Путевые машины на железнодорожном транспорте (книга)
Рекомендовано департаментом кадров и учебных заведений МПС России в качестве учебного пособия для студентов вузов, техникумов, колледжей и учащихся образовательных учреждений железнодорожного транспорта, осуществляющих начальную профессиональную подготовку.
Содержание
Введение
Дальнейшее развитие железнодорожного транспорта нашей страны требует повышения эффективности производства и непрерывного его обновления на основе ускорения научно-технического прогресса. На железных дорогах увеличивается мощность пути, совершенствуется технология и организация путевых работ. Своевременный и качественный ремонт пути, снижение затрат времени, труда и расходов, повышение производительности труда осуществляются на основе максимальной механизации всех работ. Механизация в путевом хозяйстве развивается с учётом грузонапряжённости и интенсивности использования железных дорог — создаются машины, способные выполнять работы с минимальными перерывами движения поездов.
Большая роль в развитии путевого машиностроения принадлежит российским учёным и конструкторам. На магистралях нашей страны используется большой парк путевых машин и механизмов. При их создании большое внимание уделяется: повышению скорости и усилий на рабочие органы, созданию машин непрерывного действия, повышающих производительность и снижающих стоимость работ; внедрению гидропривода, позволяющего упростить кинематику, плавно регулировать скорость движения, снижать массу машин.
Важное значение имеют автоматизация работы, применение ЭВМ, обеспечивающих оптимальные режимы работы и загрузку двигателя, контроль качества выполняемых работ; разработка рабочих органов при оптимизации их параметров и режимов работы; создание машин с широким набором оборудования для выполнения различных операций, их эффективного использования по времени и сокращению их числа; увеличение надёжности и долговечности механизмов путём применения более прочных и износостойких материалов; унификация агрегатов, узлов и деталей с различными типами путевых машин.
Большое внимание уделяется совершенствованию машин с точки зрения ремонтопригодности, монтажа из легкосменяемых узлов и агрегатов, а также облегчения технического обслуживания; созданию оборудования для работы в условиях холодного климата; улучшению условий работы персонала — снижение вибрации и шума, обеспечение безопасности работ.
Путевые машины
ПУТЕВЫЕ МАШИНЫ предназначены для сооружения верхнего строения пути при строительстве и реконструкции ж. д., а также для выполнения всех видов работ при текущем содержании ж.-д. пути. Путевые машины применяют для ремонта земляного полотна, балластировки пути, очистки балластного слоя, замены элементов пути и стрелочных переводов, выправки пути и уплотнения балласта, сварки рельсов в пути, их шлифовки, транспортировки материалов и персонала, погрузки и выгрузки материалов, очистки и уборки снега и засорителей.
Содержание
Общие сведения
По способу выполнения работ различают машины тяжелого типа (несъемные) и легкого типа (съемные). Для рабочих органов и передвижения путевых машин используются следующие типы привода: гидравлический, пневматический, электрический, от двигателя внутреннего сгорания с механической передачей. В зависимости от ходового оборудования машины строят на железнодорожном, гусеничном, пневмоколесном или комбинированном ходу. Несъемные машины на ж.-д. ходу относятся к специальному подвижному составу, который делится на самоходный, имеющий автономный двигатель с тяговым приводом в транспортном режиме, и несамоходный (без тягового двигателя в транспортном режиме), включаемый в состав хозяйственных поездов.
Работы по текущему содержанию и ремонтам пути, связанные единой технологией, местом и временем производства отдельных операций, выполняются комплексом машин поточным методом. Использование комплексов машин позволяет сократить общее время закрытия перегона, уменьшить трудоемкость и улучшить качество работ, обеспечить повышение скоростей движения поездов после завершения работ. На отечественных ж. д. при производстве путевых работ применяют следующие комплексы: для ремонта и содержания водоотводных сооружений, обочин и междупутий; замены рельсошпальной решетки или стрелочных переводов; глубокой очистки щебня или замены материала балластной призмы; выправки и стабилизации пути.
