеочистительной машины ЩОМ и второй ВПР. Для этого варианта

t_щ = 493/2 = 246 мин,

дополнительное время работы ПБ совместно с ДСП на участке

1,3/2 = 0,65 км

t_пб = 1,25·0,65·48 = 39 мин

и продолжительность "окна" на этапе глубокой очистки щебня снизится до

t_о = 36 + 251 + 59 + 39 = 385 мин

или 6 ч 25 мин. Окончательное решение о необходимости выравнивания затрат времени на разных этапах производственного процесса следует принимать при разработке графика распределения работ по дням.

Продолжительность "окна" для отделочных работ при капитальных ремонтах пути определяется аналогично. Применительно к принятому комплексу машин она составит

t_о = t_р + t_впр+ t_с = 3 ч 40 мин.

Окончательное значение продолжительности каждого этапа капитального ремонта пути устанавливается в процессе формирования сводного графика распределения всех работ по дням и участкам их выполнения (рис. 5). Нормативной основой для этого графика служат данные по затратам труда и времени, определяемые в процессе составления соответствующей ведомости

Рис. 5

Аналогичным порядком следует руководствоваться для обоснования продолжительности "окна" и сводного графика всего комплекса работ при среднем и подъемочном ремонтах и планово-предупредительной выправке пути. Составляются ведомости затрат труда и машинного времени, формируются графики движения машин и работающих по дням и всем участкам единого фронта работ в требуемой технологической последовательности (рис. 6, 7). Применительно к участку А-Б продолжительность "окна" при среднем ремонте (рис. 6) составляет

t_о = t_р + t_щом + t_с = t_р + k_о Н_щом + t_с = 36 + 1,25·0,64·309 + 59 = 342 мин,

или 5 ч 42 мин, а продолжительность "окна" при подъемочном ремонте и планово-предупредительной выправке

t_о = t_р + t_впр + t_с = t_р + k_оН_впр + t_с = 31 + 1,25·0,9·103,6 + 32 = 180 мин,

или 3 ч



6. Трудоемкость технологических операций

Зависимость между трудоемкостью i-й технологической операции, ее продолжительностью и числом работающих выражается формулой:

Z_i = k_оН_iV_i/t_i,

где Z_i - число работающих на i-й операции, чел.;

Н_i - норма затрат труда на измеритель, чел•мин/измеритель;

V_i - объем работ на i-й операции, в единицах измерителя;

t_i - время, отводимое для выполнения i-й операции, мин.

С помощью этой зависимости составляется ведомость затрат труда (табл. 5). При определении состава технологических операций (графа 1) и их характеристик (графы 2, 3, 4, 5) следует руководствоваться действующими нормативами, материалами типовых проектов производства работ и передовым опытом. Трудоемкость и продолжительность i-й операции при машинном ее исполнении устанавливаются на основе нормативных значений затрат труда (Н_i, графа 4) и машинного времени (Н_мi, графа 5) на измеритель (графа 2), а также объемов работ по операции в принятом измерении (графа 3):

А_i = k_оН_iV_i (графа 7)

t_мi = k_оН_мiV_i (графа 10).

Продолжительность операций, выполняемых с использованием механизированного инструмента (графа 9), определяется в зависимости от числа занятых на ней рабочих или требуемого темпа работы.

Таблица 5. Ведомость затрат труда на капитальный ремонт бесстыкового пути (l_о = 1275 м)

