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.

 

Здесь на этапе смены рельсошпальной решетки используются машины: ЭЛБ, УК, бульдозеры ДЗ, УК, ВПО и ВПР, а на этапе глубокой очистки щебня машины: ЩОМ, ВПР, ДСП и ПБ.

По аналогии с предыдущим на рис.3 и 4 представлены комплексы машин в технологической последовательности выполнения основных этапов соответственно среднего и подъемочного ремонтов пути. На выправке пути применим комплекс машин по рис.4 в силу адекватности состава операций подъемочному ремонту.

 

Комплекс машин в технологической последовательности выполнения

среднего ремонта пути

Рис.3.

1 – рельсоочистительная машина РОМ; 2 – машина СМ-2 для уборки мусора; 3 – мотовоз МПТ для доставки и перегрузки шпал, скреплений и др. материалов; 4 – машина МСШУ для смены шпал; 5 – щебнеочистительный комплекс ЩОМ; 6 – машина для выправки и подбивки пути ВПР; 7 - стабилизатор пути ДСП; 8 – планировщик балласта ПБ; 9 – струг СС для срезки обочины; 10 – хоппер-дозаторы; 11 – электробалластёр; 12 - рельсошлифовальный поезд.

 

Комплекс машин в технологической последовательности выполнения

подъёмочного ремонта и выправки пути

 

Рис.4.

1 - РОМ для очистки рельсов; 2 – СМ-2 для уборки мусора; 3 – СС для срезки обочины; 4 – МПТ для доставки материалов; 5 - МСШУ для смены шпал; 6 – ПМГ для опробования и смазки болтов; 7 – хоппер-дозаторы; 8 – ЭЛБ; 9 – ВПР; 10 – ДСП; 11 – ПБ.

 

При реализации всего производственного процесса комплекс путевых машин представляет собой совокупность рабочих поездов. Состав и размеры каждого поезда устанавливаются расчетом. На этапе смены рельсошпальной решетки для обрушения балласта в шпальных ящиках первым следует поезд из двух единиц общей длиной

L ₁ = L _л + L _элб,

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:

L ₂, L ₃ = L _л + L _ук + n _пл L _пл + n _мпд L _мпд,

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,

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 = l ₀/ l ₃ m,

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:

L ₄ = L _л + L _впо,

где L _впо – длина машины ВПО (28 м).

В местах, недоступных для ВПО, для выправки пути может использоваться машина ВПР (L ₅ = 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, где L _сс = = 23 м. Затем следует хоппер-дозаторная вертушка:

L = L _л + n _хд L _хд + L _в,

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.

Далее по фронту работ перемещаются самоходные машины ВПР, ДСП, ПБ, выполняющие выправку с подбивкой, стабилизацию и оправку балластной призмы.

При капитальном ремонте двухпутного участка А–Б (см. рис. 1) с l _о =1300 м на этапе смены рельсошпальной решетки имеем: L ₁ = 24 + 52 = 76 м, L ₂ = L ₃ = 24 +44 + 23·14,6 + 1·16,2 = 420 м (n _пак = 1300/25·5 = 10,5 пакетов, n _пл = 11·2 + 1 = 23 платформы; если путь до ремонта был на деревянных шпалах, то n _пак = 1300/25·7 = 7,4 и L ₂ = 332 м), L ₄ = 24 + 28 = 52 м.

На этапе глубокой очистки на путях классов 1 и 2 при глубине очистки 0,4 м по ТУ объемы составляют: очищаемого балласта 2950 м³/км, возвращаемого 2210 м³/км, добавляемого при грохоте с размером нижних ячеек 25×25 мм W _км = 440 м³/км. Потребность для засорителей в полувагонах вместимостью по W _в = 31 м³ равна n _сз = (2950–2210) / W _в =

= 740·1,3/31 = 31. При одной ЩОМ число полувагонов обычно не превышает 6–10 единиц. Ограничение числа полувагонов компенсируется на практике разными способами: уборкой груженых полувагонов с заменой на порожние, вывозом загрязнителей с возвратом порожняка, выгрузкой засорителей на сторону за пределы откоса земляного полотна или перегрузкой в подвижной состав, находящийся на соседнем пути. Длина поезда со ЩОМ (L _щом =32 м), тяговым модулем ПТМ-630 (L _птм = 14 м) и восемью полувагонами (L _в = 10 м) для засорителей L = 126 м.

На этапе отделочных работ первым по фронту работ следует путевой струг СС (L _сс= 23 м) с локомотивом (L _л = 24 м). Длина этого поезда L ₁₀ = = 23+ 24 = 47 м. Вторым поездом подается хоппер-дозаторная вертушка из n _хд = W _км / W _хд = 440·1,3/32,4 = 18 хоппер-дозаторов (L _хд = 10,9 м) с локомотивом (L _в = 24 м) и турным вагоном (L _т.в = 24,5 м) общей длиной L _2о = = 245 м. Далее следуют самоходные машины ВПР, ДСП и ПБ на расстоянии друг от друга по 50–100 м.

