Путевые работы в карьерах - Путеремонтные и шпалоподбивочные машины

Путеремонтные и шпалоподбивочные машины с комбинированным пневмоколесным и автомобильно-железнодорожным ходом, к этой группе специальных технических средств путевых работ в карьерах относятся путеремонтные машины, созданные на базе колесных тракторов и экскаваторов Э-153А, а также шпалоподбивочные машины на базе грузовых автомобилей с комбинированным напольно-железнодорожным ходом.
Необходимость создания такой техники обусловлена значительными потерями времени путевых машин с железнодорожным ходом при следовании к месту работ, их низкой оперативностью и мобильностью при выборочном характере путевых работ в карьерах.

Путеремонтные машины с комбинированным пневмоколесным и железнодорожным ходом.

Опыт создания и эксплуатации путевых машин на базе экскаваторов Э-153А имеется в карьерах Магнитогорского МК, Михайловского ЖРК и некоторых угольных разрезов.
Технология ремонта железнодорожных путей в карьере заключается в следующем:
переезд машины к месту работы по автодороге;
установка машины на хорошо забаластированном участке или на переезде железнодорожного пути;
установка железнодорожной тележки на путь с монтажом сцепной телескопической трубы и гидравлических шлангов;
переезд к ремонтируемому участку пути;
подъемка пути, его выправка и подача балласта с обочин ковшом экскаватора. По окончании работ машина направляется на другой участок.

Техническая характеристика путеремонтной машины (Магнитогорский карьер)
Базовая машина Трактор-экскаватор «Беларусь»
Скорость передвижения, км/ч:
по грунтовой дороге .. 4,5—12,9
по железнодорожному пути .. До 10
Привод рабочего оборудования Гидравлический
Мощность двигателя, . л. с 37
Тип насосов ... НПА-64
Рабочее давление, кгс/см² .      75
База колесного хода,   мм ... 2380
Экскаваторное оборудование:
емкость ковша, м³ ... 0,15
грузоподъемная сила на максимальном
вылете, кгс  1500
Подъемно-рихтовочное устройство:
тележка ...
Самостоятельной конструкции усилие, развиваемое одним гидроцилиндром подъема, тс .  8
количество гидроцилиндров подъема . .     2
высота подъемки, мм . ...  600
рельсозахватная система
Рычажный привод рельсозахватов .
Гидравлический масса, кг . 750
Расчетная производительность:
подача балласта в путь,   м³/ч .  30
выправка пути в профиле, м/ч 75—90
выправка пути с балластировкой, м/ч 50—70
Цена базовой машины, руб   5480
Изготовитель базовой машины . ...
Саранский экскаваторный завод

 Машина имеет высокий коэффициент использования во времени. В отдельные смены величина его достигала 0,80—0,85 при средних значениях 0,65—0,70. Ранее указывалось, что путеремонтные машины с железнодорожным ходом имеют этот показатель не выше 0,5.
По данным карьера, использование новой машины комбинированным ходом повышает производительность труда на подъемке и балластировке путей в 1,5 раза по сравнению с применением путевых машин с железнодорожным ходом.

Рис. 47. Шпалозахватное устройство путеремонтной машины на базе трактора-экскаватора «Беларусь»
Рис. 48. Приспособление для очистки габарита и междушпальных ящиков путеремонтной машины на базе трактора-экскаватора «Беларусь»

Приспособление для очистки габарита пути и междушпальных ящиков показано на рис. 48. Конструкция приспособления проста. Гидравлический привод приспособления для очистки позволяет установить его под любым углом.
Расчетная производительность машины на подаче балласта в путь составляет 25—30 м³/ч, на замене шпал — 40 шт. в час, на очистке междушпальных ящиков 20—25 ящиков в час.
К недостаткам рассмотренной машины относятся сложная динамика движений рабочего органа при замене шпал, неустойчивость машины на железнодорожных скатах из-за небольшого диаметра одноребордных колес и наличия динамических нагрузок при работе стрелы экскаватора, сложное управление гидроприводом.
Новая конструкция многооперационной путеремонтной машины ПМКХ-1 на базе трактора МТЗ-52 с комбинированным пневмоколесным и железнодорожным ходом разработана в ИГД МЧМ СССР.