Машины для ремонта земляного полотна
Машины для ремонта земляного полотна имеют активные (в виде роторов) и пассивные (в виде отвалов) рабочие органы. С их помощью выполняются работы по срезке и планировке поверхностей земляного полотна, очистке и нарезке водоотводных сооружений; машины с отвалами используются также в зимний период для очистки снега. Наибольшее распространение получили путевые струги различных конструкций, в т. ч. струги-снегоочистители (рис. 3.115, таблица l), и роторные машины СЗП-600, МНК-1 и КТМ. Путевой струг перемещается подталкиванием локомотивом, от которого поступает также сжатый воздух для пневматической системы управления рабочими органами.
Роторные машины перемещаются тяговым модулем (УТМ), от которого они также питаются электроэнергией. Машина СЗП-600 (рис. 3.116), в отличие от других роторных машин, имеет вагон сопровождения (ВП-1) для обслуживания рабочей бригады. Производительность машины 200 м3/ч; рабочая скорость до 3 км/ч; максимальный вылет ротора от оси пути 7,5 м; вылет плуга 5,5 м, экипаж комплекса 4 чел.
Машины для балластировки и подъемки пути
Машины для балластировки и подъемки пути предназначены для подъемки рельсо-шпальной решетки и формирования балластной призмы. Одной из первых машин, положивших начало механизации путевых работ в России, был балластер с пневмомеханическим приводом, созданный в 1930-х гг. На отечественных ж. д. в основном применяются более совершенные машины с электрифицированным приводом рабочих органов – электробалластеры, оборудованные подъемно-рихтовочным устройством и дозатором, позволяющие производить подъемку пути на балласт с одновременной дозировкой балласта, его планировкой, уплотнением и сдвижкой пути (рис. 3.117). Основные технические характеристики электробалластера ЭЛБ-3: высота подъемки пути 35 см, сдвиг пути 25 см, рабочая скорость 5-15 км/ч, масса 120 т, экипаж 2 чел.
Самоходные планировщики балласта ПБ (рис. 3.118) выполняют перераспределение балласта поперек и вдоль пути, а также очистку поверхности шпал и рельсовых скреплений от щебня. Транспортная скорость 80 км/ч; скорость при работе центральным плугом 20, боковым плугом – 6, подборщиком – 2 км/ч; максимальная ширина захвата центральным плугом 3,6, боковым – 6,4, подборщиком -2,6 м; мощность двигателя ок. 180 кВт; масса 30 т; экипаж 2 чел.
Специальный подвижной состав
Специальный подвижной состав служит для доставки материалов при формировании балластной призмы (хоппер-дозатор, рис 3.119) и отсыпке земляного полотна (вагон-самосвал, рис. 3.120), для перевозки и последующей выгрузки засорителей при работе машин для глубокой очистки щебня и ремонта водоотводов (рис. 3.121), а также для доставки рельсовых плетей к местам их укладки при создании бесстыкового пути.
Машины для очистки щебня и замены балласта
Машины для очистки щебня и замены балласта. Очистка щебня осуществляется машинами на глубину не менее 25 см под шпалой с погрузкой засорителей на специальный подвижной состав. С помощью этих машин можно также производить вырезку балласта для замены его на щебень. Все машины для глубокой очистки щебня имеют одинаковую принципиальную конструкцию и оснащены выгребной цепью и плоским двух- или трехъярусным грохотом. Схема одной из таких машин приведена на рис. 3.122; характеристики даны в таблице 2.
