CC BY
36
переробку вагошв, скороченням витрати палива на маневровi пересування, зменшенням зносу верхньо! будiвлi коли, скороченням оперативно-диспетчерського та обслуговуючого персоналу.
Список лШератури
1 Сайт www.railway.dn.ua
2 Анал1з техшчних засоб1в регулювання швидюстю вщчетв на сортувальних прках донецько! зал1знищ/ Зб1рник наукових праць Дон1ЗТ, Донецьк: Дон1ЗТ, 2007. -Випуск №9. - С. 37 - 40
3 Чеклов В. Ф., Панченко Ю. Ю., Сушарш С.В. Вплив системи "колесо-рейка" на регулювання швидюстю вщчетв на сортувальних прках мало! потужносп. Зб1рникнаукових праць - Донецьк: Дон1ЗТ, 2006. - Випуск №7. - С. 49-57.
4 В. А. Кобзев Энергонезависимый вагонный замедлитель для горок малой мощности. Автоматика, связь, информатика № 4, 2006. с. 8-10
5 Луханш М. I., Чеклов В. Ф., Панченко Ю. Ю. Анал1з техшчного забезпечення вантажних станцш/ 1нформацшно-керуюч1 системи на зал1зничному транспорт! -2006.-№3.-С. 19-22.
УДК 656.212
Чеклов В. Ф., к.т.н (Дон1ЗТ) Похилко С.П., к.т.н. (Дон1ЗТ) Анщенко О. О., студентка (Дон1ЗТ)
АНАЛ1З ПРОЦЕСУ ВИВАНТАЖЕННЯ ЦЕМЕНТУ З ВАГОН1В
Постановка задачи На сьогодшшнш день, у зв'язку зi збшьшенням обсягу будiвельних робгг, зростае попит на цемент як один з головних будiвельних матерiалiв. Вiдповiдно статистичних даних щорiчно зростае кiлькiсть тонн цементу, перевезених залiзницею (рисунок 1) [1].
Цемент вщноситься до вантажiв, якi потребують захисту вiд атмосферних опадiв i розпилення, тому перевозиться насипом у спещальному рухомому склада в критих вагонах бункерного типу та пневмоцистернах-цементовозах, а також у тарi - в ушверсальних критих вагонах.
Рисунок 1 - Динамша перевезення цементу на зашзницях Укра!ни
В холодний зимовий перюд внаслiдок рiзницi високо! температури цементу, що завантажуеться, i низько! температури металевих стiнок вагону, у вагон з'являеться волога, яка в поеднант з цементом створюе тверду цементну корку на внутршшх стiнках вагону, що створюе перешкоди для повного вивантаження вантажу та подальшого використання цього вагону.
На сьогодшшнш день iснуе ряд проблем, що негативно впливають на взаемовщношення залiзницi та будiвникiв. Одними з яких е - яюсть цементу, що поставляеться вантажовласнику, та термш доставки вантажу. На будiвництвi зросла кшьюсть вибухiв кускiв бетону з бетонних конструкцш, головною причиною, яких вважають не якiсне очищення вагошв вiд стороннiх речовин. З щею проблемою зiткнулись i росiйськi виробники. Наприклад, на початку Ычня 2004 року на ЗБ1-6 прибув цемент у неочищених вагонах, що призвело до одночасного браку 500 плит - !х навiть не змогли шдняти на заводi виробника шсля виготовлення - вони вiдразу розсипалися. Цю проблему вирiшують за рахунок оргашзаци бригад по очищенню вагошв. Встановлено, що шкiдливi матерiали потрапляють у цемент пiд час перевезення у вагонах. Науковщ вважають, що единим вiрним рiшенням е впровадження контролю за станом вагошв на заводах перед навантаженням цементу [2].
Зпдно Статуту УЗ (статт 31, 35 та 123) залiзниця зобов'язана подавати шд завантаження справш, придатш для перевезення вiдповiдного вантажу та очищен вiд залишкiв вантажу вагони. В свою чергу, одержувач або оргашзащя, яка здшснюе вивантаження, зобов 'язаш повнiстю вивантажити вантаж iз вагону та очистити його. При невиконанш цих зобов'язань, винна сторона сплачуе штраф у розмiрi 50% добово! плати за користування вагонами на користь шшо! сторони. Тому для виконання сво!х взаемних обов'язюв перед одержувачем i залiзницею гостро постае
питання встановлення спещальних пристро!в для повного вивантаження та очищення вагонiв [3].
