КОМПЛЕКСНЫЙ ПРОЦЕСС РЕМОНТА ЗВЕНЬЕВ ПУТЕВОЙ РЕШЕТКИ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ТРАНСПОРТ

Б01 10.52170/1815-9262_2021_56_5 УДК 658.512:625.173

А. С. Пикалов, А. С. Клементов, А. А. Севостьянов, О. Н. Куликов

Комплексный процесс ремонта звеньев путевой решетки

Поступила 29.05.2020

Рецензирование 22.10.2020 Принята к печати 13.01.2021

В статье рассмотрен пилотный проект комплексной механизации и автоматизации процесса ремонта звеньев рельсошпальной решетки (РШР). Известные и применявшиеся ранее средства механизации производства работ, например агрегаты линии ремонта звеньев стендовой (ЛРЗС), за истекшее время морально и конструктивно устарели и списаны по причине выхода из строя.

Представленный проект объединяет существующий передовой опыт двух филиалов ОАО «РЖД» - Хабаровского центра Проектно-конструкторского бюро по инфраструктуре и Западно-Сибирской дирекции по ремонту пути. Проект реализован на специализированной машинной станции № 168 Свердловской дирекции по ремонту пути. В проекте впервые комплексно объединены процессы ремонта РШР, реализуемые на участках ремонта звеньев, подготовки рельсов, реновации скреплений, переработки резинотехнических изделий и утилизации железобетонных шпал. Совместная работа участков позволяет механизировать и автоматизировать процесс ремонта звеньев, обеспечивая повышение эффективности производства работ по ремонту звеньев РШР путем увеличения объемов выработки и снижения трудоемкости. Основной участок ремонта включает в себя путь-стенд длиной 532 м и комплекс устройств и агрегатов.

Известная линия ЛРЗС вышеуказанных участков в свой состав не включала. Кроме того, более чем тридцатилетний период отсутствия комплексной механизации рассматриваемого вида работ, произведенные расчеты и наблюдения дали возможность произвести технико-экономическую оценку проекта. На примере ремонта РШР на скреплении типа КБ применение участка ремонта звеньев в рамках пилотного проекта обеспечивает повышение годового объема отремонтированной решетки на 76 %, а также снижение эксплуатационных расходов на один километр отремонтированной решетки на 48 %. Это, в свою очередь, позволяет сделать следующий шаг в повышении эффективности деятельности предприятий путевого хозяйства Центральной дирекции по ремонту пути - централизации производства работ и оптимизации их количества.

Ключевые слова: железнодорожный путь, верхнее строение пути, механизация и автоматизация процесса ремонта звеньев рельсошпальной решетки, организация производства работ.

Увеличение объемов капитального ремонта железнодорожного пути с использованием старогодных материалов приводит к необходимости большого объема ремонта звеньев рельсошпальной решетки (РШР). Ремонт или в отдельных интерпретациях переборка решетки - процесс трудоемкий. По затратам труда для скрепления типа КБ ремонт в 1,5 раза превышает работы демонтажа и более чем в 4 раза работы по сборки звеньев. Обусловлено это тем, что традиционно в процессе ремонта происходит одновременно разборка (демонтаж) и сборка (монтаж) старогодных звеньев решетки [1], что минимизирует объем перегрузочных и складских операций. В отдельных случаях реализуются процессы демонтажа и монтажа, разделенные по времени выполнения - от нескольких дней и более.

Известные и применявшиеся средства механизации производства работ, например агрегаты линии ремонта звеньев стендовой

(ЛРЗС) [2], за истекшее время морально и конструктивно устарели и списаны по причине выхода из строя. Последняя линия ЛРЗС была выпущена в 80-е гг. ХХ в. Активно ведутся разработки совершенствования технологий как текущего содержания и реконструкции [3-5], так и ремонта пути [6-8], в том числе в режиме длительного закрытия перегона [9]. С учетом этого стоимость ремонта пути зависит от состава и объемов работ, а также от стоимости материала, машин и механизмов [10].

