Курсовая

Курсовая Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 11.11.2024


Сибирский государственный университет путей сообщения

Кафедра « Механизация путевых, погрузочно-разгрузочных и строительных работ »

Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

Курсовой проект по дисциплине «Устройство и основы расчета путевых машин»

Пояснительная записка

ПМ.М411.07.00.00.00 ПЗ

2008

Содержание

1 Назначение, работа и устройство машины ЭЛБ-3ТС

2 Электрическая схема механизма прикрытия крыла машины ЭЛБ-3ТС

3 Определение основных параметров машины и рабочего оборудования

3.1 Производственно-технологические требования к рабочему оборудованию

3.2 Геометрические параметры дозатора

3.3 Кинематические параметры дозатора

3.4 Силы, действующие на дозатор машины ЭЛБ-3ТС

3.5 Конструирование частей дозатора машины ЭЛБ-3ТС

4 Проектирование механизма прикрытия крыла дозатора

4.1 Определение мощности привода

4.2 Расчет передачи винт-гайка

4.3 Расчет ползуна и направляющей механизма прикрытия крыла

5 Исследовательская часть проекта

6 Меры безопасности при работе машины

Список использованных источников

1 Назначение, работа и устройство машины ЭЛБ-3ТС

Электробалластер ЭЛБ-3ТС предназначен для подъемки железнодорожного пути с рельсами всех типов на деревянных и железобетонных шпалах, сдвижки пути одновременно с подъемкой, подборки щебня с обочин пути, перемещение его к концам шпал и формирования плеч и откосов балластной призмы.

Электробалластер ЭЛБ-3ТС применяется для строительстве как двухпутных, так и однопутных участков новых линий, при сооружении вторых путей, а также при капитальном ремонте действующих линий.

Устройство электробалластера ЭЛБ-3ТС приведено на рисунке 1.

1-передняя тележка; 2- будка машинного отделения; 3, 6, 11, 16-щетки: рельсовая, шпальные, шпально-рельсовые; 4-дозатор; 5-пульт управления дозатором; 7-четырехосная тележка; 8-направляющая ферма; 9-междуферменный шарнир; 10 – центральный пульт управления; 12 – механизм подъема и сдвига пути с электромагнитами; 13 – балластерная рама; 14 – рабочая ферма; 15- компрессор; 17 – задняя двухосная тележка; 18 - хозяйственная будка

Рисунок 1 – Электробалластер ЭЛБ-3ТС

Электробалластер ЭЛБ-3ТС состоит из двух ферм: рабочей 14 и направляющей 8. Фермы соединены междуферменным шарниром 9, опираются на тележки 1, 7, 17. На рабочей ферме расположены рабочие органы: механизм подъема, сдвига и перекоса пути 12, балластерная рама 13, шпальные щетки 11, шпально-рельсовые щетки 16, центральный пульт управления 10, хозяйственная будка 18 и компрессор 15; на направляющей ферме – дозатор 4, пульт управления 5, рельсовые щетки 3 и 6, будка 2 с установленной в ней электростанцией.

Краткая техническая характеристика электробалластера ЭЛБ-3ТС приведена в таблице 1.

Таблица 1– Техническая характеристика электробалластера ЭЛБ-3ТС [2]

Параметры

ЭЛБ-3МК

Скорость, м/с:

при подъемки пути

при дозировке пути

транспортная


1,39-2,78

1,39-4,17

22,2

Подъемная сила электромагнитов, кН

431

Высота подъема, мм

400

Ход механизма сдвига, мм

250

Мощность электростанции, кВт

100

Масса машины, т

122


На рисунке 2 приведены этапы работы электробалластера ЭЛБ-3ТС.

1 – ВСП после прохода основных машин; 2 – ВСП после выгрузки балласта в путь; 3 - дозировка балласта в путь; 4 – подъемка и частичная сдвижка пути

Рисунок 2 – Этапы работы машины электробалластера ЭЛБ-3ТС

Первый этап показывает состояние пути после прохода основных машин, перед проходом хоппер – дозатора, для выгрузки балласта в путь. Второй этап показывает ВСП после прохода хоппер – дозатора, после выгрузки балласта в путь. Третий этап – после дозировки выгруженного ранее в путь балласта. Четвертый этап показывает состояние ВСП после прохода пути электробалластера ЭЛБ-3ТС. На четвертом этапе произведена подъемка пути и частичная сдвижка в проектное положение.