Технологические операции	Измеритель	Количество	Норма затрат на измеритель	Затраты труда, челЧмин	Число рабочих, чел.	Время работы в мин	№№ бригад
			чел Ч мин	машиноЧ мин	на работу	с учетом		монтеров	машин
Подготовительные работы:
Опробование болтов	болт	624	2,56	-	2316	3358	6	386	-
Снятие пикетных знаков	знак	12	16,6	-	289	418		48	-
Смена рельсошпальной решетки в «окно»:
Работа ЭЛБ по надрыву решетки	км	1,275	64,5	21,5	101	125	3		34
Демонтаж стыков	болт	624	1,7	-	1326	1658	10	132
Снятие звеньев УК-25	звено	51	33	2,2	2104	2630	16		140
Планировка щебня ДЗ	км	1,275	176	88	280	351	2		140
Укладка звеньев УК	звено	51	33	2,2	2104	2630	15		140
Монтаж стыков	стык	52	18,21	-	1184	1480	9	131	-
Выравнивание пути	км	1,275	1108	-	1765	2207	13	136	-
Выправка пути с подбивкой ВПО	км	1,275	237,3	33,9	378	472	7		54
Выправка пути ВПР в местах недоступных ВПО	шпал	286	0,1674	0,0558	60	75	3		20
Глубокая очистка щебня:
Работа ЩОМ-6	км	1,275	4326	309	6895	8617	14		492
Выправка пути ВПР	км	1,275	310,8	103,6	494	617	3		164
Стабилиз. пути ДСП	км	1,275	101,7	33,9	160	201	3		54
Планир-а балласта ПБ	км	1,275	96	48	153	191	2		77
Отделочные работы:
Срезка обочины СС	км	1,275	67,8	33,9	106	133	2		54
Выгрузка щебня из ХД (по ТУ Wк=440 м3/км)	м3	561	0,56	0,14	392	490	4		98
Выправка пути ВПР с Постановкой в проектное положение	км	1,275	310,8	103,6	484	605	3		165
Работа ДСП	км	1,275	101,7	33,9	160	201	3		54
Работа ПБ	км	1,275	96	48	153	191	2		76
Подрезка балласта	км	1,275	5983	-	9535	11920	15		-
Прочие работы (переезды, кюветы, канавы, отводы, рубки и др.)	км	1,275	8000	-	12750	15937	10		-
Итого затрат на перегоне An=	54507

7. Графики производства работ

Четкое взаимодействие всех машин и монтеров пути при реализации производственного процесса возможно при наличии заблаговременно подготовленных графиков производства работ. Их разработка осуществляется с использованием ведомости затрат труда и расчетных зависимостей, приведенных в предыдущих разделах.

Каждому виду путевых работ и выбранному комплексу машин соответствуют свои графики производства работ. Количество их может быть значительным. Так, для капитального ремонта пути требуются графики по реализации всех этапов производственного процесса: сохранению плетей, ремонту водоотводов, замене рельсошпальной решетки, глубокой очистке щебня, отделочным работам, сборке новых рельсовых звеньев на базе, сборке стрелочных переводов на базе, разборке старых звеньев, разборке старых переводов, замене инвентарных рельсов на новые плети и другим.

Среднему и подъемочному ремонтам пути свойственны свои графики производственного процесса, в перечне которых отсутствуют графики сборки и разборки звеньев, но присутствуют графики по замене дефектных элементов пути и другие.

Выполнение выправки пути регламентируется в основном графиком выправочно-подбивочно-отделочных операций.

Разработку любого графика начинают с вычерчивания прямоугольника, по основанию которого откладывают фронт работ в "окно" l_о, а по вертикали - время смены. На шкале времени фиксируют продолжительность развертывания работ, обозначая условными знаками операции оформления закрытия перегона, подачи комплекса машин к месту работ и так далее. Время выполнения всех технологических операций устанавливается в процессе составления ведомости затрат труда. Например, при капитальном ремонте пути (рис. 8) на этапе смены рельсошпальной решетки продолжительность работы машины ЭЛБ на участке А-Б в ведомости

t_элб = k_оН_элб = 1,25·1,275·21,5 = 34мин.

Вслед за ЭЛБ идет группа монтеров пути и производит демонтаж стыков в составе сначала 36 чел.

Z_дс1 = k_о[(L₂ + 125)/l_з + 1]12Н_дс/t_р3 = = 1,25(572/25 + 1)12·1,7/16 = 36 чел.},

работающих в темпе ЭЛБ и УК, а затем 11 чел.

{Z_дс2 = 1,25[(1275 - 572)/25 + 1]12·1,7/[126(1 - 575/1275)] = 10.67},

так как темп демонтажа снижается до темпа работы путеразборочного поезда (здесь 12-число болтов в стыке, шт , 143-время укладки звеньев, мин).