Для обеспечения высокой производительности труда и снижения затрат Хабаровским центром Проектно-конструкторского бюро по инфраструктуре (ПКБ И) был разработан пилотный проект комплексной механизации и автоматизации процесса ремонта звеньев путевой решетки. Этот проект в настоящее время реализуется на специализированной машинной станции № 168 Свердловской дирекции по ремонту пути.

Проект включил в себя существующий раздельный и совместный передовой опыт Хабаровского центра ПКБ И и Западно-Сибирской дирекции по ремонту пути и представлен участками ремонта звеньев, подготовки (предсбороч-ной обработки) рельсов, реновации скреплений, переработки резинотехнических изделий в бытовую продукцию и утилизации железобетонных шпал с отделением металлолома.

Участок ремонта представляет собой комплекс устройств и агрегатов, которые позволяют механизировать и автоматизировать про-

Техническая характер

цесс ремонта звеньев, увеличив объемы выработки и сократив эксплуатационные расходы за смену. Техническая характеристика участка представлена в табл.1.

Участок ремонта включает в себя путь-стенд длиной 532 м (рис. 1) и девять агрегатов, выполняющих операции по ремонту звеньев. Состав и количество технических средств участка ремонта представлены в табл. 2.

Питание технических средств осуществляется от стационарной электрической сети посредством подвижных токосъемников по

Таблица 1

ика участка ремонта

Показатель Значение

Производительность технических средств, м/ч 75...150

Сменная выработка участка (8-часовая смена), метров в смену 500

Длина разбираемых звеньев, м 25.25,5

Скрепления, тип КБ, модификации ЖБР

Рельсы, тип Р65

Эпюра разбираемых звеньев, шт./км Любая

Эпюра собираемых звеньев, шт./км 1840, 2000

Энергопитание Электрическое

Установленная мощность, кВт 440

Количество козловых кранов, шт. 3

Рис. 1. Путь-стенд Состав технических средств участка ремонта

Таблица 2

Номер устройства Наименование устройства Количество, шт.

1 Путь-стенд 1

2 Агрегат обжига и очистки звена 1

3 Агрегат отвинчивания гаек клеммных болтов 1

4 Агрегат отвинчивания гаек закладных болтов 1

5 Агрегат уборки и пакетирования бракованных шпал 1

6 Агрегат укладки шпал взамен бракованных 1

7 Агрегат раскладки клеммных и закладных сборок 1

8 Агрегат раскладки подкладок 1

9 Агрегат завинчивания гаек клеммных болтов 1

10 Агрегат завинчивания гаек закладных болтов 1

принципу троллейбусного транспорта, только с изолированным токоподводом.

В состав участка входят оперативные склады длинномерных материалов путевой решетки - звеньев и рельсов, проходной железнодорожный путь для подачи по нему подвижного состава для погрузо-разгрузочных работ.

Путь-стенд (см. рис. 1) размещается под порталами трех козловых кранов грузоподъемностью 10 т и пролетом 16 м. Он предназначен для укладки на него ремонтируемых звеньев (стендовый путь), перемещения по нему агрегатов (объемлющий путь) и обслуживающего персонала в процессе производства работ. Также в его конструкции предусмотрено автоматическое удаление загрязнителей и элементов скреплений в процессе ремонта. Посредством скатов загрязнители и скрепления попадают на ленточные конвейеры, а затем

через поперечный конвейер - на участок реновации скреплений.

Очистка звеньев РШР производится агрегатом № 2 (см. табл. 2, рис. 2) способом обжига скреплений горелками и их последующей механической очистки щетками. Кроме того, агрегат производит механическую очистку шпал от загрязнителей. Горелки работают на дизельном топливе.