Техническая характеристика путеремонтной машины
ПМКХ-1
Базовая машина .. Трактор МТЗ-52
Ход базовой машины . Пневмоколесный
Тяговая мощность, л. с . 26,5
Эксплуатационная масса базовой ма
шины, кг 2900
Распределение массы по колесам, кг:
на передние ... 1000
на задние ... 1900
Наименьший радиус поворота, м . . . 3,6
Скорость движения, км/ч .. 1,55—24,3
Тяговые усилия, кгс .. 1400—250
Размер шин, мм:
передних колес  190—508
задних колес .. 330—965
Ширина колеи, мм 1200—1800
База, мм 2360
Гидросистема:
тип насоса .. НШ-46
распределитель . Р75—ВЗ
рабочее давление, кгс/см²        75
Дополнительно установленная гидро
аппаратура:
распределитель  Р75-В3
дроссель ...  Г77-34
Основные размеры, мм:
длина .. 3815
ширина ... 1970
высота . 2485
Мощность двигателя, л. с .. 55
Мощность генератора для питания
электрифицированного инструмента, кВт .. 1
Железнодорожный ход
Ширина колеи, мм . 1524
Диаметр колеса, мм . 250... ,
Высота подъема колесных пар, мм . .         470
Привод подъема колесных пар
Гидравлический
Цилиндр подъема передней колесной
пары 80 мм с ходом поршня 330 мм
Цилиндр подъема задней колесной 080 мм с ходом пары поршня ...400 мм
Подъемно-рихтовочный механизм

Механизм для замены шпал и установки их при эпюре

Механизм для задвижки балласта под шпалы

Рис. 49. Путеремонтная машина ПМКХ-1:
1 — базовая машина; 2 — навесной подъемно-рихтовочный механизм; 3 — механизм для замены шпал и установки их по эпюре; 4 — колесная пара железнодорожного хода; 5 — устройство для заведения балласта под шпалы
При выборе комплекса операций, выполняемых машиной, проведены исследования по опросным картам предприятий, на основе которых установлена целесообразность сочетания приведенных выше видов работ.
Для определения технико-эксплуатационных параметров машины использовались данные, приведенные в табл. 37 и 56. Потребные усилия протаскивания плужка (цепи) под шпалами и задвижки им балласта определялись теоретическим расчетом с последующей экспериментальной проверкой. 

Таблица 5
Экспериментальные данные по определению усилий удаления шпал из путевой решетки и сдвижки их при установке по эпюре, тс

В результате этих исследований установлено, что максимальные усилия протаскивания составляют 1,6—1,8 тс.

Рис. 50. Подъемнорихтовочный механизм машины ПМКХ-1

Путеремонтная машина ПМКХ-1 (рис. 49) с комбинированным ходом состоит из подъемно-рихтовочного механизма, навешенного сзади кабины машиниста; механизма для смены шпал и установки их по эпюре, навешенного впереди машины; прицепного механизма для задвижки балласта под шпалы; генератора электроэнергии, установленного в моторном отсеке трактора.
Для передвижения машины по железнодорожным путям в ее конструкции предусмотрены две колесные пары — передняя и задняя. Подъем и опускание колесных пар выполняются гидроцилиндрами аналогично другим типам таких машин. Передвижение машины осуществляется за счет трения между резиновыми шинами и рельсами при вращении ведущих колес трактора. Торможение производится тормозным устройством базовой машины.
Подъемно-рихтовочный механизм (рис. 50) выполнен в навесном варианте. Он состоит из двух гидроцилиндров 1, закрепленных шарнирно в подвижной части рамы 2, штоки которых соединены с опорным башмаком 3. Рабочий орган соединен с нижней частью рамы 4 посредством боковин рельсозахватов 5 и верхнего зажима 6 с нижними пальцами. На нижней части рамы приваривается кронштейн подвески механизма к базовой машине.
Вертикальное перемещение рабочего органа относительно нижней части рамы обеспечивает автоматический захват рельсов. 