По мере снятия старой рельсошпальной решетки в работу вступают бульдозеры, подготавливая основание для новой рельсошпальной решетки и вырезая загрязненный щебень за торцы шпал. По окончании развёртывания работ на 59-й минуте в работу вступает путеукладочный поезд и производит укладку новых рельсовых звеньев в течение 140 мин. За головной частью укладочного поезда следует группа в составе 9 монтеров пути

[Z_мс = k_о(l_о/l_з + 1)Н_мс/= 1,25(1275/25 + 1)18,21/140 = 8,25 чел.]

и осуществляет монтаж стыков с использованием электрогаечных ключей. За ними 13 монтеров пути

(Z_вп = k_оН_вп/t_у = 1,25·1,275·1108/140 = 12,85 чел.)

гидрорихтовочными приборами выравнивают путь.

Далее в работу вступает машина ВПО, подает в путь вырезанный балласт и готовит путь в течение

t_впо = k_оН_впо = 1,25·1,275·33,9 = 53 мин.

Недоработки за машиной ВПО по выправке и подбивке пути устраняет ВПР или группа монтеров с ЭШП.

По окончании перечисленных работ под прикрытием "окна", определяемого этапом глубокой очистки щебня ГОЩ, можно выполнять с использованием средств малой механизации часть прочих работ (очистку кюветов и нагорных канав в местах, недоступных для машин, окраску путевых знаков, устройство стеллажей для километрового запаса, восстановление водоотводных лотков и т. д.).

График глубокой очистки балласта строится на основе расчетов предыдущих разделов и ведомости затрат труда. По данным той же ведомости и строится график отделочных работ. В целом объединяет работы по смене рельсошпальной решетки РШР, глубокую очистку щебня ГОЩ и отделочные работы ОР. Он обеспечивает координацию комплекса работ на перегоне с распределением по дням и всему фронту. На этом графике показаны также подготовительные работы по опробованию болтов, снятию знаков и подрезке балласта, выполняемые с привлечением средств малой механизации. Продолжительность всех операций и численность занятых на них монтеров пути и машинистов обусловлены ведомостью Интервал между "окнами" принят равным двум суткам. Этапы по смене путевой решетки, глубокой очистке щебня и отделке пути территориально разделены, что позволяет развернуть по фронту работ все рабочие поезда и отдельные машины.

Рассмотренная методика разработки графиков выполнения работ характеризуется общностью для всех видов путевых работ. На ее основе и с использованием прил. разработаны также графики среднего и подъемочного ремонтов. Для выправки пути график ее выполнения аналогичен графику для подъемочного ремонта.

22

ппп, ип

пи

21

20

ор

гощ

ршр

во

19

18

ор

гощ

ршр

во

17

16

ор

гощ

ршр

во

15

14

ор

гощ

ршр

во

13

12

ппп, ип

пи

11

10

ор

гощ

ршр

во

9

8

ор

гощ

ршр

во

7

6

гощ

ршр

во

5

4

ршр

во

3

2

пи

1

Дни

l

l

l

l

l

l

l

l

l

l

l

l

l

Рис. 9. График распределения работ по дням при капитальном ремонте пути:

пи - замена старых рельсовых плетей на инвентарные рельсы с погрузкой; ип - замена инвентарных рельсов на плети; во - работы по водоотведению; ршр - смена рельсошпальной решетки; гощ - глубокая очистка щебня; ор - отделочные работы; ппп - постановка пути в проектное положение.



8. Меры по совершенствованию производственного процесса

Совершенствование производственного процесса следует начинать с анализа ведомости затрат труда и графиков производства работ. Просмотр графы 7 ведомости и сопоставление числа монтеров пути на различных работах позволяет выделить из всего процесса наиболее трудоемкие технологические операции. В рассмотренном примере к ним можно отнести подрезку шпал под подошвами рельсов. Затраты труда на эту ручную операцию выполняемую, например, при капитальном ремонте в интервалы между поездами составят

А_п.б = k_оН_п.б = 1,45 · 1,275 · 5983 = 11367 чел•мин.

