автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Повышение эффективности оборудования для перевозки рельсовых звеньев к месту их укладки

ВВЕДЕНИЕ

1. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ И ОВБЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ . Ю

I.I. Капитальный ремонт пути и общая характеристика технологического процесса восстановления рельсошпальной решетки при его выполнении.

1*2. Определение роли операций сборки, погрузки, перевозки и укладки рельсовых звеньев на балласт, на показатели их качества. Выбор направления исследования . Й

1.3. Выбор типа оборудования для перевозки рельсовых звеньев к месту укладки, как объекта, подлежащего исследованию и совершенствованию.

Выводы

2. ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЦЕЛЕЙ РАБОТЫ

2.1. Анализ работ, посвященных исследованию и совершенствованию оборудования для перевозки рельсовых звеньев

2.2. Постановка задач исследования и общи! алгоритм их решения.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СШ, ВЛИНЩИХ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА РЕЛЬСОМ ЗВЕНЬЕВ И БЕЗОТКАЗНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

ДЛЯ ИХ ПЕРЕВОЗКИ

3.1. Силы, действующе на опоры роликового конвейера при перевозке и перетяжке рельсовых звеньев.***

3.2. Сопротивление перетягиванию пакетов звеньев вдоль платформ сцепа.♦

3.3. Силы, влиявдие на показатели качества рельсовых звеньев при перевозке

Выводы. ^

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕЛИЧИН И ДЕЙСТВИЯ

СИЛ НА ЭЛЕМЕНТЫ РЕЛЬСОВОГО ЗВЕНА И ЭЛЕМЕНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИХ ПЕРЕВОЗКИ.

4.1. Цель и црограмма экспериментальных исследований

4.2. Определение сопротивления перетягиванию пакетов звеньев вдоль платформ сцепа

4.3. Определение сопротивления звена изгибу в горизонтальной плоскости

4.4. Определение роли причинных факторов на работоспособность оборудования для перевозки рельсовых звеньев

4*5. Разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции оборудования для перевозки рельсовых звеньев . IC

Выводы

5. ИСПЫТАНИЕ НОВОГО ОБРАЗЦА ОБЗРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ

РЕЛЬСОВЫХ ЗВЕНЬЕВ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ

5.1. Цель и организация проведения испытаний.

6.2. Испытание опытных оцепов в кривых участках пути ±

5.3. Испытание опытных сцепов в составе укладочного поезда.

Выводы

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

В материалах ХХУ1 съезда КПСС [l] , постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР [2] и0 мерах по улучшению работы и комплексному развитию железнодорожного транспорта в I98I-I985 гг." и ноябрьским 1982 г. Пленумом Щ КПСС перед железнодорожным транспортом поставлены задачи по более полному удовлетворению народного хозяйства и населения в перевозках, повышению эффективности и качества работы транспортной системы. В XI пятилетке намечено осуществить техническое перевооружение и дальнейшее увеличение пропуокной и провозной способности железных дорог. За пятилетие предусматривается увеличение грузооборота на 14 . 15 % и пасса-жирооборота на 10 .«• 12 /£. Успешное выполнение поставленных задач возможно лишь при условии своевременного и качественного проведения работ по поддержанию и восстановлению работоспособности главного элемента железнодорожного пути.

Ооновой восстановления работоспособности пути является капитальный ремонт, включавдий полное обновление всех элементов его верхнего строения. Для выполнения основных работ капитального ремонта пути,перегон, на котором ведутся работы, закрывается. Большая грузонапряженность железных дорог, которая в настоящее время в стране составляет более 41 млн.ткм брутто/км в год [бб] , а также высокая интенсивность движения поездов привели к тому, что выросли объемы работ по капитальному ремонту пути и уменьшилась возможность остановки движения поездов на железных дорогах. В этих условиях важной задачей является разработка эффективных методов и средств, позволяющих обеспечить выполнение ремонтных работ с высоким качеством и минимальными потерями в пропускной и провозной способности железных дорог.

