CC BY
39
«ТРАНСПОРТЫ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГИ ПЕРЕВЕЗЕНЬ»
36ipHUK наукових праць ДНУЗТ iM. акад. В. Лазаряна. Вип. 14. 2017р.
УДК 656.213
Д. М. КОЗАЧЕНКО1*, В. I. БОБРОВСЬКИЙ2*, О. Б. ОЧКАСОВ3*, А. П. ШЕПОТЕНКО4*
'* Каф. «Управлiння експлуатацшною роботою», Днiпропетровський нацiональний унтерсктет 3ani3HK4Horo транспорту iMem aкaдемiкa В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, м. Дшпро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 70, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0003-2611-1350
2 Каф. «Станци та вузли», Днiпропегровський нaцiонaльний ушверситет зaлiзничного транспорту iменi aкaдемiкa В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, м. Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (068) 444 63 95, ел. пошта: [email protected], ORCID 0000-0001-8622-2920
3 Каф. «Локомотиви», Днтропетровський нацюнальний ушверситет зaлiзничного транспорту iменi aкaдемiкa В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, м. Дншро, Украша, 49010, тел. + 38 (056) 733 19 61, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0002-7719-7214
4* Каф. «Локомотиви», Дшпропетровський нацюнальний ушверситет зaлiзничного транспорту iменi академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, м. Дншро, Украша, 49010, тел. + 38 (056) 733 19 61, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0003-4349-1674
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХН1ЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ П1Д'1ЗНИХ КОЛ1Й ЕЛЕВАТОР1В ДЛЯ НАВАНТАЖЕННЯ В1ДПРАВНИЦЬКИХ МАРШРУТ1В
Мета. Метою статп е удосконалення пiдходiв до проектування та експлуатаци шд'1зних колiй зернових елевaторiв для можливостi навантаження на них прямих вiдпрaвницьких мaршрутiв. Методика. Дослщжен-ня виконaнi на основi методiв оргашзацп експлуатацшно1 роботи зaлiзниць. Результати. Одним iз основних методiв зниження витрат у логiстичному лaнцюзi, що забезпечуе експорт зернових вантаж1в е маршрутиза-цiя перевезень. Використання ще1 технологи в умовах Украши обмежуеться низькою навантажувальною спроможнiстю елевaторiв. В статп розробленi принциповi схеми колшного розвитку шд'йних колiй елева-торiв та проaнaлiзовaно використання рiзних техшчних зaсобiв для виконання маневрово1 роботи на них. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягае у тому, що в нш розроблено методику та отримано тех-шко-експлуатацшну оцшку технiчного оснащення та технологи роботи шд'1зних колiй зернових елевaторiв для навантаження вщправницьких мaршрутiв. Практична значимкть. Результати виконаних дослiджень можуть бути використат при проектувaннi, реконструкцп юнуючих та будiвництвi нових елевaторiв, а та-кож для оцiнки витрат, пов'язаних з рiзними логiстичними схемами доставки зерна у морсьш порти.
Ключовi слова: зaлiзничний транспорт; зерновий елеватор; перевезення зернових; вiдпрaвницький маршрут; шд'1зна колiя
Вступ
На сьогодш зерно е одним iз основних екс-портних товарiв в^чизняно! економiки. У 2016/2017 маркетинговому рощ Укра1ною було експортовано 43,9 млн т зернових, що у грошовому е^валент складае бшя 17 % вщ загаль-ного експорту кра1ни та е другим результатом у свт пiсля США (92 млн т). Однiею iз проблем, яку необхщно вирiшити для тдвищення кон-курентоспроможностi вiтчизняного зерна на зовшшшх ринках, е зниження лопстичних витрат. Так, згiдно з ощнкою Свiтового банку [14] лопстичш витрати на експорт зерна в Укра1ш складають 50-55 USD/т, тобто бшя 35 % вщ його кшцево! вартостi; в той же час у США ц витрати знаходяться на рiвнi 30 USD/т, що складае бiля 9 % вщ вартостi зерна [8].
Скорочення лопстичних витрат, пов'язаних з перевезеннями зерна, може бути досягнуто за рахунок удосконалення техшчних засобiв та
технологш, що 1х забезпечують.
Аналiз в^чизняно! системи зберiгання та транспортування зерна на експорт виконано в [3]. Представлеш в данiй робот результати по-казують, що одшею iз сучасних проблем логiс-тичного забезпечення перевезень зернових е недосконалють взаемодп елеваторiв та залiзни-чного транспорту. Ця неузгодженiсть насампе-ред викликана низькою навантажувальною спроможшстю елеваторiв, якi в бiльшостi випа-дюв можуть завантажити 10-12 вагонiв на добу. Така ситуащя в сукупносп зi значною розпо-рошенiстю станцш навантаження зерна по те-ритори кра1ни призводить до неможливостi в> двантаження зернових вантажiв вщправниць-кими маршрутами. В результат зерно е единим видом масових вантажiв, що переважно перевозиться повагонними вщправками ^ при серед-ньому рiвнi вщправницько! маршрутизаци по Укрзалiзницi 40-45 %, маршрутизащя переве-
doi: https://doi.org/10.15802/tstt2017/123171 50
© Козаченко Д. М., Бобровський В. I.,
Очкасов О. Б., Шепотенко А. П. 2017
зень зерна становить лише 10 % [5, 10].