Агрегат отвинчивания гаек клеммных болтов № 3 (рис. 3, а) осуществляет отвинчивание гаек клеммных болтов в скреплении типа КБ, а также гаек закладных болтов и шурупов скреплений модификаций ЖБР, помимо этого, в скреплении КБ дополнительно осуществляет смещение клеммных болтов в гнездах подкладок для облегчения последующего удаления деталей сборки. Агрегат отвинчивания гаек закладных болтов № 4 вместе с отвинчиванием

Рис. 2. Агрегат обжига и очистки звена б)

гаек выполняет демонтаж подкладок с прокладками со шпал и представляет собой экипаж рамной конструкции, аналогичный агрегату № 3 (см. рис. 3, а). После отвинчивания гаек агрегат смещает подкладки на конвейер пути-стенда в пространство между шпалами.

Агрегаты уборки и пакетирования бракованных шпал № 5 и укладки шпал взамен бракованных № 6 (рис. 4) одинаковы по конструкции и представляют собой тележку рамной конструкции, перемещающуюся по пути-стенду. Агрегат № 5 может работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах.

После формирования пакета из 32 шпал (четыре ряда по восемь шпал) козловой кран забирает пакет с агрегата.

Работа агрегата № 6 может осуществляться по двум вариантам. В случае отсутствия шпалы агрегат перемещает из пакета шпалу и уклады-

вает ее по эпюре, выравнивая по торцам относительно оси пути-стенда. Если необходима только постановка эпюры, агрегат сдвигает шпалу на шаг эпюры с выравниванием по торцам.

Агрегат раскладки клеммных и закладных сборок № 7 (рис. 5, а) предназначен для транспортирования и раскладывания клеммных и закладных сборок скрепления типа КБ на разложенные и выровненные на стендовом пути шпалы. Установка элементов на звено осуществляется монтерами пути. При работе со скреплениями модификаций ЖБР с его помощью производится раскладка элементов, входящих в состав указанных скреплений. Агрегат представляет собой перемещающуюся по пути-стенду самоходную тележку, на раме которой устанавливаются сменные бункеры для вышеуказанных элементов скреплений, а также бункеры для нашпальных прокладок.

Рис. 4. Агрегат уборки, пакетирования (укладки взамен бракованных) шпал а) б)

Рис. 5. Агрегаты раскладки клеммных и закладных сборок (а), прокладок и подкладок (б)

Агрегат раскладки прокладок и подкладок № 8 (см. рис. 5, б) представляет собой самоходную тележку, на раме которой устанавливаются бункер для подкладок скрепления типа КБ, площадки для монтеров пути и ящиков для нашпальных и подрельсовых прокладок для скреплений КБ и модификаций ЖБР. Установка элементов на звено осуществляется монтерами пути.

Агрегаты завинчивания гаек клеммных болтов № 9 и 10 (см. рис. 3, б) предназначены для завинчивания элементов скреплений типа КБ и модификаций ЖБР. В целом агрегаты конструктивно одинаковы с единственным различием в расстоянии между шпинделями.

Рассмотрим работу участка на примере ремонта звеньев со скреплением типа КБ. Работа на участке начинается с раскладки звеньев на пути-стенде козловыми кранами. Затем агрегат обжига и очистки звена, перемещаясь по звеньям, производит их очистку. Следом по объемлющему пути движется агрегат отвинчивания гаек клеммных болтов. Далее производятся ручные операции по сбросу клемм-ных сборок на скаты пути-стенда и затем на ленточный конвейер и через поперечный конвейер на участок сортировки скреплений. Затем козловыми кранами осуществляется уборка рельсов. После чего перемещается агрегат отвинчивания гаек закладных болтов, который смещает на ленточный конвейер подкладки с закладными сборками. Далее перемещается агрегат уборки и пакетирования бракованных шпал. Агрегат собирает пакет шпал, после чего с помощью траверсы он убирается козловым краном для складирования и последующей утилизации. Затем по объемлющему пути перемещается агрегат укладки шпал взамен бракованных. Козловым краном на агрегат устанавливают пакет новых шпал, которые агрегат раскладывает по эпюре и выравнивает по торцам. В случае сдвижки шпал и нарушения эпюры на старогодных шпалах агрегат восстанавливает эпюру от предыдущей шпалы, которая лежит без нарушения эпюры.