Машины для укладки путевой решетки
Машины для укладки путевой решетки. Замена рельсошпальной решетки или стрелочных переводов производится комплектом машин и оборудования. Поезд для замены решетки состоит из локомотива, укладочного крана УК-25/9-18 (рис. 3.123), платформ с роликовым конвейером и устройств для закрепления звеньев и самоходной моторной платформы МПД-2 (рис. 3.124) для передвижения хвостовой части и перетягивания пакетов звеньев (см. таблицу 3). Поезд для замены стрелочных переводов помимо локомотива и укладочного крана УК-25С включает комплект платформ для транспортировки блоков стрелочного перевода, часть из которых имеет поворотную раму для крепления блоков с длинными брусьями. При транспортировке рама приводится в наклонное положение, а при укладке блоков – в горизонтальное.
Рельсосварочные машины
Рельсосварочные машины (стационарные и передвижные) применяются для сварки рельсов и бесстыковых плетей на рельсосварочных предприятиях и непосредственно на перегоне (или стационарных путях) при ремонте и устройстве бесстыкового пути, удлинения плетей и т. п. Сварка осуществляется электроконтактным способом; основана на нагревании торцов свариваемых рельсов электрической дугой, создаваемой током большой силы и низкого напряжения. Передвижные рельсосварочные самоходные машины ПРСМ оборудованы контактно-сварочной головкой и монтируются на 4-осной платформе, на которой установлены 2 портальные рамы со стрелой (рис. 3.125). Мощность силовой установки 200 кВт; производительность до 10-12 свариваемых стыков в 1 час; масса 36,5-62 т.
Поезда для шлифовки рельсов
Поезда для шлифовки рельсов. Шлифование головки рельса производится для формирования ее поперечного профиля и ликвидации неровностей в профиле. Рельсошлифовальныйя поезд РШП состоит из тягового модуля и трех вагонов; оснащен измерительной и управляющей системой. Шлифование осуществляется абразивными кругами, которые могут устанавливаться под разным углом относительно поверхности головки рельса. Управление системой шлифовки производится бортовыми компьютерами по специальным программам. Основные характеристики шлифовального поезда РШП-48: число шлифовальных кругов – 48; мощность энергоустановки около 1300 кВт; мощность привода круга – 15-18 кВт; скорость движения в транспортном режиме – 80, при измерительной поездке – 10, в рабочем режиме – 4-8 км/ч; съем металла за проход 0,1-0,2 мм.
Машины для выправки пути и стрелочных переводов
Машины для выправки пути и стрелочных переводов. Машины для выправки пути предназначены для установки рельсошпальной решетки в заданное положение в плане (рихтовки), продольном профиле и по уровню. Выправка может осуществляться циклическим способом, когда за одну операцию подбивается одна или несколько шпал (машина ВПР-02); циклично-непрерывным, когда рабочие органы машины действуют циклично, а подвижной состав, на котором они смонтированы, движется непрерывно вдоль пути (машина Дуоматик, рис 3.126); непрерывным — рабочие органы машины перемещаются без остановки вдоль пути (машина ВПО-3-3000). Машины для выправки стрелочных переводов (ВПРС-02, Унимат) работают только циклами (рис. 3.127). Машины Дуоматик и Унимат оборудованы бортовой компьютерной контрольно-измерительной системой, позволяющей вести выправку пути в автоматическом режиме после измерительной поездки со скоростью 10 км/ч. В последние годы подобными системами оборудуются также машины ВПР-02 и ВПРС-02 Характеристики выправочных машин приведены в таблице 4.
Динамический стабилизатор пути
Динамический стабилизатор пути (рис. 3.128) служит для ускоренной и контролируемой по продольному профилю и уровню стабилизации ж.-д. пути после глубокой очистки балластной призмы и выправки. Динамический стабилизатор имитирует поездную нагрузку, воздействуя в виброобжимном режиме на балластную призму через рельсо-шпальную решетку; при этом происходит переупаковка частиц и уплотнение балласта. Рабочие органы стабилизатора состоят из виброблоков, снабженных ребордчатыми роликами и роликовыми захватами, удерживающими путевую решетку в заданном положении. Производительность 1-2 км/ч; степень уплотнения балласта (осадка пути за один проход по отношению к осадке после пропуска 1 млн. т груза) 60%; погрешность выправки пути по уровню ± 2 мм (в продольном профиле 1%), в плане – 3—5 мм; мощность дизеля 230 кВт; транспортная скорость 80 км/ч.