Необхщно вщмггити, що бущвництво знач-но1 частини елеваторiв в Украiнi здiйснювалось за чашв СРСР. Бiльше того, «Норми технолоп-чного проектування хлiбоприймальних шдпри-емств та елеваторiв» [9] залишаються незмш-ними з тих часiв i новi елеватори також буду-ються вiдповiдно до застарiлих вимог. Зпдно з [9], типовi проекти пристроiв для навантаження зерна розробляються, виходячи з розрахунку обробки однiеi групи вагошв мiсткiстю 1000 т, 1500 т, 2000 т, 3000 т. Для тдприемств з розра-хунковим добовим об'емом навантаження по-над 1000 т необхщно приймати добове навантаження зерна не менше вантажошдйомносп залiзничного маршруту. Фронт навантаження i розвантаження залiзничних маршрутiв повинен визначатися з умови навантаження або розван-таження маршруту не бiльше шж в двi-три по-дачi. Для конкретних пунктiв будiвництва кшь-юсть подач на добу i iх величина встановлюва-лись Мiнiстерством шлях1в сполучення (МШС, зараз Укрзалiзницею). Розрахунковий об'ем операцш згiдно з [9] необхщно визначати з урахуванням коефщеипв нерiвномiрностi вiд-вантаження зерна за формулою
д ВКм Кд
Вр 330 ,
де В - рiчний обсяг навантаження зерна, т;
Км, К - вiдповiдно, коефiцiенти мiсячноi та добовоi нерiвномiрностi перевезень;
330 - розрахункова кшьюсть дiб, протягом яких здшснюеться навантаження зерна протягом року.
Зпдно з [9] для типових проектов елеваторiв значення коефiцiентiв нерiвномiрностi необхщ-но приймати рiвними Км = 2 та Кд = 2,5 .
На рис. 1 представлена залежшсть стввщ-ношення мiж розрахунковими та середньодо-бовими обсягами навантаження елеватора вщ рiчних обсяпв навантаження.
Аналiз рис. 1 показуе, що для виконання вимог [9] необхвдне створення значних резервiв навантажувально1' спроможностi елеваторiв, якi в окремих випадках повиннi забезпечувати до-бовi обсяги навантаження, що бшьше нiж у 20 разiв перевищують середньодобовi. В той же час, аналiз фактичних розмiрiв навантаження зерна на 30 основних станцiях показуе, що iз iмовiрнiстю 0,95 сшввщношення мiж фактич-ними добовими обсягами навантаження i сере-дньодобовими не перевищуе 1,9.
22 20 18 16 14
О
8 6 4
2 0
О 100 200 300 400
Р/чний обсяг навантаження, тис. т
Рис. 1. Залежшсть сшввщношення м1ж розрахунковими та середньодобовими обсягами навантаження елеватора в1д р1чних обсяпв навантаження
В цшому норми [9] стосуються лише колш-но! iнфраструктури та навантажувальних при-стро1'в елеватора. Це пов'язано з тим, що обслу-говування елеваторiв в СРСР здшснювалось у переважнiй бiльшостi випадкiв локомотивами залiзниць, i тому вимоги [9] сформульоваш таким чином, щоб iнфраструктура елеватора надавала змогу найбшьш ефективно 1х викорис-товувати тд час маневрово1' роботи. В той же час, значш витрати коштов на створення та екс-плуатацiю резервiв навантажувально1' спромо-жносто елеваторiв е економiчно необгрунтова-ними для 1'х власникiв. У зв'язку з тим, що в Украш вiдсутнi вимоги щодо спiввiдношення мiж розрахунковою навантажувальною спро-можнiстю елеваторiв та обсягами замовлень на перевезення вiд них, то вимоги [9] щодо ств-вiдношення мiж розрахунковою та середньодо-бовою навантажувальною спроможнютю еле-ваторiв фактично не виконуються.
Необхiдно вiдзначити, що навантажувальна спроможшсть елеваторiв визначаеться не лише потужшстю навантажувальних пристро!'в та колiйною шфраструктурою, а i технологiею виконання маневрово! роботи та технiчними засобами, що и забезпечують. Однак в [9] щ питання не розглядаються.
Пропозицii щодо удосконалення шфрастру-ктури та технiчного забезпечення елеваторiв наведено в [11]. В данш роботi передбачено виконання маневровоi роботи на елеваторi в умовах поеднання як маневрових локомотивiв залiзницi, так i маневрових засобiв елеваторiв. Однак питання технологи роботи шдЧ'зно! коли елеватора та и взаемодii з мапстральною залiз-ничною станцiею в цш роботi не розкритi.
Для зменшення пробiгу автомобiлiв, що ви-конують перевезення зерна, елеватори розта-
шовуються у сшьськогосподарських районах з примиканням до промiжних станцiй. В той же час характерними умовами роботи мапстраль-ного з^зничного транспорту Украши е падш-ня обсягiв вантажних перевезень на 60-70 % у порiвняннi з 1991 роком та значний знос осно-вних техшчних засобiв. Зокрема, знос маневрових локомотивiв досяг 99 %, а знос вагошв зер-новозiв складае 99,99 %. Сполучення вказаних факторiв призводить до того, що окремi елева-тори не можуть забезпечити прийнятний рiвень завантаження локомотивiв залiзницi при наван-таженнi прямих вщправницьких маршрутiв. Тому !х обслуговування здшснюеться локомотивами збiрних поiздiв та диспетчерськими локомотивами разом з шшими пунктами вантаж-но! роботи на дшьницях, що викликае значш просто! вагонiв. Формування ступiнчатих маршрутов [4], як i техшчна маршрутизацiя, вима-гають узгодження навантаження на декшькох станцiях i призводять до зростання простош вагонiв у порiвняннi з формуванням маршрутiв на однш станци.
