CC BY
1
Тарасов Евгений Александрович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Воронеж, Воронежский государственный технический университет
INVESTIGATION OF DAMAGE TO THE RIM OF THE REAR WHEEL OF A DUMP TRUCK
E.A. Tarasov
Serious damage to the inner rim of the rear twin wheel of one dump truck was noted during the operation of a fleet performing transport tasks. It was the driving wheel, and its damage occurred when driving with a load exceeding the permissible value. The study of individual fragments of the damaged rim surface was carried out visually, as well as using a digital microscope with a portable head. Vickers hardness measurements and microscopic observations of the structure of the sample material cut along the thickness of the rim disk were carried out. The load on the driving torque of the twin wheels of the rear axle of the dump truck is calculated when they are coupled with various types of road irregularities and at various vertical loads of the wheels. An analysis of the stress distribution in the rim, modeled using the finite element method, was also carried out for several possible wheel loading scenarios. The damage to the rim was caused by the simultaneous action of several factors, such as overloading the car, poor tire condition, load on the drive wheel by part of the car's weight and torque.
Key words: dump truck, rim, tire, failure.
Tarasov Evgeny Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, 382652@mail. ru. Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University
УДК 621.86
DOI: 10.24412/2071 -6168-2024-3 -602-603
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА УКЛАДКИ РЕЛЬСОШПАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САМОХОДНОГО ПОРТАЛА
А.А. Шубин, Р.Р. Габбасов, Н.А. Витчук, А.Н. Шафорост
Укладку звеньев рельсошпальной решетки железнодорожного пути выполняют с помощью укладочного поезда, состоящего из комплекса специальных машин, основной из которых является самоходный укладочный кран. Основным недостатком существующего технологического процесса укладки рельсошпальных решеток в путь является то, что укладочный кран периодически перемещается к основному составу укладочного поезда за новым пакетом рельсошпальных решеток и, следовательно, выполняет дополнительные операции, не связанные с непосредственной укладкой рельсошпальной решетки. Из-за этого снижается производительность укладочного поезда. Поэтому предлагается модернизировать процесс укладки пути на основе введения в состав укладочного поезда самоходного портала для перемещения пакетов рельсошпальных решеток. Введение в состав укладочного поезда самоходного портала позволит увеличить производительность с 685 м/ч до 857 м/ч и сократить необходимое количество монтеров пути на 8 человек.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, производительность, рельсошпальная решетка, самоходный портал, укладочный поезд, укладочный кран.
Укладку звеньев рельсошпальной решетки железнодорожного пути при его строительстве и ремонте выполняют с помощью укладочного поезда, включающего в свой состав комплекс специальных машин [1-4].
Укладочный поезд к месту выполнения работ доставляют с помощью локомотива, который также перемещает платформы с рельсошпальными решетками вдоль фронта выполняемых работ [2, 3].
Основной машиной, входящей в состав укладочного поезда, является самоходный укладочный кран, который непосредственно производит укладку рельсошпальных решеток в путь, а также перемещается от места укладки звеньев к составу платформ с пакетами рельсошпальных решеток. Особенностью укладочного крана являются подъемные стойки, которые позволяют выполнять укладку звеньев в путь с пакетом, состоящим из семи рель-сошпальных решеток. Однако при полностью выдвинутых подъемных стойках кран выходит за допустимый габарит по высоте, что может привести к травматизму при выполнении работ на электрифицированных участках пути [5, 6].
Для обеспечения безаварийной транспортировки пакетов рельсошпальных решеток платформы оборудуют универсальным съемным оборудованием. Для передачи пакетов рельсошпальных решеток вдоль всего состава на крайнюю платформу, с которой их перетягивают на кран, используют моторные платформы МПД-2 с лебедками и кабиной управления. В зависимости от длины состава моторные платформы могут устанавливаться через каждые три-четыре платформы [7].
