Ремонт тормозной рычажной передачи ПЭ-2у

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В своем  послании к народу Казахстана «Казахстан – 2030» Процветание, безопасность и  улучшение благосостояния всех  казахстанцев президент страны, Н.А. Назарбаев, сказал: «Основной экономической  задачей народа Казахстана является создание богатого, процветающего, демократического и могущественного государства, поэтому, необходимо продолжать разработку наших энергетических и других природных  ресурсов. Её цель – доходов от экспорта, которые будут способствовать не только экономическому росту, но и политической стабильности страны, а также обеспечению  национальной безопасности. Развитие разработки природных ресурсов, которое  имеет непреходящее значение для  нашей страны, окажет воздействие  не только на экономический рост, но и на социальную сферу, а также  на интеграцию Казахстана в международном  сообществе».

Годом основания  железнодорожного транспорта в Казахстане принято считать 1904 год, когда началось строительство магистрали Оренбург-Ташкент протяженностью 1668 км. Вдоль железнодорожной линии выросли города и промышленные центры: Актюбинск, Уральск, Туркестан, Кызыл-Орда, Аральск и другие.

В 1914-1924 годах сооружена Семиреченская  дорога Арысь-Пишпек - часть будущего Турксиба, в 1915 году - магистраль Челябинск-Троицк-Кустанай. По казахстанской земле пролегли 122 км построенной в 1915-1917 годах Алтайской железной дороги (Новосибирск-Семипалатинск). Кроме этого, на северо-востоке Казахстана до 1918 г. функционировала 117-километровая Воскресенская дорога нормальной ширины Экибастуз-Воскресенская пристань (Ермак, ныне Аксу), а в центральном Казахстане 40-километровая узкоколейная дорога Караганда - Спасский завод и 120 километровая Байконурские угольные копи - Карсакпай.

Первой  железнодорожной стройкой в советский  период стал построенный в 1920-1922 годах  участок Петропавловск-Кокчетав. Который затем в 1926-1931 годах был продолжен через станции Курорт-Боровое и Акмолинск до Караганды, его общая длина превысила 700 км. В 1924 году была создана железнодорожная линия Кулунда-Павлодар. Для развития нефтепромыслов Эмбы в 1926 году была построена узкоколейная дорога Гурьев-Доссор.

В 1930-е  годы были также построены участки: Караганда-Балхаш (490 км) (центральный Казахстан), Чимкент-Ленгер (юг Казахстана), Локоть-Защита (235 км) (казахстанский Алтай), затем продолженная до Лениногорска и Зыряновска.

В 1936-1939 годы проложен участок, посредством  которого Казахстан стал связан с  Центральной Россией, - Уральск-Илецк с выходом на Саратов.

В годы Великой Отечественной войны продолжалось строительство стратегически важных железнодорожных магистралей, таких как: магистраль Гурьев - Кандагач-Орск (1936-1944), связавшая нефтепромыслы Эмбы с Уралом и улучшившая сообщение между рядом регионов России; линия Акмолинск-Карталы (1939-1943), обеспечившая, в частности, эффективную доставку угля Караганды на Южный Урал; участки Коксу-Текели-Талдыкорган и Атасу-Каражал. Протяженность казахстанских стальных магистралей достигла 10 тысяч км. Период Великой Отечественной войны отмечен и созданием на железных дорогах Казахстана производственной базы по ремонту подвижного состава и путевого хозяйства.

К 1950 году был построен участок Моинты-Шу (440 км). Таким образом. Транссибирская магистраль соединилась с Туркестано-Сибирской и образовалась первая меридианная линия, прошедшая через всю территорию республики - Трансказахстанская железнодорожная магистраль (Петропавловск-Кокчетав-Акмолинск-Караганда-Шу).

в 1950-х  годах происходило интенсивное  строительство железных дорог в  северных и центральных регионах Казахстана. В 1955-1961 годах создана  линия Есиль-Аркалык (224 км), к 1959 году - Кустанай-Тобол, к 1960 году - Тобол-Джетыгара. За 1950-е годы плотность железнодорожной сети Казахстана увеличилась вдвое.