Далее агрегаты раскладки скреплений производят раскладку прокладок, подкладок, клем-мных, закладных болтов, а также подрельсовых прокладок. Объем элементов, раскладываемых на звено, рассчитан на 10 звеньев, поэтому в течение смены козловые краны с помощью бунке-

ров грейферного типа производят заполнение подкладками, а бункеры с прокладками, клемм-ными и закладными сборками являются сменными. Заполнение сменных бункеров и бункеров грейферного типа осуществляется ленточными конвейерами на участке сортировки скреплений.

Далее козловыми кранами производится установка рельсов, после чего монтеры пути устанавливают клеммные и закладные сборки на звено. Затем с интервалом в пять метров агрегаты завинчивания гаек клеммных и закладных болтов, двигаясь по собираемому звену, прикрепляют рельсы к подкладкам и подкладки к шпалам. Длина фронта расположения агрегатов составляет 175 м.

По окончании перемещения агрегаты выезжают на участок выбега, после чего они разворачиваются и устанавливаются кранами в обратном направлении в технологической последовательности работы.

С целью компактности сопутствующие ремонту и параллельно выполняемые процессы подготовки рельсов, реновации скреплений, переработки резинотехнических изделий и утилизации железобетонных шпал производятся в непосредственной близости к участку ремонта.

Известная линия ЛРЗС вышеуказанных участков в свой состав не включала. Кроме того, более чем тридцатилетний период отсутствия комплексной механизации рассматриваемого вида работ, произведенные расчеты и наблюдения дали возможность осуществить технико-экономическую оценку предлагаемого способа по сравнению с «ручным» способом на пути-шаблоне по нормам времени [1] на скреплении типа КБ (табл. 3). Ремонт звеньев со скреплениями модификаций типа ЖБР в настоящее время на участке не производится из-за отсутствия объемов ремонта звеньев с таким типом скреплений.

Таким образом, применение участка ремонта звеньев в рамках пилотного проекта комплексной механизации и автоматизации обеспечивает повышение годового объема отремонтированной решетки на 76 %, а также снижение эксплуатационных расходов на один километр отремонтированной решетки на 48 %. Это, в свою очередь, позволяет сделать следующий шаг в повышении эффектив-

ности деятельности предприятий путевого хо- пути - централизации производства работ и зяйства Центральной дирекции по ремонту оптимизации их количества.

Таблица 3

Технико-экономические показатели участка ремонта звеньев

Показатель Вариант ремонта

Старогодная РШР на пути-шаблоне по ОНВ 1.59 [1] Старогодная РШР с использованием участка ремонта звеньев

Количество персонала, чел. 12 25

Выработка за 8-часовую смену, м 120 500

Трудоемкость ремонта 1 км решетки, чел.-ч. 800 400

Возможный годовой объем отремонтированной решетки (с учетом коэффициента погодных условий 0,85), км 25,5 106,5

Эксплуатационные расходы на один километр отремонтированной решетки, р. 1 105 872 576 636

Библиографический список

1. Нормы времени на работы по ремонту верхнего строения пути : утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 04.07.2014 № 1582р : с изм. по распоряжению ОАО «РЖД» №262/р от 12.02.2018.

2. Путевые машины : учебник / под ред. М. В. Поповича, В. М. Бугаенко. М. : УМЦ ЖДТ, 2019. 960 с.

3. Kosenko S., Akimov S., Surovin P. Technology of rail replacement at end stresses // MATEC Web of Conferences. 2018. № 216 (47): 01002.