Рис. 51. Устройство для задвижки балласта под шпалы

Относительное перемещение частей рамы в горизонтальном направлении ограничено упорами 7. Для фиксации механизма на рельсах в заданном положении предусмотрены фиксаторы 8, установленные на нижней раме.
Гидравлическая схема подъемно-рихтовочного механизма выполнена с учетом плавного регулирования скорости подъема и рихтовки рельсо-шпальной решетки. С этой целью каждый гидроцилиндр запитан индивидуально с установкой дросселя на рабочей (верхней) полости. Оба дросселя установлены в кабине трактора.
Устройство механизма для смены шпал аналогично рассмотренному при характеристике машины КПМ-1 (см. рис. 31). Особенностью данной модели машины является то, что это устройство кроме замены шпал предназначено и для установки их по эпюре.
На рис. 51 изображена конструкция механизма задвижки балласта под шпалы из шпальных ящиков. Механизм состоит из рамной конструкции 1, снабженной направляющими роликами 2 с ребордами, охватывающими внутренние боковые грани головок рельсов. 

Таблица 57
Комплектующие изделия и расчет стоимости путеремонтной машины ПМКХ-1

Прижимное усилие каждого ролика регулируется пружинами 3. На раме смонтирован центральный отвал 4 для удаления балласта с верхних постелей шпал и два боковых крыла 5 для удаления его с торцов шпал. Цепь 6 пропущена под рельсо-шпальной решеткой и раскрепляется между стойками 7. Для натяжения цепи служит устройство 8. 

Механизм перемещается с помощью тягового каната, упряжи и буксирных проушин однобарабанной лебедки с приводом от коробки отбора мощности трактора. Возможно перемещение механизма за счет передвижения трактора.

В табл. 58 приведены данные для расчета удельных приведенных затрат на ремонт железнодорожных путей с использованием путеподъемника МПТС-1, обслуживаемого бригадой в составе восьми рабочих (вариант 1) машины ПМКХ-1 с обслуживающим персоналом в составе двух рабочих (вариант II). Расчетные показатели приняты по фактическим данным карьеров.

Таблица 5
Технике-экономические показатели ремонта железнодорожных путей по вариантам

Рис. 52. Шпалоподбивочная машина УПМ-1
Результаты расчетов, приведенных в табл. 58, свидетельствуют, что создание и внедрение в карьерах машин ПМКХ-1 позволит сэкономить более 160 руб. на каждом ремонтируемом километре железнодорожных путей. Эти данные показывают, что даже при одинаковой расчетной производительности оборудования внедрение машин ПМКХ-1 позволяет сэкономить более 100 руб/км, что свидетельствует о целесообразности и высокой эффективности создания путеремонтных многооперационных машин с комбинированным пневмоколесным и железнодорожным ходом.
Опытный образец машины ПМКХ-1 изготовляется в условиях Соколовско-Сарбайского ГОКа.
Шпалоподбивочная машина УПМ-1 с комбинированным автомобильно-железнодорожным ходом (рис. 52) предназначена для уплотнения балластного слоя железнодорожных путей при их переукладке, ремонте и текущем содержании и питании электрифицированного инструмента электроэнергией. В заводских условиях машина пока не изготовляется. Несколько образцов ее создано в условиях Соколовско-Сарбайского, Джетыгаринского асбестового ГОКов, комбината Ураласбест, Джезказганского ГМК.
Конструкция и техническая документация шпалоподбивочной машины УПМ-1 разработаны Соколовско-Сарбайским ГОКом в содружестве с ИГД МЧМ СССР.

Техническая характеристика машины УПМ-1

производительность цикла подбивки одной шпалы, с       
без переезда машины     ...        7
с переездом машины     ...  10
Фактическая производительность по
подбивке шпал, шт./ч . 360
Обслуживающий персонал, чел. ... 2
Технология работы машины на свежесбалластированных путях заключается в следующем:
переезд к месту работ по автодороге до забалластированного участка или переезда;
заезд и установка колесных пар на рельсы и разгрузка мостов автомашины гидроцилиндрами;
пуск в действие автономных шпалоподбивочных блоков на участке подбивки балласта;
опускание подбивочных органов с включенным вибратором в балластный слой, при сжатии которых балласт под охватываемой шпалой уплотняется с обеих сторон, а при разжатии — под двумя соседними;
подъем подбивочных органов и переезд через одну шпалу к новой.
Таблица 5
Использование во времени и производительность шпалоподбивочных машин ШПМ-02 и УПМ-1 в условиях Сарбайского карьера