Аналiз останн1х до^джень та публшацш. На бшьшосп залiзничних станцiй вивантаження цементу проводиться зазвичай у закритий силосний склад, схема якого наведена на рисунку 2. На рисунку 2 показаний розрiз автоматизованого силосного складу з пристроем для вивантаження цементу з критих вагошв бункерного типу.
6
Рисунок 2- Закритий силосний склад цементу
Шд приймальним пристроем розташоваш приймальш бункери (2) для вивантаження цементу з критих вагошв (4). З бункерiв цемент пневмо-шдйомниками (1) по цементопроводам (5) та (6) подаеться в силоси (7), як обладнанш донними пневмовивантажувачами (9), аерацшними сводоруйнува-чами (8) i мембранними датчиками рiвня. Приймальш пристро! дозволяють вивантажувати цемент з вагошв бункерного типу, критих вагошв i вагонiв-цементовозiв з пневматичним розвантаженням [4].
Бшьшють залiзничних станцiй, на яких виконуеться вивантаження цементу, не спецiалiзованi для виконання ще! операцй, бо не мають спецiальних пристро!в для повного вивантаження цементу з вагошв хопер-цементовозiв, тому шсля вивантаження цементу у приймальнi бункери у вагош залишаеться решта вантажу. Очищення цих вагошв на таких станщях виконуеться вручну, що призводить до значних додаткових
витрат. По-перше, виникае потреба у видшент окремо! спещально! коли для виконання ручного очищення. Це викликае додатковi матерiальнi витрати, пов'язанi з перестановкою вагошв на цi коли. При цьому збшьшуються вагоно-години простою вагошв на станци, що призводить до збшьшення часу обiгу вагона i потреби у збшьшенш парку вагошв. Подруге, використання ручного очищення не забезпечуе повного очищення та збереження цшсноси вагону. Тара такого вагону збшьшуеться, а вантажошдйомшсть зменшуеться. Це призводить до зниження продуктивност вагону i потреби збшьшити парк вагонiв хопер-цементовозiв.
На станци навантаження, при виявленш у вагонi залишкiв вантажу, пращвником станци оформляеться акт загально! форми, який разом з пересильною накладною на порожш цистерни, хопери-цементовози шсля вивантаження цементу надсилаеться залiзницi вивантаження для стягнення з одержувача штрафу за здавання неочищеного рухомого складу i плати за користування вагонами зпдно зi статтями 35 i 123 Статуту УЗ тшьки за час його затримки тд очищенням. Це приводить до додаткових витрат, пов'язаних з перепроб^ом порожшх вагонiв.
Для уникнення цих витрат доцшьним е встановлення спещальних пристро'в для вивантаження вагонiв-хоперiв на станцiях вивантаження та навантаження цементу.
Основный Mamepim до^джень. Основним крш^ем у вщносинах залiзницi та вантажоотримувача е своечасна доставка вантажу та яюсне обслуговування. Вiдповiдно статистичних даних Донецько! залiзницi, мiсцевий вагон 65% часу вщ обiгу знаходиться шд однiею вантажною операцiею. Отже основним напрямком у скорочеш обiгу вагону е удосконалення технологи та скороченню часу простою на вантажних
фронтах t8^ .
tвф = t2p +104 ^ min, (1)
де tzp - час знаходження вагона пiд вантажними операщями, год;
t
час знаходження вагона шд операщею очищення, год.
Скорочення часу простою вагошв тд вантажними операщями може вщбуватися за рахунок впровадження бшьш потужних наватажувально-розвантажувальних пристро'в. Для подачi цементу юнують наступнi типи
насоЫв: струйнi - при подачi цементу використовуеться стиснене повiтря; пневмогвинтовi - подача цементу вщбуваеться за допомогою гвинтiв з камери стисненим повоям; камернi - за допомогою стиснутого повггря вiдбуваеться подача цементу окремими порщями, рiвними об'ему камери. До даних пристро!в вiдносяться: камерний насос монжус 1200-6 модель НО-324М, пневматичш розвантажувачi сипких матерiалiв ТА-27А та ТА-51, насос НПА-50. (таблиця 1).