4. Труханов П. С. Оценка надежности рельсовых скреплений и рациональные сферы их применения при реконструкции пути // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3. С. 82-89.

5. Метод смены температурно зажатых уравнительных рельсов бесстыкового пути / С. А. Косенко, Р. В. Шаньгин, А. С. Шуругин, С. С. Акимов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 3. С.187-190.

6. Карпущенко Н. И., Пикалов А. С., Труханов П. С. Оценка надежности технологических процессов реконструкции железнодорожного пути по данным об отказах путевых машин // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2019. № 2. С. 5-11.

7. Величко Д. В., Пикалов А. С. Система рационального использования железобетонных шпал // Транспорт Урала. 2010. № 3. С. 93-97.

8. Инновационная технология демонтажа рельсошпальной решетки / А. С. Пикалов, А. С. Клементов, О. Н. Куликов, Д. В. Резанов // Путь и путевое хозяйство. 2018. № 8. С. 22-27.

9. Величко Д. В., Пикалов А. С. Эффективность организации ремонта пути в режиме длительного закрытия перегона // Транспорт Урала. 2011. № 4. С. 77-81.

10. Воробьев В. С., Верескун В. Д., Репина И. Б. Ресурсно-технологические модели в формировании плана работ по ремонту и содержанию железных дорог // Вестник РГУПС. 2014. № 3. С. 97-101.

A. S. Pikalov, A. S. Klementov, A. A. Sevostyanov, O. N. Kulikov

Complex Repair Process for Track Grid Links

Abstract. The article considers the project of complex mechanization and automatization of the process of repair of rail-sleeper grid links (RSHR). The well-known and previously used means of mechanization of work, for example, units of the bench link repair line (LRSZ), over the past time, have become morally and structurally outdated and written off due to failure.

The presented project combines the existing best practices of two branches of Russian Railways - the Khabarovsk center of the design Bureau for infrastructure (PKB I) and the West Siberian Directorate for track repair. The project was implemented at the specialized machine station No. 168 of the Sverdlovsk Directorate for track repair and provides an increase in the efficiency of work on the repair of RSHR links by increasing the volume of production and reducing labor intensity. The joint work of the sections makes it possible to mechanize and automate the process of repairing links, providing an increase in the efficiency of work on repairing links of the control room by increasing the output and reducing labour intensity. The main repair section includes a 532 m long track-stand and a set of devices and units.

The well-known LRSZ line did not include the aforementioned areas in its composition. In addition, more than thirty years of the absence of comprehensive mechanization of the type of work under consideration, the calculations and observations made it possible to make a technical and economic assessment of the project. On the example of repairing the RSHR on a fastener of KB type, the use of the section for repairing links within the framework of a pilot project provides an increase in the annual volume of the repaired grid by 76 %, as well as a reduction in operating costs per kilometer of the repaired grid by 48 %. This, in turn, allows us to take the next step in increasing the efficiency of the track facilities enterprises of the Central Directorate for Track Repair -centralizing the production of work and optimizing the number of works.

Key words: railway track; the upper structure of the track; mechanization and automation repair process for track grid links; organization of work.

Пикалов Александр Сергеевич - кандидат технических наук, начальник отдела разработки и внедрения новых проектов Центральной дирекции по ремонту пути - филиала ОАО «РЖД». E-mail: pikalov_alex@mail.ru

Клементов Алексей Сергеевич - кандидат технических наук, заместитель начальника конструкторского отдела Хабаровского центра путевых звеносборочных линий и машин отделения пути и путевых машин Про-ектно-конструкторского бюро по инфраструктуре - филиала ОАО «РЖД». E-mail: klementov2011@yandex.ru

Севостьянов Александр Александрович - аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: seva2233@yandex.ru

Куликов Олег Николаевич - аспирант кафедры «Путь и путевое хозяйство» Сибирского государственного университета путей сообщения. E-mail: kulikovon@live.ru