В 1960-х  годах проложены участки Макат-Мангышлак  и Мангышлак-Узень, (общая длина  почти 900 км).

В 1964 году был электрифицирован первый в Казахстане участок пути (Целиноград-Караганда). С этого началась активная электрификация казахстанских железных дорог.

Первый  из них соединил в июне 2001-го года станцию Аксу (город в Павлодарской области) со станцией Конечной (Дегелен). 184 километра линии «Аксу-Конечная» были возведены за 2,5 года. Эта линия соединила Север Казахстана с Востоком.

Второй  из них соединил Север Казахстана с его Западом. Строительство  участка Хромтау - Алтынсарино (Кустанайская область) было завершено 18 октября 2003 года. Протяженность магистральных путей составляет 402,5 км, станционных путей - 40,22 км. Здесь расположено 13 станций и разъездов, 11 мостов, 151 водопропускная труба.

Третий  соединил Усть-Каменогорск со станцией Шар (Турксиб), что избавило от необходимости дважды пересекать российскую границу, так как ранее Восточный Казахстан имел железнодорожное сообщение с другими регионами страны только через российскую станцию Локоть, то есть составы проходили по маршруту Защита (Усть-Каменогорск) - Локоть - Семипалатинск. На строительстве было задействовано более 60 подрядных организаций, уложено 153 км главного железнодорожного полотна (такова протяженность дороги) и более 14 км станционных путей. Всего мостостроители построили 13 мостов, 4 путепровода, 5 скотопрогонов и уложили свыше 95 водопропускных труб. 9 октября 2008 года было завершено строительство железнодорожной линии «станция Шар - Усть-Каменогорск».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1.1 Техническая характеристика  локомотива ОПЭ – 1

 

К достоинствам тягового агрегата следует отнести  высокую мощность, хорошую примёнимость, плавное переключение режимов, легкость перехода с контактного на автономный режим, высокое качество исполнения.

         Опыт показал, что тяговый агрегат ОПЭ-1 при квалифицированном обслуживании работает надёжно в самых тяжелых условиях, в том числе при низких температурах. Система электрического реостатного торможения тягового агрегата обеспечивает торможение при отсутствии напряжения в контактной сети.

Тяговые свойства тягового агрегата ОПЭ-1 позволяют, перевозит  за один оборот до 600м3 горной массы. Техническая характеристика ОПЭ-1 сведена в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1 Техническая характеристика ОПЭ-1

   

Наименование

Показатели

Осевая формула

2 (20 – 20)

Сцепной вес, т

240

Нагрузка от колесной пары на рельсы, тс

30

Мощность часового режима, кВт 

4370

Сила тяги часового режима, тс

56

Скорость часового режима, км/ч

30

Мощность расчетного режима, кВт

4750

Сила тяги расчетного режима, тс

59

Скорость расчетного режима, км/ч

29,5

Электрический тормоз

Реостатный

Мощность источника автономного  питания, л.с.

2000

Конструкционная скорость, км/ч 

65

Передаточное число зубчатой передачи

4,333

Наименьший радиус вписывания в кривую, м

80

Диаметр колеса, мм                                                     

1250

Длина по осям автосцепки, мм

40260

Ширина кузова, мм

3250

Рабочая зона центрального токоприемника, мм 

5650-7150

Рабочая зона бокового токоприемника, мм:

От оси пути

По высоте

 

2700-3700

4500-5300

Удельная масса на единицу мощности, кг/кВт

50,6

То же силы тяги, кг/тс

4070

Напряжение в сети, В 

10000

Состав агрегата 

ЭУ – ДС

Ширина кузова, мм

3250


 

Техническая характеристика полувагона ПС-71 приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Техническая  характеристика полувагона ПС-71

 

Наименование

Показатели

Грузоподъёмность, т

71

Вместимость кузова (геометрическая)

76

Массы тары вагона,т

22,5

Коэффициент тары

0,326

Число осей вагона

4

Длина по осям автосцепок

13920

Ширина

3134

Высота от головки рельса

3491

Размер кузова изнутри, мм

12700*2878*2060

Число разгрузочных люков

14


 

          Экскаватор широко используют в горнодобывающей промышленности для добычи угля и вскрыши. В настоящее время такие типы роторных экскаваторов, то есть SR s(к) – 2000, успешно применяют для экскавации не только средних, мягких, но и тяжелых пород - вскрыши).

