Курсовая с практикой на тему Щебнеочистительная машина

Содержание:

Введение 4
1 Краткий аналитический обзор 5
2 Исходные данные и описание конструкции машины 14
3 Расчеты параметров машины и рабочего органа 21
3.1 Определение мощности привода сетчатой ленты 21
3.2 Расчет механизма привода крана 25
3.3 Расчет параметров роторного устройства 30
3.4 Тяговый расчет щебнеочистительной машины ЩОМ-4 32
3.5 Кинематический расчет механизма привода ротора 40
3.6 Прочностной расчет механизма привода ротора 41
4 Техника безопасности и охрана труда 45
Заключение 50
Список использованных источников литературы 51

Введение:

Балластная призма, на которую уложена рельсошпальная решетка, может состоять из щебня, гравия, ракушечника и песка. На линиях с большой грузонапряженностью и высокими скоростями движения поездов балластная призма устраивает¬ся из щебня и отходов асбестовой промышленности. Толщина балластного слоя под шпалами зависит от конструкции призмы, типа верхнего строения пути и может составлять от 0,25 до 0,6 м. Наибольшее распространение получил балласт из щебня. Щебе¬ночная балластная призма обладает высокой несущей и дрени¬рующей способностью, упругостью и прочностью. Но эти качест¬ва щебеночный балласт сохраняет до тех пор, пока он чистый. В процессе эксплуатации пути происходит загрязнение балласта от динамического воздействия поездов на путь, атмосферного влияния, а также от попадания мусора и частиц перевозимых сыпучих грузов. Балласт теряет свои положительные свойства. Своевременная очистка щебеночной балластной призмы имеет большое значение и во многом способствует безопасности движения поездов.
Машины, предназначенные для забора и очистки щебеноч¬ного и гравийного балласта, удаления загрязнений и укладки очищенного щебня снова в путь, называют щебнеочистительными или балластоочистительными. По способу производства работ они разделены на три типа: машины, очищающие балласт с подъемом путевой решетки (ЩОМ-4, ЩОМ-Д и ЩОМ-ДО), без подъема (ЩОМ-ЗУ) и при снятой путевой решетке (БМС). На всех машинах, работающих на железных дорогах нашей страны, применен центробежный способ очистки балласта, предложен¬ный А.М. Драгавцевым.

Заключение:

В данной работе были выполнены: обзор и анализ щебнеочистительных путевых машин, приведена сравнительная таблица путевых машин, описана конструкция и работа щебнеочистительная машина ЩОМ-4. Определено сопротивления передвижению машины 445 кН, проверена устойчивость машины против схода с рельсов и опрокидывания. Произведен расчет барового выгребного устройства, мощность привода 71,46 кВт и по справочным каталогам подобран электродвигатель, произведен кинематический расчет механизма привода ротора. Произведен расчет производительности грохота машины при работе в регламентированных условиях – 1274 м3/ч.

Фрагмент текста работы:

1 Краткий аналитический обзор

Повышение скоростей движения, увеличение грузоперевозок на железных дорогах, предъявляют особые требования к производительности и качеству работы путевых машин в условиях возрастающего дефицита технологического времени для ремонта железнодорожного пути.
Например, тульскими конструкторами создана высокопроизводительная щебнеочистительная машина ЩОМ-1200ПУ, позволяющая с высоким качеством выполнять глубокую очистку балласта на перегоне на участке до 1000 м за 4 часа работы, полностью соответствует предъявляемым требованиям. А наименьшие стоимость машины и эксплуатационные расходы щебнеочистительного комплекса, по сравнению с аналогичной техникой конкурентов, выводят новый ЩОМ-1200ПУ в ряд самых востребованных щебнеочистительных машин в путевых хозяйствах железных дорог Росси и стран СНГ.
Последние годы практика ведения капитальных работ по ремонту железнодорожного пути доказала эффективность применения крупных технологических комплексов, состоящих из путевых машин высокой производительности. В настоящее время широкое распространение щебнеочистительных машин приводит к их постоянному совершенствованию. Внедряются новые технологии в конструкции машин, модернизируются рабочие узлы и элементы машин. Выпускается все больше новых щебнеочистительных машин. К примеру можно привести такие щебнеочистительные комплексы, как RM-80, RM-76, СЧ-600, ЩОМ-1200, ЩОМ-6Б и т. д.
Высокопроизводительная щебнеочистительная машина ЩОМ (рис. 1.1) производительностью до 1200 м3/ч, осуществляющая послойную укладку очищенного балласта в путь с разделением его по фракциям и уплотнением поверхности среза перед укладкой геотекстиля или пенополистирольных плит и уплотнением первого (нижнего) слоя очищенного балласта. Машина состоит из трех секций: тягово-энергетической секции ТЭС, добывающей секции, очистной секции. Рабочая скорость от 60 м до 600 м в час.