Основным недостатком существующего технологического процесса укладки рельсошпальных решеток в путь является то, что укладочный кран периодически перемещается к основному составу укладочного поезда за новым пакетом рельсошпальных решеток и, следовательно, снижается метраж уложенных в путь рельсошпальных решеток за цикл работы крана.
С целью повышения производительности работы укладочного крана на АО «Калугапутьмаш» разработа-
на новая технология укладки рельсошпальных решеток в путь [8]. Ее особенностью является то, что кран непрерывно выполняет укладку рельсошпальной решетки, а пакеты звеньев к нему доставляются самоходной платформой. Это стало возможным благодаря разработке новой конструкции платформы для перевозки рельсошпальной решетки длиной 25 метров [9].
Другой особенностью перспективного укладочного комплекса [8, 9] является механизированная плат-
форма с установленными на ней подъемниками, которые позволяют поднимать весь пакет рельсошпальных решеток и разделять его на одно-два звена, которые далее на специальных тележках с помощью лебедки перетягиваются на самоходную платформу и на ней перемещаются к крану. Кран содержит неповоротные стойки, пропускающие 2-3 звена, что упрощает его конструкцию.
Наряду с основными преимуществами существующей технологии передачи и укладки рельсошпальной решетки в путь можно выделить ряд нерешенных задач:
- необходимость перемещения пакетов рельсошпальной решетки с помощью лебедок платформ МПД-2 по принципу эстафеты;
- дополнительное время, затрачиваемое на разделение пакета рельсошпальных решеток;
- задействование в процессе перемещения нескольких человек (операторы МПД-2 и платформы с подъемниками, рабочие для размотки каната с лебедок).
Похожий способ перемещения железобетонных шпал широко используют в зарубежных укладочных комплексах, например, RU 800 S (Австрия) [10], VFW 2001 (Германия) [11] и др. В этих комплексах применение самоходного портала позволяет облегчать выполнение трудоемких задач и механизировать основные процессы процесса укладки пути.
Данные зарубежные машины имеют также ряд недостатков:
- предназначены исключительно для перемещения шпал;
- низкая грузоподъемность (30 шпал);
- габарит подвижного состава не соответствует нормам Российской Федерации;
- отсутствует техническое обслуживание в случае санкционного давления.
Поэтому с целью снижения трудоемких операций, выполняемых рабочими, а также повышения уровня
механизации процесса укладки рельсошпальных решеток предлагается разработать самоходный портал для перемещения пакетов рельсошпальных решеток вдоль состава укладочного поезда. Данный портал будет перемещаться по технологическим рельсам, установленным по краю платформы, а его техническое обслуживание будет осуществляться на основе методики, рассмотренной в [12, 13].
На основе анализа конструкций отечественных и зарубежных машин была разработана концептуальная
модель укладочного поезда, содержащего самоходный портал для перемещения рельсошпальных решеток длиной 25 м (рис. 1) [14], и в настоящее время осуществляется его конструктивная проработка.
Рис. 1. Самоходный портал укладочного комплекса: 1 - кабина управления; 2 - рама-портал; 3 - балка;
4 - машинное отделение; 5 - подрамник; 6 - балансирная тележка; 7- траверса; 8 - механизм захвата
рельсошпальной решетки
Самоходный портал представляет собой грузоподъемную машину, которая состоит их двух рам-порталов (2), соединённых между собой продольной балкой (3) П-образной формы с диафрагмами. На одном консольно-закрепленном подрамнике (5) располагается кабина управления (1), а на втором подрамнике (5) машинное отделение (4) со всем силовым оборудованием. Механизм передвижения выполнен в виде балансирных тележек (6). Передача момента на колеса балансирных тележек осуществляется за счет зацепления цепной передачи и гидромотора, который находится в верхней части каждой из опор рамы-портала. Траверса перемещаются по направляющим, установленным на вертикальных стойках рамы-портала (2), на них же закреплены зубчатые рейки, с которыми в зацеплении находятся шестерни механизма подъема траверсы. Захват и удержание рельсошпальной решетки осуществляется за счет установленной на траверсе стопорной системы в виде нормально замкнутых зубчатых кулачков, выдвигающихся по направляющим. На балке (3) закреплены направляющие и клещевые захваты, предотвращающие смещение транспортируемого звена в продольном и поперечном направлении относительно портала. Для обеспечения кругового обзора портал оснащен промышленным телевидением (видеокамерой), сигнал с которого передается на дисплей машиниста крана. Самоходный портал передвигается по технологическим путям, установленным по краям платформ вдоль всего поезда. На платформе укладывается до четырех звеньев рельсошпальной решетки.