Таблиця 1 - Техшчна характеристика пристро!в призначених для розвантаження цементу з вагошв
Параметри Найменування пристро!в
ТА-27А ТА-51 монжус 1200-6 НПА-50
Продуктивнiсть, т/год 50 100 49-60 30-40
Приведена дальшсть 55 55 400 100
подачi, м
Висота подачi, м 60 60 35 30
Вага, кг 3400 5700 1350 400
Рисунок 3 - Схема камерного насосу монжус 1200-6 модель
НО-324М
Шсля вивантаження вагонiв-цементовозiв через нижш розвантажувальнi люки, всередиш вагона залишаеться значна кiлькiсть
вантажу, що зацементувалася на бiчних та торцевих стшках. Тому постае питання щодо оптимiзаци процесу повного вивантаження цементу без очищення вагонiв. З метою виршення ще! проблеми розглянемо та проаналiзуемо всi iснуючi методи очищення вагошв.
Рисунок 4 - Схема пневматичного розвантажувача ТА-27А
Ручне очищення. Для повного вивантаження та очищення вагон подаеться на окрему спещальну колда, де бригада робггниюв проводить остукування металевих елеменлв кузова (рами) вагону для видалення залишюв вантажу за допомогою молоткiв вагою не бшьше 2 кг.
Вiбрацiйнi пристроЧ, як використовуються для очищення вагошв, юнують наступних видiв:
- люковiбратори, що передають коливання кришкам люкiв;
- бiчнi вiбратори, як передають кузову вагона бiчнi коливання;
- повздовжш вiбратори, якi передають коливання кузову уздовж повздовжньо! ос вагону;
- накладнi вiбратори, яю передають кузову вагона вертикальнi коливання через верхню обв'язку.
Стацюнарний бiчний вiбратор (рисунок 5) встановлюеться на бункерних та естакадних вантажоприймальних пристроях. Вiброзбуджувач (9), який мае 2 вали (3) i дозволяе регулювати амплггуду змушуючо! сили, приводиться в рух електродвигуном (4). Вiброзбуджувач кршиться болтовим з'еднанням до привалочного брусу (1), який пов'язаний пружинними амортизаторами з натискним брусом (2), що шаршрно зкршлений стойками (8) з основною рамою (7). Штоки гiдроцилiндрiв (5), закршлених на опорному брус (6), вводять вiбрацiйний пристрiй у межi габариту рухомого складу i притискають вiбратор до нижньо! рами кузова вагону. Тривалють дil пристрою не бшьше 3 хвилин. Потужшсть приводу вiбратора 30 кВт, гидронасосу - 5,5 кВт [6].
Рисунок 5 - Схема стащонарного бiчного вiбратора
Накладний вiбратор ЦНИИ МПС (рисунок 6). Вiброзбуджувач (4), який представляе собою двухвальний дебалансовий привщ закритого виконання, розташований в середнш частинi основно! рами корпуса вiбратора (1), що опираеться лижами (2) на борти вагону. Асинхронний електродвигун (3) потужшстю 28 кВт i противагою (5) встановленi на спещальнш рамi (6), яка вiльно тдвшена за допомогою вертикальних та горизонтальних пружин для того, щоб позбавитися шюдливого впливу на нього вiбрацil [5].
Загальна вага вiбратора 5000 кг. Номшальна змушуюча сила вiброзбуджувача 9000 кгс при частотi коливань 24 - 25 Гц.
Вiбратор встановлюеться краном посерединi кузова вагону на його верхню обв'язку. Шсля включення електродвигуна вiбратора за 4 - 6 хв вагон очищають вщ залишкiв вантажу, якi зсипаються пiд дiею вiбрацil по кришкам люкiв за межi вагону.
Для забезпечення збереження конструкци вагону опорш елементи вiбратора повиннi мати довжину не менше 3 м, щоб зусилля вщ вiбратора передавались одночасно на вс стiнки кузова вагону. Для використання цього вiбратора для очищення вагону-цементовозу, необхiдно змiнити захвати на цьому пристро!.
Бiчнi вiбратори забезпечують бiльш якiсне очищення при меншш потужностi, змушуючiй сил^ шумi i масi пристро!в у порiвняннi з iншими конструкцiями.