2 Электрическая схема механизма прикрытия крыла машины ЭЛБ-3ТС

Если выключатель QS1 включен, то для пуска двигателя достаточно нажать кнопку SB2. При этом получает питание катушка контактора KMВ, замыкаются главные контакты в силовой цепи, и статор двигателя присоединяется к сети. Одновременно в цепи управления закрывается замыкающий вспомогательный контакт КМВ, блокирующий кнопку SB2, после чего эту кнопку не нужно больше удерживать в нажатом состоянии, так как цепь катушки контактора КМВ остается замкнутой. Кнопка за счет действия пружины возвращается в исходное положение.

В схеме предусмотрена защита двигателя плавкими предохранителями от коротких замыканий и тепловыми реле КК от перегрузок.

Для реверсирования необходимо нажать кнопку SB1, а затем SB3, что приведет к отключению КМВ и включению КМН, а дальше по тому же принципу что и при пуске вперед с помощью размыкающих вспомогательных контактов КМВ и КМН, что так же исключает возможность одновременного включения контакторов КМВ и КМН.

3 Определение основных параметров машины и рабочего оборудования

3.1 Производственно-технологические требования к рабочему оборудованию

- дозатор должен обеспечивать работу с любым видом балласта;

- дозатор должен повторять форму балластной призмы;

- механизмы дозатора должны быть подвижными, чтобы обеспечить требуемый угол наклона;

- приводы механизмов дозатора должны обеспечивать скорость прикрытия, наклона и подъема крыльев из условия безопасного производства работ.

3.2 Геометрические параметры дозатора

Расчет и выбор параметров дозатора производят с целью обеспечения возможности формирования балластной призмы в соответствии с заданным типом верхнего строения пути. К геометрическим параметрам относят: параметры, определяющие расположение частей и элементов дозатора относительно рельсошпальной решетки или поверхности балластной призмы; размеры частей; параметры, определяющие взаимное расположение частей и элементов дозатора.

Требуемая толщина слоя балласта , м [1]:

, (1)

где – толщина слоя балласта по заданию, =0,35 м;

высота подъема РШР, м.

Для определения высоты подъема построены схемы: а – схема для определения объема дозировки; б – схема для определения объемов шпалы и подъемки.

а)

б)

а - схема для определения объема дозировки; б – схема для определения объемов шпалы и подъемки

Рисунок 3 – Схемы для определения высоты подъема РШР

По заданию даны условия, при которых необходимо разработать дозатор электробалластера ЭЛБ-3ТС:

а) шпалы деревянные: ;

;

.

б) рельсы Р50: (в расчете учитываем высоту подкладки

).

в) плечо .

Для определения рассматривается равенство объема балласта подъемки и разности объема балласта, задозированного над РШР , и объема шпалы [1]:

, (2)

где - объем балласта подъема РШР;

- объем балласта, задозированного над РШР;

- объем шпалы.

;

.

.

Требуемая толщина слоя балласта , м:

.

Размеры щита дозатора определяют вписыванием его в подферменное пространство с учетом нижнего очертания габарита подвижного состава.

Длина щита дозатора , м [1]:

, (3)

.

Наибольшая высота щита , м [1]:

, (4)

где - расстояние от нижнего уровня головки рельса до нижнего пояса фермы, м ( по прототипу); - расстояние от уровня головки рельса до самой нижней части дозатора, м ( из условия безопасности).

.

Рисунок 4 – Схема для определения высоты щита

На рисунке 5 представлена конструктивная схема дозатора машины электробаллаастер ЭЛБ-3ТС. По этой схеме проектируется щит, корень крыла, крыло и подкрылок.

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].

;

;

;

;

;

.

.

Определение положения шарниров механизма прикрытия крыла [1]:

мм;

мм;

мм.

По прототипу принимаем =625 мм; .

3.3 Кинематические параметры дозатора

Условия расчета: на крыло действуют нагрузки от сил сопротивления балласта резанию, производится прикрытие крыла от до с целью обхода препятствия или уменьшения объема захватываемого балласта.

Рисунок 6 – Схема для определения скорости прикрытия крыла

Скорость прикрытия крыла определяется из условия безопасного производства работ: крыло должно быть прикрыто от до на расстоянии 25м [1]:

или , (6)

где - рабочая скорость машины;

- ход ползуна (=1,1м);

=25м – из условия безопасного производства работ.

.

Предварительные расчеты показали, что при такой скорости необходим двигатель большой мощностью. Поэтому необходимо уменьшить скорость прикрытия крыла. Принимаем скорость прикрытия крыла =0,06 м/с.