Проблеми взаемодп елеваторiв та залiзниць е типовими також i для iнших краш свтоу, на-самперед, для таких крупних експортерiв зерна як США та Канада. З метою шдвищення ефек-тивностi перевезення зернових ванташв на шв-нiчноамериканських залiзницях впроваджена технолопя shuttle train [12]. Зазначена техноло-гiя передбачае використання спецiального тарифу, який нижче, нiж для перевезення зерна груповими вщправками, на 46-52 %. При цьому вантажовщправник повинен бути спроможним забезпечити навантаження по!зда з 75-120 вагошв протягом обмеженого часу (близько 15 годин [13]). По!зди рухаються мiж пунктами навантаження i вивантаження за жорстким роз-кладом у вщповщносто з контрактом на 6-9 мь сящв без переформування i вiдчеплення по!з-них локомотивiв на станци навантаження [15]. Застосування вказано! технологи вимагае зб> льшення навантажувально1 спроможностi еле-ваторiв, однак ii використання дае змогу змен-шити витрати на залiзничнi перевезення, тому що не потребуе залучення маневрових локомо-тивiв, скорочуе обш вагонiв та суттево зменшуе потребу у використаннi технiчних засобiв зал> зничних станцiй. Необхiдно вщмтоити, що вто-чизнянi залiзницi мають ряд суттевих вщмшно-стей вщ залiзниць Пiвнiчноi Америки. Зокрема, доля електрифшованих залiзниць в США складае бшя 0,6 %, в той час, як доля електрифшо-ваних залiзниць в Украiнi складае 47 % експлу-атацiйноi довжини мережа Бiльше того, врахо-
вуючи, що витрати на енергоносii на електри-фiкованих залiзницях менше, шж на не елект-рифiкованих, у 4 рази, то основна частина перевезень в Украш сконцентрована на електри-фшованих напрямках i доля вантажообiгу, що виконуеться з використанням електротяги, складае бшя 90 % загального вантажообiгу. У зв'язку з цим на основних напрямках техшчно е неможливим навантаження зернових маршру-тiв з виконанням маневрiв на елеваторах по!з-ними електровозами. Окрiм того, кризовi явища в економiцi Украiни, що вщбулися пiсля розпа-ду Радянського Союзу, несуттево вплинули на обсяги пасажирського руху. Фактично сучаснi обсяги пасажирських перевезень становлять бшя 72 % вщ обсягiв пасажирських перевезень у 1991 рощ. У зв'язку з цим вимоги до залiзни-чно! шфраструктури та оргашзаци перевезень навiть на малодiяльних лшях е досить високи-ми, так як вони повинш забезпечувати безпеку руху пасажирських поiздiв. Тому на лшях, що обслуговуються тепловозною тягою, оргашза-цiя навантаження зернового маршруту без його розчеплення вимагае значних каштальних вкладень у розвиток колшно! шфраструктури.
Технолопя перевезень shuttle train у США застосовуеться переважно на вщстанях понад 1000 км, а перевезення зернових на вщсташ до 500 км в значнш кшькосто випадюв виконують-ся автомобiльним транспортом. У зв'язку з тим, що площа США у 16,3 рази бшьша за площу Украiни, то залiзничний та автомобiльний транспорт можуть займати рiзнi нiшi ринку перевезень. В той же час середня вщстань перевезень зерна залiзничним транспортом в УкраЛш складае бшя 550 км, що призводить до значно^' конкуренци мiж ним та автомобiльним транспортом.
Таким чином для шдвищення конкурентос-проможносто вiтчизняного зерна на зовнiшнiх ринках актуальною е задача адаптаци свтоового досвiду i розробки власних техшчних та техно-логiчних рiшень, спрямованих на зменшення витрат, що пов'язаш з його перевезеннями вiд елеваторiв до морських портiв. Додатковою перевагою маршрутизаци перевезень потенцш-на можливють використання приватноi локомо-тивно! тяги для перевезень зерна [1, 7].
Мета
Метою статп е удосконалення пiдходiв до проектування та експлуатаци пiд'iзних колiй елеваторiв для можливост навантаження на них прямих вщправницьких маршрутiв.
Методика
Для мiнiмiзацil пробшв автомобiльного транспорту та зменшення обсягiв автомобшь-ного руху у мiстах, зерновi елеватори доцшьно розмiщувати у сiльськогосподарських районах. Однак у такому випадку примикання елевато-рiв виконуеться до промiжних станцш, якi не мають маневрових тепловозiв. Тому забезпе-чення маневрово! роботи на елеваторах е клю-човою задачею, яка повинна бути виршена для формування на них вщправницьких маршрутiв.
Для того, щоб оргашзувати рух зернових ма-ршрутiв за розкладом прийнято, що тривалiсть виконання операцiй з маршрутом на станцп на-вантаження не повинна перевищувати 20 год. Iншi 4 години доби використовуються як резерв.
Обсяги навантаження зерна в Укрш'ш е не-достатнiми для створення елеваторiв, що забез-печуватимуть щоденне формування маршрупв, так як це призведе до нерацюнального збшь-шення вщстаней перевезень до них зерна авто-мобiльним транспортом вiд сiльських госпо-дарств. Дослiдження, виконанi в [5], показують, що рацюнальним е завантаження маршруту один-два рази на тиждень. В таких умовах для забезпечення постшною роботою на шд'1знш коли одного елеватора штату залiзничникiв тривалють завантаження маршруту повинна давати можливють оргашзацп роботи пращв-никiв iз 8-ми або 12-ти годинною тривалютю робочих змiн.
Робота залiзничного транспорту безпосеред-ньо пов'язана з роботою поточно-транспортних систем (ПТС) елеватора. При цьому можливi двi технологiчнi схеми завантаження вагонiв зерном - коли зерно зi сховища подають безпосе-редньо у вагон i коли мiж сховищем та вагоном влаштовуються оперативнi та накопичувальнi бункери; вони надають можливiсть рiвномiрно-го завантаження транспортного обладнання елеватора в умовах, коли вщпускш пристро1 мають непостiйну продуктивнiсть у чась
Вимоги до ПТС елеватора при завантаженш маршруту полягають у встановленш необх1дно1 кiлькостi та продуктивностi норш, а також об-ладнання пунктов завантаження.