Широкая номенклатура технических средств и непрерывное пополнение машинного парка новой техникой дают возможность охватить механизацией многие виды путевых работ, в том числе отмеченную. Так, включение в производственный процесс машины РОМ-3М обеспечит механизированную подрезку балласта под рельсами. Поскольку управление этой машиной обеспечивают z = 3 чел., затраты труда на ее эксплуатацию составят

z·ф/l_о =3·2/1,275 = 4,7 чел·дн/км

вместо

11367/(480·1,275) = 17 чел·дн/км,

или на 12,4 чел·дн/км меньше.

Расширение комплекса машин на одну единицу может потребовать некоторого увеличения продолжительности "окна" и дополнительных капитальных вложений. Окончательное решение о практической реализации этого варианта принимается на основе технико-экономического обоснования.

9. Охрана труда, техника безопасности и безопасность движения поездов при производстве путевых работ



10. Технико-экономическое обоснование механизации работ

Сравнительная оценка различных вариантов механизации путевых работ, а также технологических процессов и проектов производства работ в целом осуществляется системой показателей, к числу которых относятся: трудоемкость процесса, производительность труда, численность работающих, уровень механизации процесса, основные фонды, механовооруженность и энерговооруженность труда; себестоимость процесса, рентабельность процесса, интегральный эффект - чистый дисконтированный доход.

Чистый дисконтированный доход вычисляется по формуле:

,

где Р_t - доходная составляющая, руб/год;

З_t - затратная составляющая, руб/год;

Т - горизонт расчета (срок службы средств механизации), лет;

б_t = 1/(1 + Е)^t

- коэффициент дисконтирования (Е - норма дисконта для сопоставления разновременных экономических затрат с учетом инфляции, кредитной ставки).

Доходная составляющая ЧДД обусловлена зависимостью:

,

где Н_зп - коэффициент, учитывающий начисления на зарплату;

ДА - экономия живого труда за счет механизации работ, чел·дн/км;

р_зп - средняя зарплата работающих, руб/чел·дн;

L_г - годовой объем работ, км/год.

Затратная составляющая определяется суммой:

,

где Ц_i - стоимость i-го средства механизации (m - состав средств механизации), руб.

b - доля ежегодных расходов, направляемых на ремонт и техническое обслуживание средств механизации в процентах от их стоимости;

С_эн - энергетические затраты

С_эн = Н_энУN_двiцt_оqp_эн/l_о руб/км,

Н_эн - коэффициент, учитывающий расходы на смазочные и обтирочные материалы; N_двi - мощность двигателя i-й машины, квт; ц - коэффициент, учитывающий долю времени работы в "окно" двигателя i-й машины; t_о - продолжительность "окна", ч; q - удельный расход топлива, кг/квт•ч; p_эн - стоимость топлива, руб/кг; l_о - фронт работ в "окно", км);

С_тр - транспортные затраты на перемещение материалов и машин между базой и местом работ

С_тр = N_лp_л[(2 +)/ + t_о + t_б]/l_о, руб/км;

N_л - число локомотивов; - расстояние между базой и участком работ, км; - протяженность участка работ, км; - скорость движения рабочих поездов, км/ч; р_л - арендная плата локомотива, руб/ч; t_б - время нахождения рабочих поездов на базе, ч).

В качестве примера сопоставим два варианта подрезки балласта: 1-й - с использованием ручного инвентаря (вил, лопат), 2-й - с использованием машины РОМ, которая в процессе движения струей воды подрезает балласт из-под подошвы рельсов. Как показано в разд. 8, применение машины РОМ снижает затраты живого труда на

ДA = А₁ + А₂ = 18, - 4,6 = 13,4 чел·дн/км.

Примем также для расчета:

Е = 0,1, Ц₁ ? 0, = 0, С_тр ? 0, Н_зп = 2,5, р_зп = 750 руб/чел·дн,

L_г = L_пмс = 84,8 км/год, Ц₂ = 3 млн. руб., b = 5%, N_дв = 200 квт,

H_эн = 1,15, q = 0,18 кг/квт·ч,

цt_о = 3 ч, t_тр = L_к/2 =85,2/20 = 4,26 ч, р_эн = 20 руб/кг, l_о = 1,3 км.