3.4 Силы, действующие на дозатор машины ЭЛБ-3ТС

Дозатор режет балласт и перемещает его вдоль и поперек пути. При этом могут быть два случая. Первый – машина перемещается на прямом участке, два крыла раскрыты симметрично на рабочий угол. Второй случай – машина перемещается на кривом участке пути расчетного радиуса, одно из крыльев открыто на максимальный рабочий угол, другое – на минимальный рабочий угол.

Для определения сил, действующих на части дозатора, составлена расчетная схема, изображенная на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема для определения сил, действующих на дозатор

Сила сопротивления балласта резанию для корня крыла , Н [1]:

, (7)

где к – коэффициент сопротивления балласта резанию, кПа (для гравия ) [2];

глубина резания щебня корнем крыла, м (=0,15м);

длина режущей части корня крыла, м (=0,9м).

.

Сила сопротивления балласта волочению для корня крыла , Н[1]:

, (8)

где – плотность балласта, ( для гравия ) [2];

- высота корня крыла, м () [2];

- ускорение свободного падения, ();

- коэффициент внутреннего трения балласта () [2].

.

Сила сопротивления балласта резанию подкрылка , Н [1]:

, (9)

где – глубина резания щебня подкрылком, м (=0,15м);

длина режущей части подкрылка, м (=0,75м).

.

Сила сопротивления балласта волочению для подкрылка , Н [1]:

, (10)

где - высота подкрылка, м () [2];

.

Сила сопротивления балласта резанию щита , Н [1]:

, (11)

где – глубина резания щебня щитом, м (=0,15м);

длина режущей части щита, м (=2,2м).

.

Сила сопротивления балласта волочению для щита , Н [1]:

, (12)

где - высота щита, м () [2];

.

Сила сопротивления балласта резанию для основной части крыла , Н [1]:

, (13)

где – глубина резания щебня основной частью крыла, м (=0,15м);

длина режущей части основной части крыла, м (=2,044м).

- коэффициент сопротивления балласта резанию с учетом прижатия режущей кромки крыла к обрабатываемой поверхности, кПа ()[1].

.

Сила на перемещение призмы волочения основной части крыла , Н [1]:

, (14)

где , , ,

- средняя высота откосной части крыла, м.

Подставляя в формулу (14), получим [1]:

(15)

;

;

;

.

Сила трения балласта вдоль крыла , Н [1]:

, (16)

где - коэффициент трения балласта о сталь (= 0,35) [2].

.

3.5 Конструирование частей дозатора машины ЭЛБ-3ТС

При разработке металлоконструкций частей дозатора и узлов их соединений рассматривают характерные случаи нагружения дозатора при реализации полной силы тяги локомотива.

Первый случай – машина перемещается под уклон, оба крыла раскрыты на рабочий угол. Второй случай – машина перемещается на прямом горизонтальном участке, одно крыло раскрыто на наибольший рабочий угол, второе полностью прикрыто; третий случай – машина на прямом горизонтальном участке, одно крыло раскрыто на минимальный рабочий угол, второе полностью прикрыто.

Первые два случая рассматриваются при расчете крыла на прочность. При расчете крыла на прочность в первом приближении принимают расчетную схему: крыло как балка на двух опорах с одной консолью; по длине балки действуют равномерно распределенные нагрузки [1]:

; , (17)

где , - силы, рассчитанные для конкретного случая, кН;

- длина крыла без учета длины подкрылка.

Суммарные силы резания и волочения, действующие на крыло дозатора:

;

.

.

Распределенные нагрузки от сил резания и волочения, действующие по длине крыла:

;

.

Рисунок 8 – Схема для определения изгибающего момента, действующего на крыло

Реакции опор в шарнирах С и Е:

: ;

.

: ;

.

Для определения опасного сечения строится эпюра изгибающего момента:

1 участок (0)

;

; ;

; ;

; .

2 участок (0)

;

; ;

; .

Рисунок 9 – Схема для определения крутящего момента, действующего на крыло

Для определения опасного сечения строится эпюра крутящего момента:

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

; ;

; .

.

3 участок (0)

; ;

; .

.

Для определения размеров сечения в наиболее опасном сечении находим приведенный момент от изгибающего и крутящего моментов [10]:

. (18)

Наиболее опасное сечение Б-Б:

.

Рисунок 10 – Схема наиболее опасного сечения

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

.

.

Напряжение в наиболее опасном сечении [10]:

.

- условие выполняется.

При расчете щита на прочность рассматривают первый и третий случаи нагружения дозатора. Для первого случая принимают следующую расчетную схему: щит как двухконсольная балка, на длине которой действуют равномерно распределенные нагрузки [1]:

; , (19)

Распределенные нагрузки от сил резания и волочения, действующие по щит:

;

.