Рис. 1.1 – Щебнеочистительная машина ЩОМ

Щебнеочистительная машина СЧ – путевая машина (рис. 1.2) создана при совместном участии машиностроителей России и Чехии. Отличительной особенностью этой щебнеочистительной машины является высокое качество очистки щебня при увеличении толщины очищаемого слоя (глубины очистки) до 500 мм. Особенно возрастает значение подобных машин в связи с ведением нового вида ремонта пути – реконструкции балластной призмы, потребность в которой возникла в связи с некачественной очисткой щебня и переподъемкой пути на ряде участков сети железных дорог.

Рис. 1.2 – Щебнеочистительная машина СЧ

Щебнеочистительная машина RM (рис. 1.3) выпускается австрийской фирмой Pllasser&Theurer и предназначена для очистки щебеночного балласта от засорителей, в частности – на сложных участках пути. Производительность RM 1000 м3/ч, что в полтора раза выше, чем у ранее использовавшихся аналогов.

Рис. 1.3 – Щебнеочистительная машина RM

Машина поднимает рельсошпальную решетку на необходимую высоту и срезает щебеночный балласт (на глубину 50 см от подошвы шпалы), после чего щебень очищается, дробится и подается в составы под засорители. Затем RM ровняет площадку земляного полотна, укладывает защитные материалы (геотекстиль и георешетку) и укладывает новый грунт, а также выполняет сопутствующие операции по обновлению балластного слоя. Применение машины существенно сокращает затраты на ремонт пути, в том числе за счет очистки и повторного использования путевых материалов. Отличие от других машин щебнеочистительных RM самоходная.
По технологической структуре процесса очистки щебня или замены балласта машина или комплекс содержит основное рабочее оборудование для выгребания и подачи балласта на распределительно-транспортирующую систему, для разделения фракций засорителей и чистого щебня путем просеивания (грохот), систему распределения, транспортирования и раздельной выгрузки щебня и засорителей (в путь, в подвижной состав или на обочину пути). Кроме того, на машинах и комплексах устанавливается вспомогательное рабочее оборудование: ПРУ, виброплиты для уплотнения нижних слоев балластной призмы, дробилки для увеличения относительной площади поверхностей откола частиц щебня и др. Таким образом, щебнеочистительная машина или комплекс это сложная технологическая система, своеобразный «горно-обогатительный завод» на железнодорожном ходу.
По конструкции рабочих органов и схемам движения загрязненного и чистого щебня, а также засорителей машины и комплексы делятся на: высокопроизводительные машины с малой глубиной очистки, имеющие совмещенный центробежный рабочий орган для выгребания и очистки щебеночного балласта (ЩОМ-Д, ЩОМ-4, ЩОМ-4М, ЩОМ-ДО, БМС и др.); машины для очистки и замены балласта у торцов шпал, имеющие торцевые роторные выгребные устройства и центробежные или плоские вибрационные грохоты (УМ-М, УМ-С, ЩОМ-6Р, МВБ-150 и др.); машины и комплексы для глубокой очистки (замены) щебня (RM-80 UHR, СЧ-601, СЧ-700, СЧУ-800М, ЩОМ-6БМ, ЩОМ-6У, СЧ-1200, ЩОМ-1200, ЩОМ-1200ПУ и др.).
По назначению они подразделяются на машины для работы на перегонах, на стрелочных переводах, универсальные машины для работы на перегонах и стрелочных переводах; по основным выполняемым операциям – на машины для очистки щебня, для очистки и вырезки балласта, для вырезки (замены балласта); по конструктивному исполнению, в частности способу вырезки балласта – на машины с пассивными подрезными ножами и подгребными крыльями, с активными вырезающими органами (цепными скребковыми, роторными, баровыми) и пассивными подгребающими крыльями, с комбинированными рабочими органами; по способу очистки щебня – на машины с центробежными очистительными устройствами и машины с плоскими вибрационными грохотами; по способу транспортирования – на машины прицепные