При подаваннi зерна безпосередньо з тд ваг витрати часу на транспортування зерна ПТС для завантаження вагошв визначаються за формулою
т = тъ ,
н «нйшК '
де т - кiлькiсть вагонiв, що завантажуються;
дв - розрахункова мiсткiсть вагона; ин - кiлькiсть норiй, що одночасно використовуються для завантаження, ин = 1 - 2 шт.; 0ПН - паспортна продуктивнють норil, т/год; ^ - коефщент використання норil за поту-жнiстю.
Розрахунковi параметри норiй, що використовуються для завантаження залiзничних вагошв, наведено у табл. 1.
Таблиця 1 Розрахунковi параметри норш
Продуктившсть Коефщент використання нори за
норИ, бпн, т/год потужтстю, кв
100 0,80
175 0,75
350 0,70
500 0,65
З урахуванням наведених у табл. 1 характеристик час роботи одше1 нори продуктивш-стю 350 т/год для транспортування зерна для навантаження маршруту повинен складати 15,5 год, одше1 норп продуктившстю 500 т/год, - 11,7 год, двох норш продуктившстю 350 т/год - 7,8 год. Улаштування на пунктах навантаження накопичувальних бункерiв на-дае можливють частково виконувати !х завантаження завчасно до подачi вагошв. Для завантаження залiзничних вагошв випускають-ся бункери об'емом 120 м3, 160 м3, 240 м3, 300 м3, 320 м3 та 400 м3, яю дозволяють зава-нтажувати один вагон, а також об'емом 2x200 м3 для завантаження двох вагошв на паралельних колiях.
Робота обладнання елеватора тд час навантаження зерна у вагони мае циктчний характер. Визначення тривалосп циклу завантаження вагона безпосередньо iз сховища виконано на рис. 2. Для забезпечення циклiчностi опера-цiй завантаження вагошв можливе споруджен-ня двох навантажувальних колш, що дозволяе виконувати паралельно завантаження зерна у вагон на однш колil та пiдготовчi або заключш операцil - на шшш. Витрати часу на завантаження вагошв маршруту безпосередньо зi сховища в залежносп вiд продуктивност норiй та кiлькостi навантажувальних колш наведеш у табл. 2.
Використання бункерiв завантаження вагошв дозволяе забезпечити певну незалежшсть роботи ПТС елеватора та пристро1в завантаження, а також виконувати завантаження вагошв одночасно через уш завантажувальш люки.
Тривалють завантаження маршруту зерном з використанням оперативних чи накопичуваль-них бункерiв на однiй колiï при цьому буде складати 21,0 год, а на двох колiях - 10,5 год. Виконаш розрахунки показують, що при засто-суваннi iснуючого на сьогодш в Украïнi облад-нання елеваторiв та вагонiв для навантаження вщправницьких маршрутiв на елеваторi повинно бути не менше шж двi навантажувальнi ко-лiï.
Можливими варiантами органiзацiï навантаження маршруту е:
- розмiщення порожнiх вагошв маршруту та збирання завантаженого маршруту на станци примикання з обслуговуванням локомотивом залiзницi;
- створення на елеваторi власноï колiйноï емносто для вагонiв маршруту з подачею та за-биранням вагонiв локомотивом залiзницi i ви-конанням маневрiв на елеваторi власними ма-невровими засобами;
- створення на елеваторi власно1' колшно1' емностi для вагонiв маршруту з виконанням подачi та забирання вагошв, а також маневрiв на елеваторi власними маневровими засобами.
Принциповi схеми колшного розвитку еле-ваторiв наведено на рис. 4, а-з. Схеми на рис 4, а, г, е мають одну навантажувальну колш i не можуть забезпечувати навантаження маршрутов протягом доби. Тому в подальшому цi схеми не розглядаються.
Схеми на рис. 4, б, в, д, е мають двi наван-тажувальнi колiï. Необхвдно вiдмiтити, що при використанш для обслуговування елеватора маневрових локомотивiв залiзницi, таких як ЧМЭ3 або ТЭМ2, величина подачi вагошв об-межуеться продуктивнiстю та допустимим часом неперервно1' роботи компресора локомотива при вщкачуванш автогальм. Виходячи iз вказано1' вимоги, подача повинна складатися iз 20-21 вагона. В цих умовах доцшьним е подш состава маршруту на 3 частини по 18 вагошв та завантаження ix на 2-х колiях по 9 вагонiв.
Корисна довжина навантажувальних колш повинна забезпечувати розмщення подвiйноï довжини подачi вагошв для можливосто пере-мiщення \х пiд час навантаження з урахуванням резерву i визначаеться виразом
4а, = + 10 ,
де m - кшьюсть вагонiв, що розмiщуеться на коли навантаження;
l - довжина вагона-зерновоза, м.
№ п7п Операция Тр^щалгсть слераф; у в Час. хв
350 т/год 500 т/год
1 В>'дкригття крииюк пюкЬ вазона 2,0 2,0
2 Опускания тепестпмних труб 4,0 4,0
3 Передача сигналу про пуск зерна та очтування надходження зерна te Iß
Завантаження основной 15,8 11,7
масизерна
5 Очмувоння завершения висипання зерна
6 ГЛдняття тепескопёчник 4,0 4,0
труб
7 Закриття люкю загони 2,0 2,0
8 Зшке вагона 2,0 2,0
Всього нор>я 500 mboö 28,9
Всього Hopia 350 mfeoö 33,0
Рис. 2. Цикл завантаження вагона безпосередньо 1з сховища
Таблиця 2
Витрати часу на завантаження вагошв маршруту безпосередньо 3i сховища
Характеристика Вар1анти
1 2 3 4
Продуктившсть 350 350 500 500
норп, т/год
К1льк1сть колш 1 2 1 2
навантаження
Тривалють нава- 29,7 17,1 26,0 13,4
нтаження, год
Визначення тривалост циклу роботи облад-нання при використанш бункерiв завантаження вагошв та навантажувального пристрою ЛД-5 наведено на рис. 3.