Расстояние от консоли до ролика принято по прототипу: .

Рисунок 11 – Схема для определения изгибающего и крутящего моментов, действующих на щит

На щит со стороны крыла действует сила , Н:

.

Реакции опор в шарнирах А и В:

: ;

: ;

.

Для определения опасного сечения строится эпюра изгибающего момента:

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

;

; ;

; .

3 участок (0)

;

; ;

;

Для третьего случая нагружения принимают расчетную схему: щит как двухконсольная балка, на длине которой действуют равномерно распределенная нагрузка, сила на консоли от опирания крыла, происходит скручивание щита.

Рисунок 12 – Схема действия крутящего момента на щит

Для определения опасного сечения строится эпюра крутящего момента:

1 участок (0)

;

; ;

;

Для определения размеров сечения в наиболее опасном сечении находим приведенный момент от изгибающего и крутящего моментов [10]:

.

Наиболее опасное сечение N-N:

.

Рисунок 13 – Схема наиболее опасного сечения

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

.

.

Напряжение в наиболее опасном сечении [10]:

.

- условие выполняется.

4 Проектирование механизма прикрытия крыла дозатора

4.1 Определение мощности привода

Разработка механизмов сводится к определению сил и затрат мощности при выполнении рабочих операций, подбору элементов привода механизмов, расчету отдельных узлов и деталей.

Условия расчета такие же, что и при определении кинематических параметров и сил, действующих на дозатор.

Схема к расчету приведена на рисунке 14.

Рисунок 14 – Схема к расчету механизма прикрытия крыла

Для расчета силы все силы резания балласта и от призмы волочения, действующие на части крыла при работе, проектируют на горизонтальную плоскость и приводят к двум силам и . Составляют уравнение суммы моментов этих сил относительно шарнира, соединяющего щит и крыло, и определяют составляющую усилия , действующую в узле Е перпендикулярно плоскости крыла.

: ,

где ; .

.

Сила является проекцией тяги в горизонтальной плоскости [1]:

, (20)

где - угол между горизонтальной проекцией оси тяги и вектором силы , град.

.

По известной определяют силу [1]:

, (21)

где - угол наклона тяги к горизонтальной плоскости, град.

.

По известной рассчитывают в выходном звене механизма [1]:

, (22)

где и - составляющие силы в плоскости тяги, кН; - коэффициент трения в ползуне (=0,5) [6].

;

.

.

Мощность привода механизма прикрытия крыла [1]:

, (23)

где -КПД механизма, [6]; - скорость прикрытия крыла.

.

Принят электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый 4А132S4У3 с параметрами: ; .

4.2 Расчет передачи винт-гайка

Передача винт – гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Основным критерием резьбы винтовых механизмов является износостойкость.

Из условия износостойкости определяем диаметр винта [9]:

, (24)

где =0,5 – трапецеидальная и прямоугольная резьба; =2,0 - коэффициент высоты гайки; []=4..6 МПа – незакаленная сталь – чугун.

.

Принимаем стандартный диаметр .

Выбрана резьба 48х5 [7]: ; ; ; ; .

;

Принимаем .

Проверяем выбранную резьбу по напряжениям [9]:

; (25)

.

4.3 Расчет ползуна и направляющей механизма прикрытия крыла

Для определения диаметра направляющей механизма прикрытия крыла необходимо построить эпюру изгибающего момента, действующего на направляющую. Для этого определим реакции в опорах А и В.

На направляющую действуют момент и сила от составляющих силы :

,

где - эксцентриситет от до шарнира (принят =0,1м).

Для определения реакций в опорах А и В составим уравнение момента.

: ;

.

: ;

.

Рисунок 15 – Схема для определения сечения направляющей механизма прикрытия крыла

1 участок (0)

;

; ;

; .

2 участок (0)

;

; ;

; .

Момент сопротивления опасного сечения [10]:

, (26)

где .

.

Напряжение в опасном сечении [10]:

.

- условие выполняется.

Принимается направляющая круглого полого сечения: ; .

Втулка, применяемая в ползуне, выбирается из условий:

, (27)

, (28)

что означает: удельная нагрузка на единицу расчетной поверхности вкладыша не должна превышать допускаемой величины.

.

Принимается втулка с внутренним диаметром , наружным диаметром и длиной [8].

.

Принята втулка А 100/115 х 140 ГОСТ 1978 [8].

5 Исследовательская часть проекта

По заданию необходимо исследовать изменение наклона подрезного ножа на боковом крыле:

,

где - изменение нагрузки, действующей на крыло;

- угол резания, град (;;).