При перечисленных значениях получим:

Процедура расчета ЧДД представлена в табл. 6



Таблица 6. Расчет ЧДД

Годы, t	бt	Рt, руб/год	УPt, руб.	Зt-Ц, руб/год	УЗt, руб.	ЧДД, руб.
0 1 2 3 4 5 6 7 8	1 0,909 0,826 0,751 0,683 0,621 0,564 0,513 0,466	0 1945850 1768177 1607628 1462064 1329344 1207327 1098153 997543	0 1945850 3714027 5321655 6783719 8113063 9320390 10418543 11416086	0 494469 449319 408521 371532 337805 306799 279057 253490	3000000 3494469 3943788 4352309 4723840 5061645 5368444 5647501 5900991	-3000000 - 1548619 - 229761 + 969346 + 2059879 + 3051418 + 3951946 + 4771042 + 5515095

Зависимости

УP_t = f₁(t), УЗ_t = f₂(t), ЧДД = f₃(t)

приведены также в виде графиков для двух значений выработки: 85,2 км/год и 36,5 км/год (для второго значения показано штрихами). При первом значении выработки машина РОМ окупится за срок около 2,3 года, что приемлемо. Снижение выработки в два раза исключает окупаемость машины РОМ за срок ее службы. Аналогично устанавливается ЧДД за счет механизации других операций и производственных процессов в целом.



Чистый дисконтированный доход при использовании РОМ



Вывод

При разработке производственной структуры путевого хозяйства было установлено, что для данной дороги требуется 8 ПЧ, 3 ПМС. Также мы определили : среднесуточную выработку годовой программы для каждого вида работ (L_пмс = 84.8 км/год; Lщом=42.4км/год; Lвпр=117,3 км/год) состав и размеры каждого комплекса путевых машин(Lэб=76м; Lпр=Lпу=572,4м; Lвпо=52м) продолжительность «окна» для каждого вида работ (tрш=317мин; tгоб=589 мин); составили ведомости затрат труда на производственный процесс; с помощью ведомости составили графики производства работ; определили меры по совершенствованию производственного процесса; описали охрану труда и технику безопасности при производстве путевых и произвели технико-экономический расчет для обоснования выгоды от введения механических работ.



Библиографический список

1. Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО РЖД/ Утверждено распоряжением ОАО РЖД №2211р от 30.10.2009 г.

2. Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути / ЦП МПС. - М.: Транспорт, 2004 - 181 с.

3. Комплексная механизация путевых работ - В.Л. Уралов, Е.И.Михайловский, Э.В. Воробьев и др. М.: Маршрут, 2004 - 382 с.

4.Состояние и перспективы развития путевого хозяйства/- В.Т. Семенов, Н.И.Карпущенко. - Новосибирск: Изд-во СГУПС (НИИЖТа), 2000. - 246 с.

5.Путевые машины/- М.В. Попович, В.М. Бугаенко, Б.Г. Волковойнов и др. М.: ГОУ «УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте», 2009 - 820 с.

6. Типовые технически обоснованные нормы времени на работы по ремонту верхнего строения пути / ЦП МПС. - М.: Транспорт. - 2002. - 80 с.

7. Правила и технология выполнения основных работ при текущем содержании пути / МПС России. - М.: Транспорт, 2000. - 136 с.

8. Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП-485)/МПС РФ. - М.: Транспорт, 1998. - 183с.

9. Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути/ - МПС России. М.: Транспорт, 2000 - 96 с.

10. Путь и путевое хозяйство железных дорог/- З.Л. Крейнис. М.: ГОУ«УМЦ по образованию на железнодорожном транспорте», 2008-639 с.

11. Организация переустройства железных дорог под скоростное движение поездов/- И.В. Прокудин, И.А. Грачев, А.Ф. Колос. М.: Маршрут, 2005 - 716с.

12. Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути /ЦП МПС. - М.: Транспорт, 1998-188 с.

Размещено на Allbest.ru