Работа с платформой №1 660 с
Укладка звена 1 90 с
Укладка звена 2 90 с
Укладка звена 3 90 с
Укладка звена 4 90 с
Укладка звена 5 90 с
Укладка звена 6 90 с
Укладка звена 7 120 с
Работа с платформой №2 660 с
Укладка звена 1 90 с
Укладка звена 2 90 с
Укладка звена 3 90 с
Укладка звена 4 90 с
Укладка звена 5 90 с
Укладка звена 6 90 с
Укладка звена 7 120 с
Передвижение крана к поезду 400 с
Суммарное время работы 1720 с
I
ж
к
3
Ьэ
120 с о п
о Г"-1—1
и о
и г-1
о
г-
о
1> о сл о п
1—1
и 7-1 (Ч
и <3\
г--1—1
1>
ю 1-5 « <и л № си М еч я -х § я У >> Подъем звена Вынос звена Опускание звена Стыковка и укладка звена Подъем н возврат траверсы й щ 1-] ее 33 ее ИЗ ее & (О К К (О ш э & с Укладка звена 7 Подъем звена Вынос звена Опускание звена ее ИЗ (О рр О ее Ы § & К ее <А РР О И Я н и Переворот звена Подъем и возврат траверсы Передвижение крана на 25 м.
Рис. 2. Циклограмма работы укладочного поезда при реализации существующего способа укладки
рельсошпальной решетки (продолжение)
Рис. 3. Циклограмма работы укладочного поезда при реализации предлагаемого способа укладки
рельсошпальной решетки
На основе зависимостей, изложенных в [2] была рассчитана производительность существующего и предлагаемого способов укладки рельсошпальной решетки и построены циклограммы процесса работы укладочного поезда при реализации этих способов (рис. 2 и 3).
Сравнительная характеристика основных показателей эффективности существующего и предлагаемого способа укладки рельсошпальной решетки приведена в таблице.
По итогам сравнения можно видеть, что за счет введения самоходного портала производительность увеличивается с 685 м/ч до 857 м/ч, а необходимое количество монтеров пути сокращается на 8 человек.
Сравнительная характеристика способов укладки рельсошпальной решетки
"—--......Вариант Показатель ^ ■—__ Существующий способ укладки пути Предлагаемый способ укладки пути Выигрыш в качественных параметрах
Производительность, м/час 685 857 +25,1%
Необходимое количество платформ, шт. 4 5 -1
Необходимое количество человек МПД-2 - 3 чел. Самоходный портал - 1 чел. +8
Перетяжка звеньев - 6 чел. Укладочный комплекс - 2 чел.
Строповка - 2 чел.
Данное увеличение производительности связано механизацией и автоматизацией технологического процесса укладки пути, а также с совмещением операций по формированию пакетов рельсошпальной решетки, транспортировки их к месту работы крана и укладкой в путь.
Список литературы
1. Путевые механизмы и инструменты / Р.Д. Сухих, В.М. Бугаенко, Ю.С. Огарь и др.; под общ. ред. Р.Д. Сухих. М.: УМК МПС, 2002. 428 с.
2. Крейнис З.Л., Коршикова Н.П. Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути. М.: УМК МПС России, 2001. 768 с.
3. Путевые машины / С.А. Соломонов, М.В. Попович, В.М. Бугаенко и др.; под ред. С.А. Соломонова. М.: Желдориздат, 2000. 756 с.