№ п/п Операция Трива лють опера ЦП, хв Час, хв
1 ЕНдкриття крииюк лююв вагона 2,0
2 Опускания у вагон 4-х завантажувальних труб та пуск зерна и
3 Завантаження основной маси зерна 12,6
4 Шдняття завантажувальних труб та досипка зерна 3,4 h
5 Закриття лююв вагон!в 2,0
6 Зм!на вагона 2,0
Всього 23,4
Рис. 3. Цикл завантаження вагона з використанням оперативного або накопичувального бункеру та навантажувального пристрою ЛД-5
Рис. 4. Принциповi схеми колшного розвитку елева-торiв для завантаження ввдправницьких маршрутiв
Особливостями схем 4, б та 4, д е те, що вони передбачають спорудження лише колш навантаження, тому у цьому випадку на стан-ци примикання необхщно мати дв1 коли для розмщення вагошв порожнього та завантаже-ного маршруту. Це може створювати пробле-ми для пропуску по1зд1в по станци та обмежуе можливють паралельного виконання вантаж-них операцш та подачьприбирання вагошв на станщю. Схеми 4, в та 4, е передбачають ство-рення на елеватор1 власно1 колшно1 емност для розмщення вагошв маршруту. Викорис-тання схем 4, б та 4, в можливе у випадках, коли подача вагошв з1 станци виконуеться вагонами вперед. Застосування схем 4, д та 4, е дозволяе виконувати подачу вагошв локомотивом вперед.
Пщтягування вагошв на вантажних фронтах виконуеться маневровими лебщками. Характеристики лебщок, яю можуть використо-вуватись для навантаження зернових маршру-тв, наведено у табл. 3. В данш таблиц у випадку, якщо лебщки мають р1зш техшчш характеристики, у чисельнику вказаш параме-
три лебщок типу ЛЭМ, а у знаменнику - лебь док ТЛ.
Таблиця 3 Характеристики маневрових лебщок
Параметр ЛЭМ-10/ ЛЭМ-15/ ЛЭМ-20/ ЛЭМ-
ТЛ-10М ТЛ-15М ТЛ-20М 25
Кшьшсть ва-
гонiв, що пе- 10 15 17 21
ремiщуються
Маса вантажу у 950/ 960
вагонах, що пе- 550 1070 1300
ремiщуються, т
Швидшсть пе-ремiщення вагошв, м/с 0,060/ 0,052 0,060/ 0,052 0,064 0,064
Орiентовна вар-тiсть, тис. грн 300 400 800 915
Д1юч1 на сьогодш норми [9] встановлюють вимоги до завантаження одше1 подач1 вагошв протягом 3,66 год. У зв'язку з цим для зал1з-нищ обслуговування локомотивом навантаження маршруту е ефективним лише на техш-чних та вантажних станщях, що мають сво! локомотиви, яю можуть використовуватись для виконання { шшо1 роботи. При наванта-женш маршрутв на пром1жних станщях мають мюце значш перерви у робот маневрових локомотив1в, через що знижуються показники використання локомотив1в та локомотивних бригад зал1знищ.
Одним ¡з метод1в забезпечення незалежнос-т навантажувально1 роботи елеватора вщ об-слуговування маневровими локомотивами за-л1знищ е наявшсть на ньому власного тягового рухомого складу. В якост тягового рухомого складу на елеваторах можуть використовуватись маневров1 тепловози з пдравл1чною передачею [2], таю як ТГМ-23 1 ТГМ-4 та !х мо-дифшаци; характеристики тепловоз1в наведеш у табл. 4.
Таблиця 4
Характеристики маневрових тепловозiв
Параметр ТГМ23 ТГМ4
Осьова формула 0-3-0 20-20
Сила тяги тривалого режи- 10,2-12,5 16,4-23,0
му, т
Довжина, м 8,92 12,6-13,1
Орiентовна вартють на вто- 1,0-1,2 2,6-3,2
ринному ринку, млн. грн
Можливим також е застосування на елева-торах у якост маневрових засоб1в локотракто-р1в (див. табл. 5).
Таблиця 5 Характеристики локотракторiв
Параметр ТМ1.175 КРТ-1 ММТ-3
Базовий трактор ХТЗ -150К - 09 ХТЗ-17221-03 ХТА-300
Зчшна маса, т 12,8 10,0 13,0
Потужнiсть сило-во! установки, кВт 128,7 128,7 183,8
1х перевагами е те, що, по-перше, вони мо-жуть використовуватись для виконання р1зно-маштних технолопчних та господарських задач в перюд вщсутносп навантаження зерна на елеватор^ по-друге - спрощуються вимоги до колшного розвитку, тому що !х пересування може здшснюватися як зал1зничною кол1ею, так { автодорогою. Ор1ентовна вартють нових локотрактор1в складае 2,2-2,7 млн грн.
Альтернативы способи забезпечення навантаження маршрутов на елеватор1 дозволяють використовувати схеми 4, ж та 4, з. При засто-суванш вказаних схем навантаження маршруту виконуеться на ус1х кол1ях елеватора, а подача та забирання вагошв можуть здшснюватися за один раз по1зним локомотивом. При цьому ко-лшна емшсть станцп примикання може використовуватись лише для пропуску по1зда. Фор-мування состава маршруту може виконуватись на з'еднувальнш коли; корисна довжина колш елеватора у цьому випадку складае !ел = 2тш1в.
Результаты
Для оцшки параметр1в шфраструктури та маневрових засоб1в елеватор1в виконано проек-тування плашв !х колшного розвитку; резуль-тати розрахунюв зведено у табл. 6.