По принятой технологии капитального ремонта пути,оначала из соответствуедих элементов собираются рельсовые звенья, а затем в готовом виде перевозятся к месту производства работ и укладываются на балласт*

Для перевозки рельсовых звеньев в наотоящее время попользуется унифицированное съемное оборудование (УСО), проект # 0651-000-00, которое монтируется на 4-х осных платформах. Назначение оборудования заключается в сохранении,достигнутых при сборке,показателей качества рельсовых звеньев при перевозке, а также в обеспечении перетяжки звеньев вдоль платформ для укладки в путь* Однако данные, полученные в ходе выполнения работы [il], показали, что после перевозки звеньев с помощью оуществуэдего оборудования к месту укладки, показатели их качества реэиэ ухудшаются. Так, более ТО % шпал на звеньях оказываются смещены относительно меток на рельсах за пределы допуска, а примерно у 80 % звеньев образуется забег торцов рельсов. Вместе с тем существующее оборудование не позволяет производить перетяжку пакетов звеньев вдоль платформ, расположенных в кривых радиусом меньше 450 м, а опорные узлы роликового конвейера этого оборудования чаото выходят из строя* Указанные недостатки оборудования приводят к увеличению трудозатрат на капитальный ремонт, увеличению продолжительности "окон" и снижают качество ремонта. Бели учесть, что в современных условиях ставятоя жесткие ограничения на продолжительность "окон", выделяемых для капитального ремонта пути, существует острый дефицит рабочей силы, а к качеству отремонтированного пути предъявляются повышенные требования, то совершенствование оборудования для перевозки и перетяжки рельсовых звеньев, которое в существующем виде заметно увеличивает затраты труда и времени на ремонт единицы пути, является одной из актуальных научно-практических задач.

Вопросам создания и совершенствования оборудования для перевозки и деретяжки рельсовых звеньев посвящены работы ряда советских и зарубежных ученых. Однако, в настоящее время нет достаточно обоснованных рекомендаций, дозволявших установить наиболее рациональные параметры этого оборудования; не исследованы факторы, влияпцие на показатели его работы; отсутствует методика оценки этих факторов; не выработаны методы определения наиболее результативных направлений совершенствования указанного оборудования.

Целью настоящей работы является повышение производительности и качества работ при капитальном ремонте пути и сокращение продолжительности выделяемых для ремонта "окон" за счет обеспечения достигнутых при сборке показателей качества рельсовых звеньев до момента, включающего укладку их на балласт, а также за счет обеспечения надежности оборудования для перевозки рельсовых звеньев и возможности использования его цри любых условиях эксплуатации. Для реализации этих целей потребовалось:

- установить влияние операций сборки, погрузки, перевозки и укладки рельсовых звеньев на балласт, на показатели их качества;

- разработать математические модели, позволяющие оценить работоспособность существующего и вновь создаваемого оборудования для перевозки рельсовых звеньев;

- разработать новую конструкцию роликового конвейера, которая нейтрализует действие причинных факторов, ухудшающих работоспособность существующего оборудования.

Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов,

СБЩЕ ВЫВОДЫ И ПРВДЖШШ

Выполненные эксшщментально-теоретЕческие исследования конструкции и действия оборудования для перевозки рельсовых звеньев к месту их укладки позволяют сделать следующее заключения, выводы и предложения:

1. Установлено, что одним из результативных направлений повышения производительности, труда при выполнении, основных работ капитального ремонта пути является сохранение качественных свойств рельсовых: звеньев до момента, включающего укладку их на балласт, а также повышение надежности, оборудования для шревозки рельсовых звеньев.

2. Показано, что наиболее перспективным, из числа известных конструктивных вариантов оборудования для перевозка рельсовых звеньев, является УСО (проект № 0650А-000-00)<.

Ц * : * * - * * * ^

3. Разработана и. предлагается методика, позволяющая оценить работоспособность оборудования для перевозки рельсовых звеньев, согласно которой установлены зависимости показателей эффективности; оборудования применительно к различным условиям эксплуатации.

4. На основе теоретических и. экспериментальных исследований определено влияние причинных факторов эффективности, оборудования для перевозки рельсовых звеньев. Показано, что можно изменением конструктивных параметров оборудования сохранить качественные свойства рельсо-шпальной решетки, достигнутые при сборке.