и машины самоходные; по типу ходовой части и тяговых единиц – на машины с железнодорожным ходом и локомотивом или тягово-энергетическим модулем и машины на комбинированном ходу с тракторной тягой; по способу удаления засорителя – на машины с рассеиванием засорителя в сторону от оси пути и машины с направленным переносом засорителя в специализированный подвижной состав (для последующего его вывоза) или выгрузки к основанию насыпи, или за пределы водоотводов в неглубоких выемках; по способу работы с путевой решеткой – на машины, работающие с подъемом РШР, машины, работающие без ее подъема, и машины, работающие при снятой РШР.
По технологической структуре процесса очистки щебня или замены балласта машина или комплекс содержит основное рабочее оборудование для выгребания и подачи балласта на распределительно-транспортирующую систему, для разделения фракций засорителей и чистого щебня путем просеивания (грохот), систему распределения, транспортирования и раздельной выгрузки щебня и засорителей (в путь, в подвижной состав или на обочину пути). Кроме того, на машинах и комплексах устанавливается вспомогательное рабочее оборудование: ПРУ, виброплиты для уплотнения нижних слоев балластной призмы, дробилки для увеличения относительной площади поверхностей откола частиц щебня и др. Таким образом, щебнеочистительная машина или комплекс это сложная технологическая система, своеобразный «горно-обогатительный завод» на железнодорожном ходу.
Центробежные щебнеочистительные рабочие органы системы А.М. Драгавцева применяются на отечественных щебнеочистительных машинах ЩОМ-4 и ЩОМ-4М, использование которых сокращается. Такие рабочие органы компактны, одновременно выполняют функции выгребного и очистного устройства, обладают высокой производительностью при удовлетворительном качестве очистки. Однако они имеют низкий уровень надежности, высокую энергоемкость и производят выброс засорителей на плечо балластной призмы и откосы земляного полотна, что приводит к появлению шлейфов и засорению водоотводов.
Центробежный щебнеочистительный рабочий орган (рис. 1.4) представляет собой замкнутую сетчатую ленту 8, установленную в контуре, состоящем из роликовой батареи 13, отклоняющих 4 и натяжных 5 звездочек, контактирующих с двумя тяговыми цепями ленты. Привод ленты осуществляется через ведущий вал, на котором установлены две ведущие звездочки 7. Ведущий вал через карданный вал 9 связан с редуктором 12, имеющим два входных вала с присоединенными через муфты электродвигателями постоянного тока 11. На одном из валов редуктора установлен тормоз 10. На горизонтальном участке гибкая сетчатая лента 8 проходит пассивный подрезной нож 14 с направляющими для тяговых цепей. В нижней части ножа имеется сплошной лист, предотвращающий падение щебня и засорителей на балластное основание. При непрерывном движении машины по пути 1 в направлении стрелки путевой щебень захватывается подгребными крыльями 2 и через подрезной нож 14 попадает на горизонтальный участок гибкой сетчатой лены 8, разгоняется вместе с движением ленты и попадает на криволинейный участок, образуемый двумя роликовыми батареями. При разгоне слои щебня перемещаются друг относительно друга, мелкие фракции и засорители проникают к сетке и выбрасываются под действием центробежных сил в сторону на криволинейном участке. Чистый щебень поднимается по ленте и отлетает в конце криволинейного участка по касательной до удара в заслонку 6. После этого щебень падает на наклонную часть бункера 3. С наклонной части бункера часть щебня падает на путь за подрезным ножом, а часть щебня отбирается пластинчатым конвейером для выгрузки в путь перед задней тележкой. Щебень, выгруженный на путь сразу за подрезным ножом, разравнивается планировщиком. Отлетевшие в сторону засорители образуют шлейф около пути.