          Техническая характеристика экскаватора SR s(к) - 2000 приведена в таблице 1.3

 

Таблица 1.3 Техническая характеристика экскаватора SR s(к) - 2000

 

Наименование

Показатели

Теоретическая производительность в  рыхлой массе, м3/ч

З500-4500

Расчетное усилие капания, МПа 

140-110

Высота капания, м

28

Глубина копания, м

3,5

Вылет ротора, м

37

Радиус разгрузки, м

40,5

Диаметр ротора по зубьям ковшей, м

11

Частота вращения ротора, мин-1

3,4-4,1/4,1-5,1

Число ковшей

22/32

Вместимость ковша, л

315

Поворота платформы 

320

Установленная мощность электродвигателей, кВт

3520

Масса, т

2350


 

Определяем  вес прицепной части поезда для угля [2, с.64]

 

                                              (1.1)

 

где    - расчетно-касательная сила тяги локомотива, тс;

         - основное удельное сопротивление движению локомотива, кгс/т;

         -  основное удельное сопротивление движению думпкаров, кгс/т;

          –расчетный заданный подъем,40%о;

         - сцепной вес локомотива, т.

 

, кгс/т                                          (1.2)

 

, кгс/т                 (1.3)

 

где    – средняя скорость поезда, км/ч.

 

Определяем  среднюю скорость движения поезда [4, с. 23]

 

, км/ч                                      (1.4)

 

где    L – длина откатки, 16 км;

         – скорость движения по постоянным, передвижным путям,                                                                                           

          соответственно  25 км/ч, 16км/ч;

          - длина постоянных, передвижных путей, соответственно 10км,

          6км.

 

км/ч

 

кгс/т

 

кгс/т

 

=1000*0,247*240=59280тс                                           (1.5)

 

где    - коэффициент сцепления колес с рельсами, в диапазоне скоростей

          движения 0÷25 км/ч равен 0,247.

 

т

 

Вес состава  при торможении поезда на остановочных пунктах [4, с 24]

, т                                                                                     (1.6)

 

где    – сила тяги при трогании с места, тс;

         – удельное сопротивление при трогании с места.

 

, тс                                                                                   (1.7)

 

где    - расчетный коэффициент сцепления при трогании с места.

 

, кгс/т                                                                                             (1.8)

 

где    – нагрузка оси колесной пары на рельс, т.

<
p> 

кгс/т

 

кгс/т                     (1.9)

 

тс

 

т

 

Условие движения выполняется, так как выполняется  условие

 

, т                                                                                            (1.10)

 

т

 

1.2 Определение инвентарного парка подвижного состава

 

Определяем  количество вагонов в составе 

 

, вагонов                                                                                          (1.11)

 

где      - масса вагона в составе брутто, т.

 

            т                                                                                                        (1.12)

 

где      - грузоподъёмность вагона равная, т.

 

вагонов                                                                      (1.13)

 

Определяем  суточную производительность разреза  с годовой производительность 32 млн. т  горной массы в год по формуле

 

, т                                                                                                                                                        (1.14)

 

где      - годовая производительность разреза млн. т горной массы.

 

  т

 

           Определяем время погрузки

 

             ,мин                                                                                            (1.15)

 

где       q - грузоподъёмность вагона, т

            n - число вагонов в составе;

            - продолжительность рабочего цикла экскаватора,14 сек;

            E - емкость экскаватора, 31,5 л;

            - коэффициент экскавации,0,62;

            - объем веса угля,0,9-1,5 т/м3.