5. Разработана и предлагается новая конструкция рожкового конвейера, входящая в состав оборудования, которая позволяет:

-уменьшить по сравнению с существующим положением отклонение расстояния мевду цродольнши осями шпал на звеньях при их перевозке более, чем на 40 %;

-производить перетяжку пакетов на платформу путеукладчика в кривых радиусом 350 м в сравнение с 550 м цра. существующих образцах оборудования;

-снизить по сравнению сосуществующим положением забег торцов рельсов на звеньях после их перевозки более чем в 6 раз;

-уменьшить горизонтальные усилия на опорные узлы роликового конвейера при прохождении сцепов по кривым участкам пути более чем в два раза и исклкшть тем самым отказы оборудования;

6. Технико экономический расчет показал, что применение предложенного усовершенствованного оборудования для перевозки рельсовых звеньев обеспечивает экономический эффект одной цутевой машинной станции с объемом работ по капитальному ремонту 60 ш 10980 рубл в год.

Материалы работы об су вдались и получили одобрение на научно-технических семинарах ЛйЖТа и ХабИИЕТа; на XXIX и XXX научно-технических конференциях путейцев Октябрьской ордена Ленина железной дороги совместно с научными сотрудниками ЖИЖТа; на ХШ11 научно-технической конференции кафедр ХабИИЖТа с участием работников железных дорог, строек дальнего Востока ж организаций восточной части БАМ; на заседании научно-технического семинара производственной базы ШС 217 ДВ2Щ; на Всесоюзной научно-технической конференции "Роль молодых ученых и специалистов в развитии научно-технического прогресса на железнодорожная транспорте" 1984 г. (ШИТ, БНИИКТ).

По результатам исследований, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 4 печатных работы и: получено 2 авторских свидетельства.

1. Материалы ХШ съезда КПСС. - М.: Политиздат, 1981. -223 с.

2. О мерах по улучшению работы и комплексному развитию железнодорожного транспорта в I98I-I985 годах: Постановление Щ КПСС и Совета Министров СССР от 30 декабря 1980 г., № 1233. М.: Издание юридического отдела МПС, 1981. - 83 с.

3. Антипов И.А., Бабкин А.Р., Сорокина М.Г. Экономика, организация и планирование путевого хозяйотва. М.: Транспорт, 1964. - 227 с.

4. Технологические процессы капитального ремонта пути. -М.: Транопорт, 1967. 488 с.

5. Ляхно И.Б. Путевое хозяйство. М.: Транопорт, 1981.

6. Иоаев К.С. Машинизация текущего содержания пути. М.: Транспорт, 1981. - 278 с.

7. Живова Э.З., Лизогуб И.Г., Скрежендевский Е.Б. Проектирование технологических процессов капитального ремонта пути* -Гомель, БелИИЖТ,1981. 39 с.

8. Методические указания к технологическому процесоу капитального ремонта пути на деревянных шпалах и щебеночном балласте с применением путеукладочных кранов, БЮ, машин ВП0-3000. Гомель: БелИИЖТ, 1981. - 16 с.

9. Технологические процессы ремонта звеньевого пути. М.: Транопорт, 1974. - 464 с,

10. Инструкция по закреплению пакетов звеньев рельсо-шпаль-ной решетки на четырехооных платформах и о порядке следования укладочных и разборочных поездов. М.: Транспорт, 1973. - 19 с.

11. Разработка и исследование эффективных средств снижениятрудозатрат по постановке шпал по меткам при капитальном ремонте пути. ЛСаракулев А.В., Цепенок В.И., Соколов В.Б. и др. Отчет по НИР, ЛИНЮ, Л, кафедра "СДМ и 0", № , 1983. - 85 с.

12. Чижов А.Т., Коствкович А.Р. Механизация укладки пути.-М.: Транспорт, 1966. 134 с.

13. А.с. 6I5I63 (СССР). Транспортное средство для пакетов звеньев рельсо-шпальной решетки. Л).В.Долгов, В.М.Лотков, Ю.А. Фатеев и др. Опубл. в Ш, 1981, $ 15.

14. А.с. 823192 (СССР). Транспортное средство для пакетов рельсовых звеньев. /£).В.Долгов, А.И.Иванов, В.П.Кокарев и др. -Опубл. в Ш, 1978, JH 26.

15. А.о. 887680 (СССР). Транспортное средство для перевозки длинномерных звеньев железнодорожного пути. /Й.П.Супрун. -Опубл. в Н, 1981, » 45.

16. Hete's hou> skippes have teoLueecL fand D " flcLitujcii/ Ддч, 19S5-, V- /3.

17. ЕваАск Tie- boivns Pzoresr foods "RaCicuau1. Лде. 196i, 13.

