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

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

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

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:

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

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

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:

где L_впо – длина машины ВПО (28 м).

В местах, недоступных для ВПО, для выправки пути может использоваться машина ВПР (L₅ = 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:

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, м 3 /км (зависит от глубины очистки и параметров грохотов, см. ТУ); – фронт работ в «окно», км; W_хд = = 32,4 м 3 – 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: L₁ = 24 + 52 = 76 м, L₂ = L₃ = 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 L₂ = 332 м), L₄ = 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 м 3 /км, возвращаемого 2210 м 3 /км, добавляемого при грохоте с размером нижних ячеек 25×25 мм W_км = 440 м 3 /км. Потребность для засорителей в полувагонах вместимостью по W_в = 31 м 3 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 L₁₀ = = 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).

Значения коэффициента k_о согласно ТУ

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_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:

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 L₁ + L₂ + 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 = 0,001k_о(L₁ + L₂ + 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,

Время свертывания работ определяется суммой:

где t_с1 – уборка путеукладочного поезда и работа машины ВПО на участке L₃ + 250 м, t_с1 = 0,001k_о(L₃ + 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);

+ 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, L₂ = L₃ = 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:

где t_р – продолжительность развёртывания работ, мин;

t_щ – продолжительность глубокой очистки щебня, мин;

t_с – продолжительность свёртывания работ, мин.

Период развёртывания работ включает:

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

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

Период свёртывания работ определяется суммарным временем ряда операций:

где t_с1 – приведение ЩОМ в транспортное положение, t_с1 = 16 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).

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:

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