Рис. 1.4 – Схема центробежного выгребного и очистительного устройства машин высокой производительности:
1 – путь; 2 – подгребающие крылья; 3 – бункер; 4, 5 и 7 – отклоняющие, натяжные и ведущие звездочки; 6 – заслонка; 8 – гибкая сетчатая лента; 9 – карданный вал; 10 – тормоз; 11 – приводные электродвигатели; 12 – редуктор; 13 – роликовые батареи; 14 – подрезной нож
Машины для глубокой очистки щебеночного балласта оснащаются отдельным рабочим органом для выгребания и подачи балласта на транспортирующую систему (рис. 1.5). Рабочий орган содержит замкнутую выгребную цепь 11, которая имеет холостой участок, расположенный в желобе 4, участок вырезания балласта, расположенный в подпутной балке 10, и рабочий участок подъема балласта, расположенный в рабочем желобе 8. С целью безопасности и минимального пыления желоба закрыты. Выгребная цепь 11 имеет лопатки со стержнями (барами – bar – стержень (англ.), поэтому иногда такой рабочий орган называют баровым). Выгребная цепь приводится в движение приводом 6 через ведущую звездочку 7. Для привода используются электродвигатели или гидромоторы. При работе машина перемещается поступательно в направлении стрелки, вызывая подачу скребковой цепи 11 на участке вырезания балласта (в забое). Движущаяся цепь подрезает балласт и направляет его по желобу 7 к месту разгрузки – разгрузочному лотку 5, с которого он попадает на конвейер 3 и направляется к грохоту. Рабочий орган позволяет производить вырезку балласта на глубину до 1 м ниже УВГР (до нижней линии габарита приближения строений).

Рис. 1.5 – Цепной скребковый рабочий орган:
1 – путь; 2 и 9 – подгребающие крылья; 3 – конвейер передачи вырезанного материала; 4 и 8 –холостой и рабочий желоба; 5 – разгрузочный лоток; 6 – привод цепи; 7 – ведущая звездочка; 10 – подпутная направляющая балка; 11 – выгребная скребковая цепь

В современных щебнеочистительных машинах в основном применяются двух- или трехъярусные (по количеству сит) наклонные вибрационные грохоты с прямолинейными, или близкими к круговым, траекториями колебаний.
Наклонный вибрационный грохот (рис. 7) состоит из короба 3, внутри которого закреплены верхнее 2 и нижнее 5 сита. Верхнее сито имеет крупные ячейки, а нижнее сито – ячейки, размеры которых соответствуют просеиванию засорителей. Короб в верхней части имеет дебалансный вибратор 4 с приводом от электродвигателя или гидромотора, а в нижней части установлен на основании 9 через пружинные комплекты 7, служащие как упругие связи в колебательной системе грохота. При работе щебень с засорителями поступает на верхнее сито грохота с конвейера 1, после чего просеивается с разделение на фракции и засорители. Очищенный щебень поступает обратно в путь, а засорители перемещаются конвейером 6, входящим в состав системы выгрузки.

Рис. 1.6 – Схема вибрационного наклонного грохота:
1 и 6 – конвейеры подачи вырезанного материала и отвода засорителей; 2 и 5 – верхнее и нижнее сита; 3 – короб; 4 – дебалансный вибратор с приводом; 7 – пружинные комплекты; 8 – шарнирные опоры; 9 – основание; 10 – гидроцилиндры стабилизации горизонтального положения грохота; 11 – рама машины

При применении вибратора с круговой вынуждающей силой короб колеблется по траектории, близкой к круговой, так как пружинные комплекты 7 обладают горизонтальной и вертикальной жесткостью. При наклоне корпуса машины, например, в кривой, грохот должен сохранять горизонтальное положение. В противном случае наблюдается сползание вибрирующего материала в сторону, что приводит к снижению эффективности просеивания. Поэтому машина оснащается автоматизированной системой поддержания горизонтального уровня основания 9. Основание устанавливается на раме 11 машины через шарнирные опорные узлы 8 и соединено с ней также гидроцилиндрами 10, через которые отслеживается горизонтальное положение основания и короба грохота.