 

            мин

 

          Определяем время движения состава по постоянным путям

 

             мин                                                           (1.16)

                                                                                                                                

             Определяем время движения по передвижным путям

 

               мин                                                              (1.17)                         

 

             Определяем время оборота состава

 

                                   

                                                                                                                            мин (1.18)

                                                                                                                                   

где       - время погрузки состава, мин;

            - время движения по постоянным путям, мин;

            - время движения по передвижным путям, мин;

            - время опробования тормоза, 15мин;

            - время задержки у светофоров, 10мин;

            - время на личные нужды локомотивной бригады, 15мин;

            - время на переход локомотивной бригады из кабины в кабину, 15

            мин;

            - время ожидания погрузки, 4 мин;

 

            мин

 

            Определяем количество оборотов одного состава

 

            об                                                                    (1.19)

 

            Количество составов, необходимое для вывоза за сутки определяется по формуле

 

           составов                                       (1.20)

 

           , лок                                                                                              (1.21)

  

           лок                                                                                                       (1.22)

 

           Определяем количество локомотивов в ремонте

 

           лок                                                         (1.23)

 

           Определяем количество локомотивов в резерве

 

           лок                                                  (1.24)

 

           Определяем инвентарный парк

 

           лок                                            (1.25)

 

            Определяем количество маневровых локомотивов

             

            лок                                                             (1.26)

 

где        К-коэффициент количества маневровых локомотивов равный 10-15%

 

    1. Виды осмотра и ремонта подвижного состава

 

Техническое состояние локомотивов в процессе эксплуатации изменяется, оно ухудшается вследствие износа деталей и механизмов, нарушения регулировок, ослабления креплений, поломок, т.е. понижается надежность локомотива. Ресурс надежности постепенно расходуется, что ведет, в случае снижения допустимого значения, к  порче локомотива, аварии, нарушения  графика движения поездов. Для предупреждения этого предусмотрены системы  технического обслуживания и ремонтов. Техническое обслуживание отличается от ремонтов объемом и содержанием  работ. Большинство работ на ТО выполняется  без снятия оборудования и применения обработки. Основные работы ТО: регулировка, слесарная обработка на месте, замена негодных или быстроизнашивающихся деталей на новые, подтяжка креплений, добавление или смена смазочных  материалов в узлах трения. ТО-1, ТО-2 проводят с целью предупреждения появления неисправностей тягового подвижного состава в эксплуатации, поддержания его в работоспособном  и  надлежащем санитарно-гигиеническом  состоянии, обеспечения пожарной безопасности и безаварийной работы.

Ремонтами называют комплекс операций, выполняемых  с целью восстановления исправности  и работоспособности тягового подвижного состава и восстановления его  ресурса, внешнего вида, соответствующего требованиям ПТЭ, устранение отказов  и неисправностей, возникающих  при  работе тягового подвижного состава  ни линии или в процессе ТО. К  ремонтам относятся ТР-1,  ТР-2, ТР-3, выполняемых в депо, капитальные  КР-1, КР-2, проводимые на локомотивостроительных заводах.

Структура системы ТО и ТР состоит из двух подсистем: поддержания эксплуатационной надежности на допустимом уровне, обеспечивающем отсутствие отказов в эксплуатации, и подсистемы восстановления конструктивной надежности.

В таблице 1.3 приведен ремонтный цикл тягового агрегата ОПЭ-1

 

Таблица 1.3 Ремонтный  цикл тягового агрегата переменного тока  ОПЭ-1

 

Вид ремонта

Периодичность,

год

Продолжительность,

час

Трудоемкость,

чел/час

ТР-3

3 года

15 суток – 360 часов

7227

ТР-2

1 год

     5 суток – 120 часов

806

ТР-1

30 суток -0,082года

     2 суток – 48 часов

454

ТО-2

1 год – 0,002 года

     1 сутки – 24 часа

5,16


 

Надёжность  – свойства объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Количественно, надёжность оборудования есть величина, обратная интенсивности отказов на заданном интервале времени.

Отказ - события, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, приспособленность к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём технического обслуживания и ремонта. Система, допускающая ремонт в процессе своей эксплуатации, называется восстанавливаемой.

Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения,  транспортирования и эксплуатации.

Работоспособность - это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданную функцию с параметрами, установленными требованиями технической документации, свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство элемента или системы длительно сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при определенных условиях эксплуатации.