Для технолопчних розрахунюв прийнято,
що елеватор знаходиться на вщсташ 3 км вщ станцп примикання, розрахунковий ухил ще1 дшянки - 10 %о, рад1ус кривих - 180 м, ухил коли при виконанш маневр1в змши вагошв м1ж кол1ями елеватора - 5 %о. Витрати часу на розс-тановку та збирання вагошв на коли навантаження прийнят р1вними 5 хв. Додатков1 витрати часу на шдготовчо-заключш операцп, пов'язаш з подаванням та забиранням вагошв на станцшну кол1ю (причеплення-вщчеплення вагошв, закршлення вагошв та прибирання га-льмових башмаюв, переговори м1ж пращвни-ками, переведення стршок та ш), прийнят р1в-ними 5 хв.
При використанш локомотив1в зал1знищ для навантаження маршрутов необхщно враховува-ти, що вони можуть виконувати { шш1 роботи на станцп. Враховуючи, що зпдно з [9] штер-вал м1ж подачами вагошв повинен складати не менше 2 год, то загальна тривалють заванта-ження маршруту при застосуванш схем, що зо-бражеш на рис. 4, б та 4, д, буде складати бшя 19 год.
Маса состава, який може переставляти ма-невровий локомотив, визначаеться як
^-(г+w'r)■ р3ч • я
(г + w;)• я
де - сила тяги тягового засобу, кгс; Рзч - зчшна маса тягового засобу, т;
w'0, w" - основний питомий отр руху, вщ-повщно, тягового засобу та вагошв;
w'r, w"r - додатковий питомий ошр руху, вщповщно, тягового засобу та вагошв в кривих; г - розрахунковий ухил дшянки; Я - прискорення вшьного падшня.
Таблиця 6
Параметри шфраструктури та маневрових засобiв елеваторiв
Показник Варiанти
б в Д € ж з
Кшьшсть колiй на станци 2 1 2 1 0 0
Кiлькiсть стрiлочних переводiв 1 3 2 6 2 4
на елеваторi
Будiвельна довжина шд'йнох коли елеватора, м. 670 1303 870 1731 1843 2120
Кшьшсть лебщок 2 2 2 2 3 3
Потужнiсть лебвдок, ваг 10 10 10 10 21 21
Кiлькiсть локотракторiв або 1 1 1 1 0 0
локомотивiв
Кiлькiсть ПТС елеватора 2 2 2 2 3 3
Орiентовнi каштальш вкла-дення, млн. грн. 10,3 16,6 12,5 21,7 20,7 24,1
Розрахункова кшьюсть вагошв у маневрових составах, перемщення яких можуть забезпечу-вати маневров1 локомотиви та локомотрактори елеватор1в, наведено у табл. 7.
Таблиця 7
Кшьшсть вагошв у составах при виконанш маневрш
Ухил, %о ТГМ4 ТГМ23 ММТ3 ТМ1.175, КРТ-1
Завантаженi вагони
5 21 12 10 7
10 14 7 - -
Порожт вагони
5 85 49 40 28
10 21 14 - -
Тривалють випробування гальм у маневровому состав1 перед маневрами з подач> забирання вагошв включае час на зарядку га-льмово1 мапстрал^ перев1рку И цшсносп та перев1рку спрацьовування гальм вагошв. Норма часу на повне випробування гальм визначалась за допомогою виразу
С = 8,5 + 0,64тп,
де т — кшьюсть вагошв у составь
Витрати часу на маневров1 пересування ви-значались з урахуванням кшькосп вагошв у состав1 та допустимих швидкостей руху на шд-став1 методики, наведено1 у [6].
Для оцшки вар1ант1в техшчного оснащення та технологИ роботи шд'1зних колш елеватор1в виконана побудова добових плашв-графшв
для схем, що представлен на рис. 4, в та 4, е, а також 4, ж та 4, з. Фрагмент добового плана-графша наведено на рис. 5. Узагальнеш результата оцшки техшко-експлуатацшних по-казниюв роботи шд'1зних колш елеватор1в при навантаженш маршрутв представлен у табл. 8.
Для схем колшного розвитку, що представлеш на рис. 4, в та 4, е, розглянуто вар1анти, коли подача, збирання i маневри на тд'1знш коли елеватора виконуються локомотивом ТГМ4, а також коли подача вагошв на шд'1зну кол1ю елеватора виконуеться маневровими локомотивами зал1зниц1 ЧМЭ3 або ТЭМ2, або по1зним тепловозом 2ТЭ116, а маневри на еле-ватор1 виконуються власним локомотивом ТГМ23 або локотрактором ММТ-3. Анал1з отриманих результатв показуе, що схеми, представлен на рис. 4, в та 4, е, забезпечують можливють навантаження на елеватор1 одного маршруту протягом доби. Перевагою застосу-вання на елеватор1 локомотива ТГМ4 е те, що зал1зниця може використовувати для доставки на станщю примикання порожшх вагошв та забирання з не1 завантаженого маршруту як електричну так i тепловозну тягу. Недолгом цього вар1анту е те, що через значний обсяг маневрово1 роботи на елеватор1 в процес навантаження маршруту повинш працювати два машишсти локомотива i два складач1 протягом двох восьмигодинних робочих змш.