4. Федосов А.В. Устройство, текущее содержание и ремонт железнодорожного пути. Мн.: РИПО, 2020.
429 с.
5. Попович М.В., Волковойнов Б.Г., Атаманюк А.В. Расчет вписывания путевой машины в габарит подвижного состава: учебное пособие. СПб.: ПГУПС, 2016. 41 с.
6. Борц Ю.В., Чекулаев В.Е. Контактная сеть. М.: Транспорт, 2001. 247 с.
7. Типовая технологическая карта (ТТК). Сборка звеньев рельсошпальной решетки и стрелочных переводов.
8. Доклад на совещании ОПЖТ. Официальный сайт объединения производителей железнодорожной техники [Электронный ресурс] URL: http://opzt.ru/wp-content/uploads/2018/09/3-Harin-I.V.pdf (дата обращения: 03.11.2023).
9. Патент 2637262 РФ. Способ укладки, разборки железнодорожного пути и укладочно-разборный поезд для его осуществления / А.В. Антропов, И.Ю. Ефимов, И.В. Харин, А.Н. Ляльков, В.В. Васильев. Опубл. 01.12.2017. Бюл. № 34.
10. Комбинированная машина для непрерывного процесса реконструкции пути и очистки щебеночного основания RU 800 S. Официальный сайт компании Plasser&Theurer. [Электронный ресурс]. URL: https://www.plasser1:heurer.com/ru/mashiny/tekhnologiia/rekons1:rukciia-i-stroitelstvo-putei/potochnyi-metod/ru-800-s (дата обращения: 03.11.2023).
11. Машина для ремонта пути VFW 2001. Официальный сайт компании WIEBE. [Электронный ресурс]. URL: https://www.wiebe.de/en/vfw-2001 -2/ (дата обращения: 03.11.2023).
12. Анцев В.Ю., Игнатенко Е.Ю., Панфёрова Т.А. Совершенствование процесса технической эксплуатации подъемно-транспортных машин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2009. Вып. 2: в 2 ч. Ч. 1. С. 187-192.
13. Анцев В.Ю., Толоконников А.С., Ковалева А.Е. Управление эксплуатацией грузоподъемных машин на основе процессного подхода // Подъемно-транспортное дело. 2012. № 1 (66). С. 5-7.
14. Шубин А.А., Попович А.О., Ефремов М.А. Разработка концепции перспективного путеукладочного поезда // Мат. междунар. науч.-техн. конф. «Наземные транспортно-технологические комплексы и средства»: 08 февраля 2021 / под общ. Ред. Ш.М. Мерданова. Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2021. С. 291-294.
Шубин Александр Анатольевич, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Калуга, Калужский филиал Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет),
Габбасов Ринат Рифкатович, студент, [email protected]. ru, Россия, Калуга, Калужский филиал Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет),
Витчук Наталья Андреевна, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Калуга, Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского,
Шафорост Александр Николаевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
INCREASING THE PRODUCTIVITY OF THE PROCESS OF LAYING A RAIL GRATING BASED ON THE USE OF A
SELF-PROPELLED PORTAL
A.A. Shubin, R.R. Gabbasov, N.A. Vitchuk, A.N. Shaforost
A laying train consisting of a complex of special machines, the main of which is a self-propelled laying crane, lays the links of the rail grating of the railway track. The main disadvantage of the existing technological process of laying
607
rail grilles in the way is that the laying crane periodically moves to the main structure of the laying train for a new package of rail grilles and, therefore, performs additional operations not related to the direct laying of the rail grating. Because of this, the performance of the stacking train is reduced. Therefore, we propose to modernize the process of laying the track by introducing a self-propelled portal into the composition of the laying train for moving packages of rail grilles. The introduction of a self-propelled gantry into the laying train will increase productivity from 685 m/h to 857 m/h and reduce the required number of track fitters by eight people.
Key words: railway transport, efficiency, rail grating, self-propelled portal, laying train, laying crane.