Возможный состав комплексов машин для основных видов путевых работ содержится также в прил. 4.1, 4.2, 4.3.

 

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. 5).

Таблица 5

Значения коэффициента k _о согласно ТУ

№	Виды работ	k о
	Работы, выполняемые в интервалы между поездами	1,45
	Работы в "окно" при движении поездов по соседнему пути	1,25
	Работы на перегоне, не зависящие от движения поездов	1,08
	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.5):

t р2

t р4 t р3 t р1

l о

УК ЭЛБ   L 2 125 L 1

t о

ВПР ВПО

УК

L 3 + 250

L 5 L 4

t c4 t c3 t c2 t c1     t ук

рис. 5

t _о = t _р + + t _с,

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 L ₁ + L ₂ + 125 = 76 + + 420 + 125 = 621 м (см. рис. 5), то есть до момента, при котором путеразборочный УК займет исходное положение для снятия звеньев на участке 250 м, t _р3 = 0,001 k _о(L ₁ + L ₂ + 125)Н_элб = 17 мин (Н_элб = 21,5 мин/км из прил. 4, k _о = 1,25 из табл. 4);

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 _о l _о/ l _зв,

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

t _у = 1,25·1300·2,2/25 = 143 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 L ₃ + 250 м, t _с1 = 0,001 k _о(L ₃ + 250)H_ВПО = 0,001·1,25(420 + 250)33,9 = 28 мин, где H_ВПО = 33,9 мин/км – норма времени для машины ВПО (прил. 4);

t _с2 – работа машины ВПР на участке L ₄ + 100 м, t _с2 = k _о(L ₅ +

+ 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 = 68 мин. Итак, продолжительность "окна" при капитальном ремонте участка А–Б должна быть t _о = 61 + 143 + 70 = 274 мин, или t _о = 4 ч 34 мин. Для однопутного участка со звеньевым путем на этапе смены рельсошпальной решетки в расчет продолжительности "окна" вводятся следующие значения составляющих: k _о = 1,08, L ₂ = L ₃ = 332 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.

ПБ

L 4 L 3 L 2 100 100 100 L 1 ДСП ВПР ЩОМ

t ЩОМ

t c1

t c6 …

l о

t 1

t 3 t 2

t о

Рис. 6

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 _о l _оH_щом = 1,25·1,3·309 = 502 мин,

где H_щом = 309 мин/км – техническая норма машинного времени ЩОМ-6БМ (прил. 4).

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 = = 0,001 k _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 = = 0,001 k _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 = = 0,001 k _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 = 59 мин. Итак, продолжительность "окна" для глубокой очистки щебня составит t _о = 36 + 502 + 59 = = 597 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 = 502/2 = 251 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 (прил. 4.1 и рис. 7) 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. 8). Нормативной основой для этого графика служат данные по затратам труда и времени, определяемые в процессе составления соответствующей ведомости (прил. 5).

 

t c2 t c1

t c3

t c4

t ВПР

ПБ ДСП ВПР L 3 L 2 L 1 100 100

t 1

t 2

t 3

t о

l о

Рис. 7

Аналогичным порядком следует руководствоваться для обоснования продолжительности "окна" и сводного графика всего комплекса работ при среднем и подъемочном ремонтах и планово-предупредительной выправке пути. Для этих видов путевых работ нормативные данные и состав комплексов машин содержатся в прил. 4.2 и 4.3. По ним 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. 9, 10). 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 _о Н_впр + t _с = 31 + 1,25·0,9·103,6 + 32 = 180 мин, или 3 ч (рис. 7).

 

 

Рис. 8. График производства капитального ремонта пути:

 

Рис. 9. График производства среднего ремонта пути:

	РОМ – очистка рельсов; СМ – уборка мусора; МПТ – выгрузка шпал; МСШУ – смена шпал; С – смена скреплений; очистка щебня; выправка подбивкой ВПР; работа ДСП; работа ПБ; СС – срезка обочины стругом; ХД – выгрузка балласта; работа ЭЛБ; подрезка балласта; прочие работы; ОЩ – очистка щебня; ОР – отделочные работы

 

 

Часы l о = 900 м l о = 900 м l о = 900 м l о = 900 м

Рис. 10. График производства подъемочного ремонта (выправки) пути:

	РОМ – очистка рельсов; СМ – уборка мусора; очистка кюветов; выгрузка шпал МПТ; смена шпал МСШУ; выгрузка балласта из ХД; опробование и смазка болтов ПМГ; рихтовка пути ЭЛБ; выправка пути с подбивкой ВПР; работа ДСП; работа ПБ; С – смена скреплений; В – ликвидация выплесков