О_1_2_3_4_5_б
Станцпша колш к
ПЭ& 54 П2 о-эе |х 18 - - —р
З'еднувальна колк / / \ / / N \ / / \ / / - \ \
Маневровий локомогпш - ? 1 1
,11 НА к Г - "Щ ■|х 1 кр г |х <|х <|х !*|х т 1- |х| |х|
Навантажувальна котя 1 к* 1 1 ,9
Навантажувальна котя 2 м .3 ! 1 —1— ■ -М 1 аз
КОЛ1Я В1ДСТОЮ 1 т- ! 1 —1— 0 1 Щ
Кол1я в1дстою 2 —1— 1 1 1 Г1 1 ^ 1 1 —1— — №18
Рис. 5. Фрагмент добового плана-графiка навантаження маршруту при виконанш подач! та прибирання вагонiв на станцш примикання та перестановки вагошв на елеваторi локомотивом ТГМ4
Таблиця 8
Оцшка техшко-ексмлуатацшних моказнишв роботи тд'Узних колiй елеваторiв
при навантаженш маршрутов
Параметр Схеми
б, д в, е ж, з
Тяговий рухомий склад елеватора - ТГМ4 ТГМ23, ММТ3 -
Подача-збирання вагошв локомотивом зал1знищ елеватора зал1знищ зал1знищ зал1знищ
Тип локомотива, що виконуе подачу-збирання ЧМЭ3,ТЭМ2 ТГМ4 ЧМЭ3,ТЭМ2 2ТЭ116 2ТЭ116
Тривалють навантаження маршруту, год 19 16 17 16 11
Тривалють заняття локомотива елеватора, год - 16 2x0,83 2x0,83+ 2x0,17 -
Тривалють заняття локомотива зал1знищ, год 18 - 2x3,2 0,8+1,2 0,8+1,2
Виконання подачi-забирання вагонiв на елеватор локомотивом залiзницi дозволяе ви-користовувати на ньому малопотужнi локомо-тиви ТГМ23 або локотрактори. Однак при ви-конаннi подачi i забирання вагошв на елеватор маневровими тепловозами тривалють ïx занят-тя навантаженням маршруту складае бшя 6,4 год; крiм того мають мюце витрати, що пов'язаш з доставкою локомотива на промiж-ну станщю i забиранням його з не].'. Тому за-значений варiант доцшьно застосовувати лише на дiлянкаx, що обслуговуються електричною тягою. На дшянках, що обслуговуються теп-ловозною тягою, доцшьним е виконання пода-чi i забирання вагонiв на елеватор поïзним локомотивом. Такий шдхщ дозволить мiнiмiзу-вати використання станцiйноï iнфраструктури i, за умови змши структури вантажного тарифу, зменшити витрати на перевезення.
Використання схем, представлених на рис. 4, ж та 4, з, дозволяе забезпечити наван-таження маршруту протягом 11 годин i, при необхщносто, виконувати навантаження двох маршрутов за добу. Недолшом цих варiантiв е те, що доставка порожшх вагонiв на станщю навантаження та забирання з неï завантажених вагошв повинш здiйснюватись поïзними тепловозами.
Наукова новизна та практична значимють
Наукова новизна роботи полягае у тому, що в нiй розроблено методику та отримано техш-ко-експлуатацiйну оцшку теxнiчного оснащен-ня та технологи роботи шдЧ'зних колiй зернових елеваторiв для навантаження вщправниць-ких маршрутiв.
Результати виконаних дослiджень можуть бути використаш при проектуваннi, реконстру-кци iснуючиx та будiвництвi нових елеваторiв, а також для оцшки витрат, пов'язаних з рiзни-
ми логютичними схемами доставки зерна у морсью порти.
Висновки
Виконанi дослщження дозволяють зробити наступнi висновки.
1. Удосконалення теxнологiй перевезень зернових вантагав залiзничним транспортом в Украш за рахунок впровадження вщправниць-коï маршрутизаци вимагае розвитку теxнiчниx засобiв пiд'ïзниx колiй елеваторiв.
2. Для забезпечення навантаження маршруту протягом доби на елеваторi повинно бути не менше шж двi навантажувальш коли, обладнанi бункерами вiдвантаження зерна. Транспорту-вання зерна повиннi виконувати одна норiя продуктивнiстю 500 т/год або двi нори продуктивною 350 т/год.
3. Для виконання маневровоï роботи на елеваторах можуть використовуватись власш тяговi засоби: локомотиви або локотрактори. На дшьницях, що обслуговуються електровоз-ною тягою, на елеваторi доцiльно передбачати локомотиви ТГМ4, що виконують маневрову роботу з перестановки вагошв на колiяx елева-тору та подачi i забирання ïx на станцiю. На дшьницях, що обслуговуються тепловозною тягою, маневрову роботу з перестановки ваго-шв на колiяx елеватора можуть виконувати локомотиви ТГМ23 або локотрактори з подачею та забиранням вагошв локомотивом залiз-нищ; також можуть використовуватись схеми колшного розвитку, що дозволяють розставля-ти вагони по колiям навантаження за одну подачу.
Б1БЛЮГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Березовый Н. И. Перевозка металлургической продукции кольцевыми маршрутами по расписанию с использованием частных локомотивов / Н. И. Березовый // Восточно-Европейский журнал
передовых технологий. - 2014. - Вип. 3 (68). - С. 5155.
2. Bodnar, B. Improving Operation and Maintenance of Locomotives of Ukrainian Railways /
B. Bodnar, A. Ochkasov, D. Bobyr // Technology and Art. - 2016. - № 7. - P. 109-114.
3. Вернигора, Р. В. Анализ системы хранения украинского зерна / Р. В. Вернигора, Р. Ш. Рустамов //Транспортш системи та технологи перевезень. -Дншро, 2017. - Вип. 13. - С. 10-18. - DOI : 10.15802/tstt2017/110763.
4. Голубева Е. В. Логистические технологии формирования судовых партий на полигоне дороги / Е. В. Голубева, В. Н. Зубков, Е. А. Чеботарева // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2007. - № 4 (28). -
C. 56-61.
5. Козаченко, Д. М. Удосконалення техшчного забезпечення та технологш експортних перевезень зернових вантажiв в УкраМ / Д. М. Козаченко, Р. Г. Коробйова, Р. Ш. Рустамов // Вюник Дшпропетр. держ. аграрно-економ. ун-ту. - 2015. - № 4. - С. 121127.