;

;

.

Рисунок 16 – График изменения нагрузки резания, действующей на основную часть крыла

6 Меры безопасности при работе машины

1. К работе на машине допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр, как лица, связанные с движением поездов, воздействием шума и вибрации.

2. Обслуживающий персонал машины должен быть обеспечен спецодеждой. Во время работы одежда должна быть застегнута, стянута поясом, а волосы должны быть убраны под головной убор.

3. Запрещается приступать к работе при наличии следующих неисправностей:

- при подъеме путевой решетки электромагнитный подъемник сбрасывает ее;

- при нормальном напряжении электромагнитный подъемник сбрасывает путь;

-при движении электромагниты сбрасывают поднятую путевую решетку;

-при включении механизма поворота крыла дозатора крыло не поворачивается;

- при наличии неисправности в электрической, гидравлической и пневматической систем;

- неисправность тормозной системы;

- неисправность звуковой и световой сигналов;

- неисправность ходовых частей и автосцепок.

4. Для обеспечения нормальной работы деталей и их сопряжений, а также для своевременного выявления и устранения возникающих дефектов необходимо проводить техническое обслуживание, состоящее из ежемесячных и периодических уходов за механизмами машины.

5. Проверку основных рабочих органов производят машинист и его помощник.

6. Машину необходимо содержать в чистоте, следить, чтобы в кабинах, на ступеньках и поручнях не было масла и грязи.

7. Машина должна быть снабжена огнетушителями, расположенными в легкодоступном месте, полностью готовыми к применению.

8. Не допускается хранение и перевозка в кабинах машины легковоспламеняющихся веществ.

9. Перед выездом машины на перегон необходимо убедиться, что все рабочие органы приведены в транспортное положение и надежно закреплены.

10. Перед началом работы, в перерывах, во время работы и по окончании смены должен обязательно выполняться весь объем контрольно-осмотровых работ.

11. При работе на машине запрещается находиться на расстоянии ближе 1 м от работающих органов машины.

12. Всем членам обслуживающей машину бригады запрещается находиться на междупутье во время работы машины и пропуске поездов по соседнему пути. После оповещения приближения поезда по соседнему пути все указанные лица, за исключением находящихся в кабинах машины, должны сойти на обочину пути в место, указанное руководителем работ.

13. Запрещается сходить с машины и садиться на нее во время движения.

14. Запрещается работа машины в темное время суток при неисправных фарах освещения рабочих органов и пути в зоне их работы.

15. Машина должна быть снабжена аптечкой с набором медикаментов и перевязочных средств для оказания первой медицинской помощи.

Список использованных источников

1. адорин Г. П. Дозирующие и профилирующие устройства путевых машин: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2000. – 38 с.

2. Путевые машины: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Под редакцией С. А. Соломонова. – 2-е издание, переработанное и дополненное – М.: Транспорт, 1985. – 375 с.

3. Машины и механизмы для путевого хозяйства: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта/ Под редакцией С. А. Соломонова. – 3-е издание, переработанное и дополненное – М.: Транспорт, 1984. 440 с.

4. Толмазов А. Ф. Электробалластеры: материал технической информации.- М.: Транспорт, 1965. 151 с.

5. Соломонов С. А. Балластировочные, щебнеочистительные машины и хоппер – дозаторы. М.: Транспорт, 1991. 336 с.

6. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие/ С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин, Г. М. Ицкович, В. П. Козинцов. – 3-е издание, стереотипное. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 416 с.

7. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. М., 2001; Т.1. 728с.

8. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. М., 2001; Т.2.

9. Иванов М. Н. Детали машин: Учебник для студентов высших технических учебных заведений. – 5-е издание, переработанное – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.

10. Ахметзянов М. Х., Лазарев И. Б. Сопротивление материалов. Учебное пособие для вузов. Новосибирск: СГУПС, 1997. 300 с.

11.СТО СГУПС 1.01СДМ.01-2007. Система управления качеством. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 2007. 60 с.


1. Реферат Гісторыя развіцця ЭВМ электронная пошта
2. Отчет по практике на тему Судебные приставы
3. Реферат Тема урока С. Маршак После праздника
4. Реферат на тему Comparison Of Mark Twain And William Hazlitt
5. Курсовая на тему Готовность детей с общим недоразвитием речи к овладению грамматикой
6. Статья на тему Менделеев как географ
7. Биография на тему Толстой АН
8. Реферат на тему America At The Turn Of The Century
9. Реферат на тему Немецкая классическая философия 3
10. Реферат на тему Jamestown 2 Essay Research Paper In June