18. Пат. 1605104 (ФРГ). Рама для транспортировки длинномерных грузов. Опубл. в Изобретения за рубежом, 1973.19. 11ноуэ KclQwo "Сере кьчаку, RcLituuciy Саг €лд 4975л А/5, с >/- 45.

19. Малов А.Д. Совершенствование способов размещения и крепления грузов в вагонах. Труды ВНИИЗЕГа, вып. 421, М.: Транопорт, 1970. - 135 с.

20. Соромотин И.И. Перевозка хлыстов по железной дороге широкой колеи. Леоная промышленность, 1963, #6, с. 20-21.

21. Бодянов П.С. О продольных усилиях при соударении двух экипажей, Труды ДИИТа, вып. 26, Днепропетровск, Трансжеддориз-дат, 1955, с. 211-233.

22. Малов А.Д. Крепление грузов на открытом подвижном составе для перевозки при высоких скоростях движения. Труды ВНИИЖТа, вып. 294, М.: Транспорт, 1965. - 164 с.

23. Ефимов Г.П. Крепление груза на открытом подвижном составе. Труды ВНИИЖГа, вып. 71. М.: Трансжелдориздат, 1952. -135 с.

24. Ефимов Г.П. Перевозка негабаритных и тяжеловесных грузов. M.t Трансжелдориздат, 1961. - 259 с.

25. Лазарян В.А., Коротаев М.М., Львов А.А. Улучшение использования грузоподъемности платформ и полувагонов, Железнодорожный транспорт, 1956, № II.

26. Зубарев В.В. Перевозка длинномерных грузов на оцепах вагонов. Труды ВНИИЖТа, вып. 369, М.: Транспорт, 1968. - 159 с.

27. Завгородний Г.В., Рачек Н.М., Соколов В.Б. Исследование сил, действующих на опоры роликового транспортера при перевозке пакетов звеньев. Труды ХабИИЖТа, вып. 49, Хабаровск, 1982,0.48-53.

28. А.с. 253106 (СССР). Устройство для ограничения продольных перемещений рельсовых звеньев на платформе. /Н.Ф.Реганский, В.П.Кокарев, А.В.Трубанов и др. Опубл. в Ш, 1972, № 30.

29. А.с. 967867 (СССР). Способ крепления пакетов звеньев ., ^ . - .рельсо-шпальной решетки на платформе транспортного средства./ Г .В .Завгородний, В.Б.Соколов» Опубл. в Ш, 1982.

30. А.с. 684075 (СССР). Устройство для перемещения звеньев рельсового пути, /ft Л .Трусов, Л.Л.Зозуленко, Е.В.Плоткин. -Опубл. в Ш, 1979, № 33.

31. А.с. 418589 (СССР). Путеукладочный агрегат./В.Е.Нем-кова, С.А.Соломонов, Опубл. в Ш, 1974. Л 33.

32. А.о. 840224 (СССР). Транспортное средство для пакетоврельсовых звеньев./В.П.Волков, Ю.В.Долгов, В.М.Лотков. Опубл. в Ш, 1979. № 23.

33. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя.-М.: Машиностроение, 1982, т. 2. 584 с.

34. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. M.s Транопорт, 1969. - 536 с.

35. Соломонов С.А., Попович М.В., Стефанов Б.Н. Путевые машины. М.: Транспорт, 1977. - 392 с.

36. Угодников Ю.А. Прогрессивная организация и технология ремонта пути на грузонапряженных направлениях. М,: Транспорт, 198I. - 117 о.

37. Венецкий И.Г., Кильдишев Г.С. Основы теории вероятности и математической статиотики. M.s Статистика, 1968. - 360 о.

38. ГОСТ 17510-79. Надежность в технике. Система обора и обработки информации. Планирование наблюдений. М«: Изд-во стандартов, 1979. - 23 с.

39. ГОСТ 16468-79. Система сбора и обработки информации. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 7 с.

40. ГОСТ 15.101-80. Порядок проведения научно-исследовательских работ. Ооновные положения. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 10 о.

41. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. -M.s Наука, 1979. 488 с.

42. Шор Я.В. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Советское радио, 1962. - 283 с.

43. Леонов Э.А. Исследование работы звенооборочных линий с установлением их рациональных параметров. Дисс. . канд. техн.наук. Л., 1971. - 156 с.

