Введение к работе
1.1. Актуальность работы
В зимний период при снегопадах и метелях понижается перерабатывающая способность станций, происходит перенасыщение их подвижным составом, ухудшается маневренность снегоуборочной техники, что еще больше усложняет работу станций. Это приводит к избыточному насыщению участков поездами, затрудняет их передвижение, а при длительных экстремальных погодных условиях и непринятии своевременных мер часто приводит к транспортным пробкам с последующим длительным восстановлением нормального ритма движения.
На сети дорог эксплуатируется около 1000 снегоуборочных машин, закрепленных в основном за сортировочными, пассажирскими и крупными участковыми станциями. На станциях расходуется до 80 % средств, затрачиваемых на снегоборьбу. И все же здесь происходит 99 % сбоев в движении из-за снегопадов и метелей.
Ежесуточно для обеспечения работоспособности стрелок во время снегопадов привлекается 20...30 тыс. чел. Это объясняется тем, что уборка снега и засорителей с междупутий, особенно в горловинах, около стрелочных переводов практически не механизирована и требует значительных затрат ручного труда. Накапливающиеся на междупутьях валы снега (высотою до 1 м и более) способствуют интенсивному заносу пути при последующих снегопадах и метелях. Этот снег периодически вручную перебрасывают на путь, откуда его забирают снегоуборочной машиной СМ-2. Работа людей в опасной зоне приводит к несчастным случаям.
Создание средств механизации для уборки снега с междупутий затруднено наличием здесь целого ряда устройств (приводы стрелочных переводов, светофоры и др.), препятствующих перемещению рабочих органов. Нужны нетрадиционные методы уборки. Необходимо, чтобы машина занимала горловину непродолжительное время (менее 10 мин) и обеспечивала захват не менее ширины междупутья.
1.2. Цель работы
Разработка и исследование пневмотранспортной машины с установкой всасывающего типа для уборки снега с междупутий станций, преимущественно в их горловинах.
С этой целью были поставлены следующие задачи:
разработка принципиальной схемы машины и определение ее основных параметров;
исследование свойств снега как объекта фрезерования, транспортирования и осаждения;
аналитическое исследование движения в воздушном потоке частиц снега, обладающих начальной скоростью;
разработка методики расчета параметров снегоуборочной пневмотранспортной системы всасывающего типа;
исследование эффективности гравитационного осаждения снега и определение размеров осадительной камеры;
экспериментальная проверка результатов теоретических исследований.
1.3. Методика исследования
Работа основана на анализе и обобщении отечественного и зарубежного опыта разработки и эксплуатации снего- и подметально-уборочных машин, на теоретических и экспериментальных исследованиях.
Теоретические исследования основываются на анализе свойств убираемого снега и установлении характеристик транспортируемых частиц. Моделирование процесса гравитационного осаждения проводилось с использованием аппарата гидромеханики и вероятностного метода определения концентрации аэрозоля. Определение параметров пневмотранспорта снега выполнено на основе методик, использующих принцип разделения общих потерь давления в системе на независимые составляющие.
Достоверность полученных результатов оценивалась сравнением расчетных данных с фактическими, полученными на специально созданной установке.
1.4. Научная новизна
Разработана пневмотранспортная машина всасывающего типа для уборки снега с междупутий станций. Получены аналитические зависимости скорости движения и перемещения частиц, обладающих начальной скоростью, в горизонтальном трубопроводе и осадительной камере, а также зависимость для определения конечной
скорости падения пылевидных частиц транспортируемого снега. Предложена методика расчета основных параметров пнев-мотранспортной установки всасывающего типа с короткой трассой.
1.5. Практическая ценность работы
Разработанная машина убирает снег с междупутий станций, включая горловины.
Исследования пневмотранспорта и гравитационного осаждения снега могут быть использованы для расчета и разработки систем всасывающего и нагнетательного типов.
1.6. Реализация результатов работы
По результатам исследований разработан технический проект машины. В настоящее время по согласованию с МПС и совместно с ЦКБ " Путьмаш" ведется доработка рабочей документации для изготовления опытного образца машины.
1.7. Апробация работы
Основное содержание работы, а также отдельные ее положения и разделы докладывались и были одобрены на научно-технической конференции "Транссиб и научно-технический прогресс на железнодорожном транспорте" (Новосибирск, НИИЖТ, 1991 г.), техническом совещании Главного управления пути МПС (1995 г.), техническом совете Службы пути Западно-Сибирской железной дороги (1988, 1991 г.г.), заседаниях кафедры "Механизация путевых, по-грузочно-разгрузочных и строительных работ" НИИЖТа (1987, 1989 г.г.).
1.8. Публикации
По теме диссертации опубликованы 5 печатных работ, получен один патент.