147145 (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

2. 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

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].

;

;

;

;

;

.

.

Усилие от 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 h₀

(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+0,5d_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: