Название: Машина для балластировки пути. Машина ЭЛБ

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Транспорт

Размер файла: 1019.09 Kb

Скачать файл: referat.me-336615.docx

Краткое описание работы: Электробалластер ЭЛБ-4С – машина непрерывного действия. Назначение, работа и устройство машины, общий вид. Определение параметров машины и рабочего оборудования. Геометрические, кинематические параметры, внешние сопротивления. Тяговый расчет машины.

Машина для балластировки пути. Машина ЭЛБ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Сибирский государственный университет путей сообщения

МАШИНА ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ ПУТИ. МАШИНА ЭЛБ

Курсовой проект по дисциплине

Устройство и основы расчета путевых машин

Руководитель: Разработал: студент :

________ ___________

(подпись) (подпись)

_______________ ___________________

(дата проверки) (дата сдачи на проверку)

Краткая рецензия

______________________________

__________________________________

( запись о допуске к защите ) (оценка, подпись преподавателей )

2010

Содержание

1. Назначение, работа и устройство машины, общий вид

2. Определение основных параметров машины и рабочего оборудования

2.1 Геометрические параметры

2.2 Кинематические параметры

2.3 Внешние сопротивления

3. Тяговый расчет машины

3.1. Выбор локомотива

4. Расчет механизма подъема

Список литературы

1 Назначение, работа и устройство машины, общий вид

Электробалластер ЭЛБ-4С–машина непрерывного действия, предназначенная для постановки на балластное основание при выполнении работ по строительству и техническому обслуживанию пути, предусмотренных действующей системой ведения путевого хозяйства.

Электробалластер выполняет дозировку балласта, предварительно выгруженного вдоль пути, срезку балласта у торцов шпал, планировку откосов и междупутных зон призмы, подъемку путевой решетки на формируемый балластный слой. Производит грубую выправку и рихтовку пути, оправку обочин земляного полотна. Общий вид электробалластера приведен на рисунке 1.

Таблица 1- Техническая характеристика ЭЛБ - 4С

Параметры	ЭЛБ - 4С
Колея, мм	1520
Нагрузки от оси колесной пары на рельсы, мс - в рабочем положении - в транспортном положении	25 19
Минимальное усилие электромагнитного подъемника, мс	41
Вес поднимаемых стрелочных переводов, т	20
Ход механизма подъема, мм	490
Высота подъема путевой решетки, мм	410
Величина сдвига путевой решетки, мм	300
Перекос пути в обе стороны, мм	250
Понижение пути от воздействия стабилизатора, мм	7
Скорость движения, км/ч - при дозировке балласта - при подъемки пути - при рихтовке пути - при транспортировке	20 15 6 70
Мощности силовых установок - основной АД 100, кВт - вспомогательные АД 30, кВт	100 30
Управление рабочими органами	дистанционное
Обслуживающий персонал, чел	4
Транспортирование - Отдельным локомотивом или в составе грузового поезда перед двумя хвостовыми вагонами.
Масса, т	145

1,9 — основной и дополнительный дизель-электрические агрегаты переменного тока; 2, 6, 11 — кабины: управления механизмами направляющей секции, центральная и хозяйственно-бытовая; 3, 10 — насосные станции; 4, 8 — фермы направляющей и рабочей секций; 5, 24 — межферменные связи и сферический шарнир соединения секций; 7 — нижний пост управления; 12 — автосцепки; 13, 26, 32 — ходовые тележки: задняя, средняя сочлененная и передняя; 14 — шпальные щетки; 15, 20, 22, 29 — тележки рихтовочной КИС; 16 — рабочий орган динамической стабилизации пути; 17 — устройство для пробивки балласта в шпальных ящиках; 18 — ПРУ с электромагнитно-роликовыми захватами; 19 -балластерные рамы; 21, 28, 30 — пассивные и активные рельсовые щетки; 23 — прижимное устройство; 25 — трос-хорда рихтовочной КИС; 27 — уплотнители балласта откосно-плечевой и междупутной зон призмы; 31 — дозатор.