Магштно - iмпульсна установка - М1УС призначена для очищення обладнання вщ налипання або намерзання сипких матерiалiв шляхом створювання iмпульсних електророзрядiв. Очищуе бункера, магiстралi, залiзничнi вагони, елеватори i т.i. Очищення вщбуваеться за допомогою механiзмiв, якi закршлюються на металевих емностях. Данi мехашзми передають стiнкам знакозмiнне прискорення, яке руйнуе адгезшш зв'язки мiж стшками та налиплим вантажем, внаслiдок чого вантаж осипаеться. Техтчт характеристики: напруга живлення - 220 В; товщина стшок конструкцп, що очищуеться вщ 1 до 20 мм. Робота М1УС може виконуватися автономно по заданш програмi в автоматичному режимi або прив'язана к режиму роботи обладнання, що очищуеться (рисунок 7) [6].
Рисунок 7 - Схема магштно - iмпульсноl установки М1УС
Одним з методiв очищення вагонiв вщ цементу може бути використання вакуумних колшних машин. Вакуумна колiйна машина Fatravac 240 призначена для очищення вагошв за допомогою вакууму (рисунок 8). К^м того машина може виконувати спещальш роботи в тунелях, на мостах, стршочних переводах, при усуненш наслiдкiв екологiчних аварiй, при очищенш водопропускних труб пiд залiзничним насипом, бетонних каналiв, очищеннi станцш и т.i [7].
Рисунок 8 - Схема машини Fatravac 240 Таблиця 2 - Техшчна характеристика машина Fatravac 240
Найменування параметру Значення
Власна швидюсть, км/год 20
Швидюсть при роботi, км/год 2
Швидюсть в составi по!зда, км/год 90
Ширина коли, мм 1520
Рух через сортувальну прку заборонено
Маса, т 40
Висновки. Проаналiзувавши iснуючi методи очищення вагонiв, можна зробити висновки щодо найбiльш ращонального використання того чи iншого пристрою.
На сьогодшшнш день ручне очищення вагошв е абсолютно не
ефективним, тому що приводить до великих додаткових витрат:
- не виконуються вимоги щодо збереження вагошв, що попршуе стан вагонного парку;
- характеризуеться вщносно низькою продуктившстю пращ;
- на очищення одного вагона витрачаеться надто велика кшьюсть часу, що призводить до значних перепросто!в вагошв;
- потребуе залучення робггниюв до додатково! пращ;
- не забезпечуеться необхщна безпека пращ, що викликае додатковий ризик травмування робiтникiв.
Вiбрацiйнi пристро! дозволяють повшстю вивантажити вантаж без потреби в очищенш вагону, забезпечуючи при цьому краще збереження рухомого складу. Наряду з певними перевагами, вiбрацiйнi пристро! мають i деякi недолiки. По-перше, пiдвищений рiвень шуму при очищенш. Подруге, робота вiбрацiйних пристро!в впливае на кузов вагону.
Накладний вiбратор встановлюеться посерединi кузова вагону на його верхню обв'язку i передае коливання одночасно на вс стшки кузова вагону. Стащонарний бiчний вiбратор притискаеться до нижньо! рами кузова вагону i передае коливання лише на одну стшку вагону, що викликае потребу у використанш одночасно двох таких пристро!в для повного вивантаження вантажу. Однак цей пристрш викликае деформащю бiчних стiнок кузову вагону.
Перевагами магшгно^мпульсних установок е простота конструкци та не ушкодження кузова вагону при використанш.
Використання даних пристро!в на станщях та пiдприемствах дозволяе:
- скоротити час, який витрачаеться на вивантаження;
- зменшити вагоно-години простою та час об^у вагошв;
- збшьшити продуктившсть вагону;
- зменшити потрiбний парк вагонiв;
- виключити використання небезпечно! ручно! працi.
Найголовнiше, це забезпечуе виконання взаемних обов'язюв
залiзницi щодо надання вантажовiдправнику пiд навантаження справного та повшстю очищеного вагону i вантажоодержувачу щодо здавання повшстю вивантаженого та очищеного вагону.
Список лтератури
1. Статистичний щор1чник Украши / Пщ ред. О.Г. Осауленко - К: «Консультант», 2005 - 576 с.
2. http://www.stroinauka.ru
3. Статут зад1зниць Украши. - К.: Транспорт Украши, 1998. - 83 с.
4. Киреев В. С. Механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ. -М.: Транспорт, 1991.
5.Кривцов И.П. Автоматизация и механизация погрузочно-разгрузочных
работ на промышленном железнодорожном транспорте. - К.:Вища школа,
1986.
6. http://www.agregat-impuls.ru
7. http://compelvac.ru/p3/fatravac240.php