Машины для очистки пути от снега
Машины для очистки пути от снега делятся на снегоочистители и снегоуборочные. Наиболее распространены плуговые и роторные снегоочистители. Плуговой снегоочиститель представляет собой специальный вагон, лобовые части которого оборудованы снегоочистительными устройствами. Плуговые снегоочистители могут быть однопутными, отбрасывающими снег в обе стороны от колеи, и двухпутными, перемещающими снег в полевую сторону пути. На отечественных ж. д. в основном используются двухпутные снегоочистители СДП, имеющие следующие характеристики: глубина очищаемого слоя снега около 1 м; ширина захвата при раскрытых крыльях 4,95 м, при закрытых крыльях – 3,18 м; рабочая скорость до 70 км/ч; транспортная скорость 80 км/ч; длина по осям автосцепок ок. 18 м; масса 84 т.
Модернизированные снегоочистители СДП-М имеют усовершенствованную конструкцию переднего щита, позволяющую уменьшить время его перевода из рабочего в транспортное положение. Внизу щита над рельсами вместо ножей установлены тросовые щетки. Снегоочиститель СПУ-Н является универсальным и может работать в однопутном и двухпутном режиме. Для улучшения очистки межрельсового пространства в базе снегоочистителя установлен дополнительный плужок.
Роторные снегоочистители предназначены для расчистки глубоких заносов. Рабочими органами у них служат роторные устройства, которые срезают и захватывают снег лопастями с отбросом его в сторону от пути. На ж д в основном работают двух- и трехроторные, а также фрезерно-роторные снегоочистители (таблица 5). Трехроторные снегоочистители имеют один выбросной ротор и два ротора-питателя, расположенные один над другим, что позволяет увеличить высоту убираемого слоя снега Крылья снегоочистителя увеличивают ширину разрабатываемой траншеи при втором проходе. Во фрезерно-роторном снегоочистителе вместо роторов установлены одна над другой две фрезы со спиральными режущими элементами, которые подают снег на выбросной ротор.
Машины для очистки станций от снега оснащены устройствами для очистки, погрузки, накопления и выгрузки. Наибольшее распространение получили снегоуборочные поезда с головной машиной СМ-2 и их модификациями. Снегоуборочный поезд состоит из головной машины, которая производит очистку и погрузку снега, нескольких промежуточных вагонов, оборудованных транспортерами для накопления и передвижения погруженного снега, и концевого вагона с выгрузочным устройством. В качестве заборного органа машин СМ используется ротор-питатель с гибкими тросовыми или проволочными лопастями, наряду с ним на машине имеется ножевой забор. Для очистки снега на головной машине установлены крылья, оснащенные в нижней части вращающимися щетками. На головной машине имеется дизель-генераторная установка для питания всех рабочих органов и транспортеров снегоуборочного поезда. Машина также снабжена устройством для сколки льда. На концевом вагоне снегоуборочного поезда для выгрузки снега установлен выбросной транспортер. Кроме снегоуборочных поездов, на дорогах для очистки горловин применяют самоходные одновагонные машины СМ-5, в качестве выгрузочного устройства которых используется выбросной ротор.
Основные технические характеристики снегоуборочного поезда:
Подъемно-транспортные машины
Подъемно-транспортные машины. В качестве подъемно-транспортных машин на ж. д используются гл обр дрезины и мотовозы, оборудованные крановыми установками В путевом хозяйстве в настоящее время основной парк этой техники составляют дрезины ДГКУ и погрузочно-транспортные мотовозы МПТ-4 и МПТ-6 (рис 3.129, таблица 6).