Ресурсосберегающие технологии и средства их реализации по транспортировке, замене и укладке рельсовых плетей бесстыкового пути на бесподкладочных скреплениях

V).

Современная реструктуризация МПС направлена на улучшение работы.

Г- 1 1 —————" «— -—железнодорожного транспорта и снижение себестоимости перевозок.

Одним из резервов снижения себестоимости перевозок является уменьшение затрат в путевом хозяйстве за счет более широкого использования путеукладочных поездов, имеющихся в каждой ПМС. Их модернизация позволит использовать их дополнительно для транспортировки, выгрузки и погрузки рельсовых плетей с целью сохранения и перемещенья рельсовых плетей в процессе ремонтов на менее грузонапряженные участки для повторного их использования.

Модернизированный путеукладочный состав позволяет перевозить рельсовые плети под пакетами с рельсошпальной решеткой (РШР) одновременно. Это свойство состава дает возможность укладывать РШР и рельсовые плети в один этап.

Другим резервом снижения себестоимости перевозок в путевом хозяйстве является внедрение на железных дорогах более совершенных бесподкладочных скреплений типа АРС и ЖБР. Применение бесподкладочных скреплений в бесстыковом пути уменьшает трудозатраты на его содержание и ремонт, однако создает свои особенности в технологии ремонта. Применение бесподкладочных скреплений требует разработки новых ресурсосберегающих технологий, а также создания оборудования позволяющего оптимально реализовывать такие технологии.

Разработка новых технологических процессов замены и укладки рельсовых плетей с использованием имеющегося и перспективного оборудования является весьма актуальной.

Основные положения, выносимые на защиту.

• Разработка рельсовозного состава на базе типового путеукладочного состава (поезда) для транспортировки старогодных рельсовых плетей при производстве ремонтов пути с целью укладки их" на менее грузонапряженных участках.

• Разработка ресурсосберегающих технологий, позволяющих производить замену и укладку рельсовых плетей в пути со скреплениями типа АРС или ЖБР с использованием разработанного оборудования.

Настоящая работа посвящена проблеме ресурсосбережения в путевом хозяйстве, которая реализуется при решении вышеуказанных задач по транспортировке, замене и укладки рельсовых плетей с бесподкладочными скреплениями.

В первой главе дано обоснование использования коротких плетей длиной менее 800 м и возможности использования путеукладочного поезда для транспортировки, погрузки и выгрузки рельсовых плетей.

Во второй главе дается описание и работа типового рельсовозного состава и модернизированного рельсовозного на базе путеукладочного поезда ПМС, сделан сравнительный анализ этих составов и выработаны определенные показатели использования для разработанного состава.

В третьей главе сделан подбор стандартной подвижной единицы для использования ее в качестве концевой платформы для погрузки и выгрузки рельсовых плетей. Сделан расчет геометрии вынужденного изгиба рельсовых плетей по программе разработанной кафедрой САПР МИИТа и определены оптимальные размеры вписывания траектории изгиба в базу стандартной подвижной единицы. Определены, какие подвижные единицы могут быть использованы в качестве концевой платформы и места установки оборудования на — нее. Представлены результаты испытания модернизированного вагона и сделаны общие выводы.

В четвертой главе представлены новые ресурсосберегающие технологии замены и укладки рельсовых плетей для бесподкладочных скреплений. Представлена новая внецентренная схема растяжения рельсовых плетей, позволяющая сократить время «окна» и общие трудозатраты.

В пятой главе представлен расчет экономического эффекта от разработки, производства и эксплуатации оборудования рёльсовозного состава на базе типового хозяйственного поезда ПМС и экономический эффект от применения новых технологий.

Структурная схема исследования при решении поставленной задачи представлена на рис. 1.0.

Л *.

Рис. 1.0. Структурная схема исследования.

4.4. Выводы по главе 4.

• Разработанные технологические процессы № 2 и № 3 и используемое в них оборудование, разработанные на кафедре «Путь и путевое хозяйство» с участием автора, по замене и укладке рельсовых плетей на бесподкладочном основании со скреплениями типа АРС представлены в приложении и подтверждены актами использования.

О 155 V.