Долговечность определяется двумя условиями: физическим либо моральным износом: физический износ наступает в том случае, когда дальнейший ремонт и эксплуатация элемента или системы становятся уже невыгодными, так как затраты превышают доход в эксплуатации; моральный износ означает несоответствие параметров элемента или системы современным условиям их эксплуатации.

  1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Назначение, классификация и конструкция тормозной рычажной передачи. Условия работы

 

Тормозной рычажной передачей называется система тяг и рычагов, посредством которых усилие человека (при ручном торможении) или усилие, развиваемое сжатым воздухом, по штоку тормозного цилиндра (при пневматическом или электропневматическом торможении) передается на тормозные колодки, которые прижимаются к колесам. По действию на колесо различают тормозные рычажные передачи с односторонним и двусторонним торможением.

Тормозные рычажные передачи локомотивов  имеют большое разнообразие схем в зависимости от числа тормозных  цилиндров, их расположения и нажатия  тормозных колодок.

По одному из основных признаков - реакции на разрыв управляющего канала (тормозной  магистрали) тормоза разделяют на автоматические и неавтоматические. Первые срабатывают на торможение при  разрыве поезда и останавливают  все его разорвавшиеся части  без участия машиниста. Такие  тормоза являются основным средством  безопасности, с учётом их эффективности  выполняется расчёт тормозного пути и осуществляется расстановка сигналов на перегоне. Автоматическими тормозами  оборудованы все поезда.

Неавтоматические  тормоза при разрыве поезда не тормозят, а будучи в заторможенном  состоянии дают отпуск. Они имеют  ограниченное применение в основном в качестве вспомогательных на локомотивах  и автономных подвижных единицах.

По способу  создания тормозного эффекта различают  фрикционные и динамические тормоза. К фрикционным относятся колодочные, дисковые и магниторельсовые тормоза.

Динамическими являются реостатные и рекуперативные тормоза, которыми оборудовано большинство  магистральных электровозов. Эти  тормоза выгодно применять для  регулирования скорости на небольших  спусках, так как уменьшается  износ тормозных колодок и  расход сжатого воздуха.

По характеру  действия различают нежесткие, полужесткие  и жесткие тормоза. Нежесткие  тормоза работают с любого зарядного  давления и не требуют специальной  настройки под уровень установившегося  поездного давления, которое зависит  от длины ТМ т утечек в ней.

Полужесткие тормоза обладают теми же свойствами, что и нежесткие, но каждой величине роста давления в ТМ после торможения соответствует определенная ступень  отпуска в ТЦ. Практически полный же отпуск наступает при восстановлении зарядного давления. Такой отпуск называется тяжелым, или ступенчатым.

Жесткие тормоза настраиваются на определенный уровень зарядного и поездного  давления в ТМ и при его изменении  в любом темпе устанавливают  соответствующее давление в ТЦ. Они  имеют ограниченное применение и  используются на крутых спусках на и более, в особенности на карьерном транспорте, применяемом на открытых горных разработках.

По способу  восполнять утечки в ТЦ и запасных резервуарах различают неистощимые (прямодействующие) и истощимые (непрямодействующие) тормоза.

По темпам изменения давления тормоза разделяют  на быстродействующие пассажирские и медленнодействующие грузовые.

Современные электровозы имеют двустороннее нажатие тормозных колодок. На тепловозе 2ТЭ116 на каждое колесо действует свой тормозной цилиндр, на тепловозах 2ТЭ10Л, М62 и др. на каждую сторону тележки  действует тормозной цилиндр. На электровозах ВЛ22М, ВЛ23 и др. имеется  по одному тормозному цилиндру с каждой стороны двухосной тележки.

Многоцилиндровая система тормозной  рычажной передачи уменьшает потери на трение и значительно упрощает конструкцию передачи. Такие передачи применяются на локомотивах, мотор-вагонном подвижном составе и вагонах  с дисковым тормозом. Применять на вагонах многоцилиндровые системы  нецелесообразно, так как потребуются  гибкие соединения к тормозным цилиндрам  от рамы вагона к тележкам, и увеличивается  количество автоматических регуляторов  выхода штока (для каждого цилиндра).