6. Козаченко, Д. М. Нормування тривалосто виконання маневрових пересувань з врахуванням обмеження швидкосп руху на окремих елементах прямування состаыв / Д. М. Козаченко, I. Л. Журавель, I. Ю. Левицький // Залiзничний транспорт Украши. - 2014. - № 6. - С. 30-36.
7. Козаченко, Д. М. Перспективи використання приватних локомотивiв для перевезення вантажiв у напрямку морських портов / Д. М. Козаченко, О. Б. Очкасов, А. П. Шепотенко, Н. М. Санницький // Наука та прогрес транспорту. - 2017. - № 6 (72). -С. 7-19. - DOI : 10.15802/stp2017/118196/
8. Колодшчук В. А. Ефектившсть логiстики зерна та продуктов його переробки : монографiя / В. А. Колодiйчук. - Львiв : Укранський бестселер, 2015. - 574 с.
9. Нормы технологического проектирования хлебоприемных предприятий и элеваторов: ВНТП-05-88. - Москва : ЦНИИПРОМЗЕНРОПРОЕКТ : М-во хлебопродуктов СССР, 1988. - 139 с.
10. Рустамов, Р. Ш. Оценка перспектив развития зерновой логистики в Украине / Р. Ш. Рустамов // Транспортш системи i технологи перевезень. -Дншропетровськ, 2014. - Вип. 8. - С. 127-133. -DOI : https://doi.org/10.15802/tstt2014/38101.
11. Фейденгольд, В. Б. Технологическое проектирование и эффективная эксплуатация линий приёмки и отпуска зерна в вагоны на элеваторах Росрезерва/ В. Б. Фейденгольд, В. Л. Серебряный, С. Л. Белецкий// Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд. - 2015. - Вып. 4. -С. 225-242.
12. Ndembe, E. Hard Red Spring Wheat Marketing: Effects of Increased Shuttle Train Movements on Railroad Pricing in the Northern Plains / E. Ndembe // Journal of the Transportation Research Forum. - 2015. - Vol. 54, No. 2. - P. 101-115.
13. Sarmiento, С. Spatial Modeling in Technology Adoption Decisions: The Case of Shuttle Train Elevators / C. Sarmiento, W. W. Wilson // American Journal of Agricultural Economics. - 2005. - Vol. 87, №. 4. - P. 1034-1045. - DOI : 10.1111/j.1467-8276.2005.00786.x
14. Shifting into Higher Gear. Recommendations for Improved Grain Logistics in Ukraine Report № ACS15163 - World Bank, 2015. - 42 р.
15. Sparger, A. A comprehensive rail rate index for grain /A. Sparger, M. E. Prater. // Agricultural Marketing Service. U. S. Department of Agriculture -2013. - 22 Р. - DOI : 10.9752/TS060.04-2013.
Стаття рекомендована до публ1кацИ' д.т.н., проф. Лавух1ним О. В. (Украгна)
Надшшла до редколеги 25.11.2017.
Прийнята до друку 29.11.2017.
Д. Н. КОЗАЧЕНКО, В. И. БОБРОВСКИЙ, А. Б. ОЧКАСОВ, А. П. ШЕПОТЕНКО
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДЪЕЗДНЫХ ПУТЕЙ ЭЛЕВАТОРОВ ДЛЯ ПОГРУЗКИ ОТПРАВИТЕЛЬСКИХ МАРШРУТОВ
Цель. Целью статьи является усовершенствование подходов к проектированию и эксплуатации подъездных путей зерновых элеваторов для возможности погрузки на них прямых отправительских маршрутов. Методика. Исследования выполнены на основе методов организации эксплуатационной работы железных дорог. Результаты. Одним из основных методов снижения затрат в логистической цепи, которая обеспечивает экспорт зерновых грузов, является маршрутизация перевозок. Использование этой технологии в условиях Украины ограничивается низкой погрузочной способностью элеваторов. В статье разработаны принципиальные схемы путевого развития подъездных путей элеваторов и проанализировано использование различных технических средств для выполнения на них маневровой работы. Научная новизна. Научная новизна работы состоит в том, что в ней разработана методика и получена технико -эксплуатационная оценка технического оснащения и технологии работы подъездных путей зерновых элеваторов для погрузки отправительских маршрутов. Практическая значимость. Результаты выполненных исследований могут быть использованы при проектировании, реконструкции существующих и строительстве новых элеваторов, а
также для оценки затрат, связанных с различными логистическими схемами доставки зерна в морские порты.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт; зерновой элеватор; перевозка зерновых; отправительский маршрут; подъездной путь.
D. KOZACHENKO, V. BOBROVSKY, O. OCHKASOV, A. SHEPOTENKO
IMPROVEMENT OF TECHNICAL SUPPLY OF GRAIN ELEVATOR PRIVATE SIDINGS FOR LOADING OF UNIT TRAINS
Purpose. Purpose of the article is to improve approaches to the design and operation of private sidings of grain elevators for loading of unit trains. Methodology. The research is based on the methods of organizing field operation of railways. Findings. One of the main methods of reducing costs in the logistics chain, which provides for the export of grain cargoes is the using of unit train technology for transportation. The use of this technology in Ukraine is limited by the low loading capacity of elevators. The article designs the basic schemes of track development of elevator private sidings and analyzes the use of different technical means for performing shunting operations. Originality. The work develops a methodology and obtains a technical-operational assessment of the technical equipment and the operation technology grain elevator private sidings for loading of unit trains. Practical value. The results of the performed research can be used for designing and reconstruction of the existing elevators and for building the new ones, as well as for estimating the costs associated with different logistic schemes for grain delivery to seaports.
Keywords: railway transport; grain elevator; grain transportation; unit train; private sidings.