Shubin Alexander Anatolyevich, candidate of technical sciences, docent, manager of department, [email protected], Russia, Kaluga, Kaluga, Bauman Moscow State Technical University Kaluga Branch,
Gabbasov Rinat Rifkatovich, student, gabbasov@student. bmstu. ru, Russia, Kaluga, Bauman Moscow State Technical University Kaluga Branch,
Vitchuk Natalia Andreevna, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Kaluga, Kaluga State University named after K.E. Tsiolkovsky,
Shaforost Alexandr Nikolaevich, candidate of technical science, docent, akar06@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.86:629.331
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-3-608-609
ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАФЕДРЫ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ПРОЦЕССОВ
В.И. Коноплев, В.Ю. Анцев, А.В. Редькин, А.В. Груничев
Представлена историческая справка об изобретательской деятельности кафедры «Транспортно-технологические машины и процессы» политехнического института Тульского государственного университета. Приведены основные итоги изобретательской деятельности по основным направлениям научной деятельности кафедры и ее сотрудников.
Ключевые слова: изобретательская деятельность, историческая справка.
2022 год для политехнического института Тульского государственного университета был годом больших структурных преобразований. В их результате на основе объединения кафедр «Подъемно-транспортные машины и оборудование» (ПТМиО) и «Автомобили и автомобильное хозяйство» (АиАХ) образовалась новая кафедра «Транс-портно-технологические машины и процессы» (ТТМиП). Объединение кафедр совпало с их знаменательными датами: 75-летием кафедры «Подъемно-транспортные машины и оборудование» (1949 - 2023 гг.) и 40-летием первого приема студентов на специальность «Автомобили и автомобильное хозяйство» (1983 - 2023 гг.) по дневной и заочной формам обучения [1-3].
Кафедра «Подъемно-транспортные машины и оборудование» создана в 1949 г. с целью обеспечения промышленности Тульской области специалистами в области подъемно-транспортного машиностроения.
В разные годы кафедру «Подъемно-транспортные машины и оборудование» возглавляли заведующие: 1949 - 1974 гг. - д-р техн. наук, проф. А.Н. Тер-Мкртичьян; 1974 - 1978 гг. - канд. техн. наук, доц. А.А. Кисурин; 1978 - 1988 гг. - д-р техн. наук, проф. Н.И. Харитонов; 1988 - 1993 гг. - канд. техн. наук, доц. В.Г. Сальников; 1993 г. - канд. техн. наук, доц. Г.Г. Дубенский; 1993 - 1998 гг. - д-р техн. наук, проф. В.С. Кутепов; 1998 - 2005 гг. - д-р техн. наук, проф. П.А. Сорокин; 2006 -2008 гг. - канд. техн. наук, доц. В.В. Беляев; 2009 -2022 гг. - д-р техн. наук, проф. В.Ю. Анцев.
Кафедра «Подъемно-транспортные машины и оборудование» с момента ее образования активно занималась изобретательской деятельностью, неоднократно занимала высокие места в рейтинге университета по данному направлению. В разные годы ряд сотрудников кафедры выдвигались на стенд «Лучшие изобретатели университета» - Сорокин П.А., Кутепов В.С., Коноплев В.И., Сальников В.Г.
Арсен Никитович Тер-Мрктичьян, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой (1949 - 1974 гг.)
Научное направление кафедры с начала ее организации (1949 г.) связано с вопросами прочности и устойчивости грузоподъемных кранов мостового и козлового типов. Коллективом преподавателей (д-р техн. наук, проф. Щукин В.Ф., канд. техн. наук, доцент Автономов Ю.В., канд. техн. наук, доцент Барышников П.А., канд. техн. наук, доцент Клейнерман А.Л., канд. техн. наук, профессор Голутвин В.А., старший преподаватель Коркин К.К.), возглавляемым А.Н. Тер-Мкртичьяном получено 65 авторских свидетельств и патентов.