Рисунок 1- Общий вид электробалластерa ЭЛБ - 4С

2 Определение основных параметров машины и рабочего оборудования

2.1 Геометрические параметры дозатора

Расчет и выбор параметров дозатора производим с целью обеспечения возможности формирование балластной призмы в соответствии с заданным типом верхнего строения пути. К геометрически параметрам относят: параметры, определяющие расположение частей и элементов дозатора относительно рельсо-шпальной решетки или поверхности балластной призмы; размеры частей дозатора; параметры, определяющие взаимное расположение частей и элементов дозатора.

Параметрами расположения частей дозатора являются: высота расположения нижней кромки щита и корня крыла относительно уровня головки рельса во время работы h_Г и транспортировки h_Т ; высота расположения режущей кромки основной части крала относительно поверхности откоса призмы h_ОО ; угол поворота крыла к оси пути б; угол наклона основной части крыла в вертикальной плоскости в. Основные параметры частей дозатора: Длина L_щ и высота H_щ ; длина и высота корня крыла (L_0, H₀ ); длина и высота подкрылка (L_п , H_п ); параметры, определяющие расположение опорных узлов дозатора на ферме (b₀ , h_н , l_к0 , b_к и др.)

Исходные данные для расчета геометрических параметров дозатора:

Высота дозировки h_д , мм 10;

Рабочий угол 35⁰ ;

Тип в.с.п. особо тяжёлый;

Участок 2х путный, прямой;

Рельсы Р50;

Шпалы ж/б;

Рисунок 2 – Поперечное сечение балластной призмы

Высота щита (Нщ) по прототипу может быть от 900 до 1020 мм. Принимаем высоту щита равной 950 мм.

Длина щита (Lщ) определенна в соответствии с высотой режущей кромки щита над уровнем головки рельса, от контуров габарита подвижного состава, от верхнего строения пути и принята равной 2516мм.

Боковое крыло проектируют с учетом поперечного профиля пути и размеров балластной призмы и щита.

Высота корня крыла принята по прототипу: . Длина корня крыла определяется по конструкционной схеме. , т.е. длина корня крыла соответствует длине между точками 1 и 2 в горизонтальной плоскости, где - в натуральную величину.

.

Длина основной части крыла ,м [1]:

, (5)

где x,y,z – координаты точек 1 и 2, мм [1].

;

;

;

;

;

.

.

Усилиеот щита передается на ферму машины через кронштейн с опорными элементами в виде роликов.

Расстояние между роликами по ширине (по прототипу) b₀ = 1625 мм.

Принимаем b₀ = b_ф . [1]

Расстояние между роликами по высоте h ₀

(6)

где d_p – диаметр опорного ролика, м (d_р = 0,14 м);

h_g – наибольшая величина опускания режущей кромки щита ниже уровня головки рельса, м (h_g = 0,204 м). [2]

h _ор =∆ h +0,5 d_p , (7)

где ∆ h – минимальное допустимое расстояние от головки рельса до поверхности роликов в транспортном положении машины, м (∆ h =0,3 м). [2]

h _ор = 0,3+0,5·0,14 = 0,37 м.

Расстояние до роликов от фермы

h _н = h _ф – h_op . (8)

h _н = 1,225 – 0,236 = 0,989м.

Расстояние относительно петлевого шарнира щита

(9)

Высота относительно нижней кромки крыла

(10)

где - высота крыла в месте крепления шарнира, м ( = 1 м).

Полуширина габарита подвижного состава, в который вписывается машина

B₀ = 1,460 м.

Расстояние между опорными кронштейнами щита и распорками

(11)

где b_к = 2,650 м. [2]

Длина подкрылка принята из прототипа и равна:

.