• Аналитически, с помощью ЭВМ методом «конечных элементов» решена задача возможности внецентренного растяжения длинномерных рельсовых плетей и определены условия (технические и конструктивные), при которых такое растяжение возможно.

• Представлена принципиальная технологическая схема растяжения рельсовых плетей при внецентренном приложении силы. На основе этой схемы растяжения был разработан технологический процесс № 3, позволяющий существенно уменьшить трудозатраты и сократить время «окна», при выполнении работ по замене и укладке плетей на длине блок-участка и всего перегона.

• Разработанные технологические процессы № 2 и № 3 и используемое в них оборудование, разработанные на кафедре «Путь и путевое хозяйство» с участием автора, по замене и укладке рельсовых плетей на бесподкладочном основании со скреплениями типа АРС представлены в приложении и подтверждены актами использования.

• В связи с выявленными особенностями скреплений типа АРС разработан и внедрен на Московской ж.д. технологический процесс № 1 и оборудование конструкции МИИТа для замены рельсовых плетей. Технологический процесс представлен — в приложении и используется в учебнике для ВУЗов «Технология, механизация и автоматизация путевых работ» под редакцией Э. В. Воробьева, К. Н. Дьякова. М. «Транспорт» 1996 г.

• Предлагаемая автором технология работ по перекладки плетей с переменой рабочего канта и с применением инвентарных плетей наиболее эффективна на бесподкладочных скреплениях типа АРС и ЖБР при использовании собственных рельсовозов и высокопроизводительных устройств для замены плетей. Разработанный технологический процесс № 4, описанный в главе 4.2, представлен в приложении.

Глава 5. Определение экономического эффекта от разработки, производства и эксплуатации оборудования рельсовозного состава на базе типового хозяйственного поезда ПМС.

Для определения экономического эффекта от использования разработанного оборудования составляем сравнительную характеристику составов и применяемого оборудования.

По сравнению с типовым рельсовозным составом 2РС-800-П производства Царскосельского завода (в дальнейшем базовый вариант), состав на базе типового хозяйственного поезда ПМС (в дальнейшем предлагаемый вариант) имеет ряд преимуществ:

• Погрузка рельсовых плетей производится без применения грузоподъемных устройств.

• Все устройства состава обеспечивают пропуск через них стыковых накладок.

• Оборудование состава позволяет производить непосредственно на составе стыкование и расстыковку смежных рельсовых плетей.

• Типовые автосцепки позволяют формировать состав любой длины в соответствии с длиной перевозимых плетей.

• - В составе не используются новые специальные подвижные единицы, все оборудование — съемное.

В дополнительное оборудование состава включены устройства для автоматического направления^шетей при погрузке и автостыкования плетей при выгрузке. Рельсовозный состав более мобилен, не завязан с технологической линией РСП, постоянно находится в распоряжении ПМС. Оборудование не препятствует использованию хозяйственных поездов по их прямому назначению. Рельсовозный состав на базе типового хозяйственного поезда ПМС позволяет сохранять и повторно использовать старогодные рельсовые плети бесстыкового пути любой длины в пределах длины состава. Исходя из средней длины путеукладочного состава ПМС (16 портальных платформ) общая, длина перевозимых плетей составит, с учетом 4-х дополнительных платформ с оборудованием: при погрузке — 1480 м, при выгрузке — 1580 м. Средняя длина одной плети составляет 250 м. Длина плетей может быть увеличена за счет добавления в состав портальных платформ.

Сравнительный анализ базового и предлагаемого вариантов составов представлен в табл.5.1.

Заключение

.

В результате выполненной работы сделаны следующие основные выводы:

1. Анализ данных по железным дорогам России показал, что средняя длина кривых участков составляет 430 м. В частности, по Московской железной дороге длина кривых участков составляет 390 м. Важной причиной появления коротких плетей является сохранение старых плетей для перекладки их на менее грузонапряженные участки пути. Поэтому, наряду с укладкой плетей длиной 800 м, существует необходимость транспортировки, замены и укладки более коротких плетей длиной 300−500(м).