44. Лукомский Я.И. Теория корреляции и ее применение к анализу щюизводства. М.: Гоостатиздат, 1958. - 376 с.

45. Эзениэл М., фокс К. Методы анализа корреляции и регрессии. М.: Статистика, 1966. - 558 с.

46. Хольд А. Математическая статистика о техническим приложением. М.: Гоотехтеоретиздат, 1966. - 664 о*

47. Фишер F.A. Статистичеокие методы для исследований. -М.: Наука, 1965. 340 с.

48. Шторм Р. Теория вероятностей./ статистика. M.s Мир, 1970. - 367 с.

49. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1980. - 17 с.

50. Михайлов В.И., Федосов К.М. Планирование экспериментов в судостроении. Л*: Судостроение, 1978. - 158 с.

51. Хилл П. Наука и иокусство проектирования. М.: Мир, 1973. - 262 с.

52. Луцкий С.Я., Роганов В.А. Оптимальное планирование механизации транопортного строительства. М.: Транспорт, 1973. -159 о.

53. Радвик Б. Военное планирование и анализ оистем. М.: Военное издательство МО СССР, 1972. - 478 с.

54. Турникет для перевозки длинномерных грузов массой НО т. Расчет к проекту № 1943. М.; СКБ Главмоотоотроя, 1972.

55. Иванов K.iii., Щербатов и. 1'., Шульга в.Я. Эффективность новой техники и механизации в путевом хозяйстве, м.: трансжелдориздат, 1963. 311 с.

56. Дубицкий М.Н., Иванов it.ifi. определение экономической эффективности мероприятий по механизации капитальных путевых работ. Труды ШШЖТа, вып. 222. М.: Транспорт, 1961. - У2 с.

57. Винокуров М.В. Вагоны. М.: Трансжелдориздат, 1053.

58. Клауз П.Л», Попович М.В. Пути повышения эффективности использования цутевых малин. Труды ЛИИЖТа, вып 346, Л.: Транспорт, 1973.1. ПР&ЛОЕЕНИй

59. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ

60. Сбор и обработка статистической информации проводились согласно ГОСТ 16468-79 и ГОСТ 17510-79.

61. За генеральную совокупность принято количество шпал на одном километре пути, т.е. 1840.

62. Задавшись вероятностью получения среднего значения расстояния между продольными осями шпал с точностью 0,5 мм, измерения можно провести в меньшем количестве.

63. Путем оценки параметров { и б" , а также по существующим приемам определения закона распределения /38/ выдвигалась гипотеза о соответствии эмпирического распределения теоретическому нормальному закону.

64. При этом плотность распределения измеряемой величины оцредедялась по формулегде уу^у теоретическая функция распределения исследуемого параметра.

65. Вероятность получения значения исследуемого параметра вполе допуска определялась по формуле ±^ ^1. ТГ 0- ; Чг~" (э ' (П.9)где /г • {с> интервал, в котором определяется вероятность нахождения величины I ;-155

66. Для характеристики колеблимости признака использовался коэффициент вариации1. V-f-tooy. . ш.13)

67. За генеральную совокупность принимаем количество шпал на одном километре пути N = 1840 штук.

68. В расчетах цринимаем количество измерений, равное числу шпал на всех звеньях пакета.

69. Произведя замеры на семи звеньях, установили, что {тт = 590 мм и lmLn= 470 мм. Тогда величина интервала будет равнат --890 » «0--. = 10 мм.• I + 3,2 . & 308 • ■

70. Средние значения интервала представлена в графе Iтабл. II.3.2. "j ILmJi №59л, Ч1. Z^/r/fe 967272/77,= \<ог={.75смI

71. Затем определяем значение нормированного отклоненияи по его величине в табл. П приложения/387 находим теоретическую функцию у (t) 4

72. Умножая j-(t) на общий множитель, равный- 157 -& 175получим теоретическую частоты (см.графа 6 табл. П.3.2).

73. Далее определяем значение вероятности попадания исследуемого размера в поле допуска i± 20 мм).•Л ч»f = 52.6 54 = 1,4 , = о й, - 1.75 . 1,75 •f = 56,6 54 в 2,6 = х 48# Lz . 1,75 . 1,75 •1. Тогдап g 0,672 + 0,861 = 0#76 2 .1. A-flfi-P; V-fW-^—SJ