2.2 Кинематические параметры

Рисунок 3 – Схема к определению скорости подъёма дозатора

К кинематическим параметрам дозатора относятся: скорость подъема дозатора v_п ; угловые скорости наклона щ_н и прикрытия щ_пр крыла. Минимальная скорость v_п определяют по условиям работы на отводе возвышения с уклоном I =[i]_доп . За время перемещения машины по участку длиной L_отв со скоростью v_м дозатор поднимают на величину:

(12)

где = 0,70· h_p

= 0,70·0,15 = 0,11 м.

Скорость подъема дозатора

(13)

где t_п – время подъема дозатора,

(14)

где v_p – рабочая скорость, м/с.

Время наклона дозатора

(15)

где l _н – длина участка, м (l _н =10... 25 м). [1]

2.3 Внешние сопротивления

Для определения сил, действующих на дозатор, составлена расчетная схема, которая приведена ниже.

Рисунок 4 – Расчетная схема к определению сил действующих на дозатор

С учетом геометрической компоновки частей дозатора, их размеров и расположения относительно поверхности призмы рассчитываем силы сопротивления балласта резанию F_p и волочению F_в для корня крыла (F_рк , F_вк ), основной части крыла (F_ро , F_во ), подкрылка (F_рп , F_вп ) и щита (F_рщ , F_вщ ), а также силы трения вдоль крыла F_тк и силы трения нижних кромок крыльев о балласт F_нк .

Сила сопротивления балласта резанию для корня крыла

(16)

где k – коэффициент сопротивления балласта резанию, кН/см²

(k = 70 кПа).[2]

h _рк – глубина резания щебня корнем крыла, м:

h_рк =0,7·h_р . (17)

h_рк = 0,7·0,15=0,11 м.

l _к – длина режущей части корня крыла, м.

(18)

.

Сила сопротивления балласта волочению для корня крыла

(19)

где с – плотность балласта, кг/см³ (с = 2100 кг/м³ ); [2]

f _б – коэффициент внутреннего трения балласта (для щебня f _б = 0,8 ). [2]

Силы сопротивления подкрылка F_рп , F_вп :

(20)

где h _рп – глубина резания подкрылком, м (h _рк = h _рп );

l _п – длина режущей части подкрылка, м

(21)

Силы сопротивления щита F_рщ , F_вщ :

(22)

где h _рщ – глубина резания щитом, м (h _рк = h _рщ );

l _щ – длина режущей части шита, м.

(23)

Сила на вырезание балласта основной частью крыла:

(24)

где k – коэффициент сопротивления балласта резанию с учетом прижатия режущей кромки крыла к обрабатываемой поверхности (k ₀ = 1,3 k =91 кПа ).[1]

h_po – глубина резанию балласта основной частью крыла, м (h _ро = h _рщ ).

l_o – длина режущей кромки основной части крыла, м (l_o = 2044мм).

Сила на перемещение призмы волочения

(25)

H _о – средняя высота откосной части крыла, м (H _ср = 0,71м).

Силы трения

где Q_пр – сила прижатия крыльев к обратной поверхности(20…25кН)

Суммарное сопротивление действующее на дозатор:

(26)

3 Тяговый расчет машины

3.1 Выбор локомотива

При расчёте используем результаты определения сил, действующих на дозатор (пункт 2.3).

Требуемая сила тяги локомотива:

F_л >К_т W_c (27)

где К_т – коэффициент, учитывающий дополнительныесопротивления от микроуклонов, микрокривых, стыков рельсов и др.(К_т =1,15)

Масса машины ЭЛБ – 4С составляет 145 т (G=1422 кН).

Количество осей 8 штук, n=8.

Тогда нагрузка приходящаяся на одну ось составляет:

Q=Gn(28)

Q=14228=178 кН

Для построения графика избыточной силы тяги воспользуемся формулой [2]

F_изб =F_л -(W_пм +W_{м i} +W_лм +W_{л i} ) (29)

где W_пм – основное сопротивление машины как повозки, Н

W_{м i} – сопротивление от уклона, Н.