2. Для погрузки, выгрузки и транспортировки коротких плетей наиболее целесообразным является обычный путеукладочный поезд, имеющийся в каждом ПМС. Путем его модернизации он приобретает новые дополнительные возможности для выполнения выше указанных: задач. Оптимальная длина плетей, перевозимых: на предлагаемом составе, составляет 300−500(м). Длина состава может быть увеличена путем добавления промежуточных платформ с целью транспортировки рельсовых плетей длиной до 800 м.

— 3. Оборудование, устанавливаемое на состав, не мешает использовать его по прямому назначению, то есть для транспортировки пакетов с рельсошпальной решеткой. Транспортировка плетей может осуществляться одновременно с рельсошпальной решеткой под пакетами.

4. Оборудование, установленное на состав, позволяет сократить трудозатраты на погрузку и выгрузку рельсовых плетей. Новый способ погрузки существенно уменьшает затраты энергетических показателей и увеличивает производительность работ. Предлагаемый рельсовозный состав на базе путевого хозяйственного поезда не заменяет полностью работу типового рельсовозного состава, а лишь частично заменяет его, в основном на капитальных ремонтах для сохранения рельсовых плетей, а так же на отдельных работах по замене рельсовых плетей с заменой рабочего канта.

5. Результаты расчета напряженнодеформированного состояния изгиба рельсовых плетей при их погрузке и выгрузке под действием внешних сил, рассчитанные разными способами, близки по своим значениям. Это подтверждает возможность использования компьютерной программы «КАТРАН» предназначенной для прочностного анализа пластинчато-стержневых конструкций в среде графического процессора А^оСАО-14(Е.из), разработанной кафедрой САПР института ИПСС МИИТа, для решения нестандартных прикладных задач.

6. Для создания плавной и равномерной укладки рельсовых плетей в середину колеи возможно использование в качестве концевой платформы рельсовозного состава, модернизированного, старогодного пассажирского вагона имеющего хребтовую балку.

7. Проведено расчетно-теоретическое обоснование, геометрии траектории вынужденного напряженно — деформированного состояния рельсовых плетей при выгрузке — погрузке с целью вписывания ее в базу типовой подвижной единицы.

8. При использовании в рельсовозном составе в качестве концевой, обычную грузовую платформу для выгрузки плетей, необходимо применить дополнительную прицепную опору на жесткой сцепке, с целью уменьшения свободной траектории изгиба плетей под воздействием собственного веса, для получения большей равномерности укладки рельсовых плетей.

9. Проведен анализ существующих технологических процессов и используемого оборудования для бесподкладочных скреплений с целью выявления особенностей транспортировки, замены и укладки рельсовых плетей с этими скреплениями и разработки новых ресурсосберегающих технологий с использованием разработанного оборудования учитывающего эти особенности.

10. Разработаны технологические процессы, полностью решающие вопросы транспортировки, замены и укладки длинномерных рельсовых плетей с бесподкладочным скреплением, а так же разработано оборудование позволяющее реализовать эти процессы.

11. Аналитически методом «конечных элементов» решена задача возможности внецентренного растяжения длинномерных рельсовых плетей и определены условия (технические и конструктивные) при которых такое растяжение возможно.

12. На основе выявленной новой возможности такого растяжения, был разработан новыйтехнологический процесс № 3 (см. приложение № 1) позволяющий существенно уменьшить трудозатраты и сократить время «окна», на длине блок — участка и всего перегона за счет применения разработанной технологической схемы внецентренного натяжения для введения рельсовых плетей в оптимальный температурный интервал закрепления.

13. Реализация результатов диссертационной работы позволяет получить:

— Экономию расходов от использования разработанного состава в течении года, по сравнению с типовым рельсовозным соствавом в размере 358,386 (тыс.руб.). Интегральный экономический эффект получаемый за 10 лет эксплуатации составляет 1050 (тыс. руб.).

— Стоимость устанавливаемого борудования на модернизированный состав с учетом стоимости монтажа составляет.

1700 (тыс. руб.). ~.

— Срок окупаемости затрат составит: Ток = 3,6года.

— Экономический эффект получаемый за год от внедрения новых технологий за счет применения разработанного оборудования и технологической схемы внецентренного растяжения, позволяющей сократить время «окна» на 1,3 часа, составляет 826,410 (тыс.руб.).