Основное сопротивление:

(30)

где G ^бо – вертикальная нагрузка, действующая на машину, от ее веса и сил взаимодействия рабочих органов, кН (G ^бо = 1422кН); [3]

щ₀ – основное удельное сопротивление, зависящее от типа подшипников колесных пар, нагрузки на ось, скорости движения наличия привода передвижения, Н/кН [3]

(31)

W_i - сопротивление перемещению машины от уклона, кН

(32)

где G _м – вес передвигающейся машины, кН

щ _i – удельное сопротивление от уклона, Н/кН: (щ_у = i ). [2]

По данным тяговых характеристик принимаем тепловоз ТЭ1[3].

Масса тепловоза ТЭ1 составляет 121 т (G=1187 кН) [3]

Количество осей 6 штук, n=6. Q=198, формула (28).

Основное сопротивление:

(33)

где G ^бо – вертикальная нагрузка, действующая на машину, кН (G ^бо = 1187кН); [3]

щ₀ – основное удельное сопротивление, зависящее от типа подшипников колесных пар, нагрузки на ось, скорости движения наличия привода передвижения, Н/кН [3]

(34)

W_i - сопротивление перемещению тепловоза от уклона, кН

(35)

где G _м – вес передвигающейся машины, кН

щ _i – удельное сопротивление от уклона, Н/кН: (щ_у = i ). [2]

F_изб =248,7-(1,57+11,3+1,71+9,5)=224,6 кН

Для построения графика избыточной силы тяги необходимо произвести расчет по заданным точкам:

Скорость движения, км/ч	Сила тяги локомотива, кН
0	357	333
5	323	299
6,5	308	284
10	165	141
12	145	121
15	135	111

4 Расчет механизма подъема

Разработка механизма сводится к определению сил и затрат мощности при выполнении рабочих операций, подбору элементов привода механизмов, расчету отдельных узлов и деталей.

Условия расчета такие же, что и при определении кинематических параметров и сил, действующих на дозатор.

Для расчета усилия в распорке все силы резания балласта от призмы волочения, действующие на части крыла при работе, проектируем на горизонтальную плоскость.

Рисунок 6 – Схема компоновки опорных узлов дозатора

Сила на подъем дозатора двумя механизмами

(36)

где - суммарные силы трения крыла и щита о балласт, кН;

F _тр – суммарное сопротивление перемещению щита дозатора по опорным роликам, кН

(37)

(38)

Определяем вес G, kH: щита, корня крыла, основной части крыла, основной части подкрылка.

Вес щита:

Вес корень крыла:

Вес основной части крыла:

Вес основной части подкрылка:

Определяем силу на подъем дозатора двумя механизмами F_п , кН

Отсюда усилие 1ого крыла : F_п = 19533/2 = 9776 кН

Мощность привода в начальный момент поворота крыла

(39)

Рисунок 7 – Расчетная схема к определению сил действующих на дозатор

где К_н – коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление от сил трения в шарнирах крыла (К_н = 1,2). [1]

з – КПД гидропередачи, 0,95

Диаметр гидроцилиндра

(40)

где р_ном – номинальное давление в гидроприводе, МПа (р_ном = 16 МПа);

з_цгм – КПД гидроцилиндра (з_цгм = 0,95).

Ход поршня гидроцилиндра

(41)

Принимаем гидроцилиндр для строительных и дорожных машин ГЦО4 – 40 x 20x400

Расход жидкости гидроцилиндра

(42)

Внутренний диметр трубопровода

(43)

Принимаем d_вн = 3 мм.

Список ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Задорин Г.П. Дозирующие и профилирующие устройства путевых машин. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Новосибирск, 2000. 38

2. Соломонов С.А. Путевые машины. Москва, 2000. 756

3. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 287

4. Мокин Н.В. Объемный гидропривод. Методические указания по выполнению курсовой работы. Новосибирск,1999. 39

5. СТО СГУПС 1.01СДМ.01-2007. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007.