Путевые электроинструменты
Федеральное агентство железнодорожного транспорта.
Уральский государственный университет путей сообщения.
Кафедра: «Пути и ж/д строительство»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
По теме:
Путевые электроинструменты
Выполнил: Аплеев Даниил
студент группы ЭД-231
Проверил: преподаватель
Кожевникова Н.И.
Екатеринбург - 2012
Цель работы:
Ознакомиться с типом, устройством, назначением и принципом работы электроинструментов отечественного производства.
Теоретическая часть:
1.Классификация путевого электрического инструмента
2.Электроинструменты предназначенные для работы с рельсами
.Электроинструменты предназначенные для работы со скреплениями
.Электроинструменты предназначенные для работы со шпалами
.Электроинструменты предназначенные для работы с балластом
.Питание электроинструментов
№ п/пПутевой электроинструментУстройствоНазначениеПринцип работы1Электрошпало-подбойкиЭШП-7 состоит из электродвигателя, на валу которого расположен дебаланс. Массу дебаланса можно изменять установкой на него дополнительных валиков. Номинальная вынуждающая сила составляет 2,45 кН; при установке валиков она увеличивается до 2,5; 2,8 и 3,5 кН. Вибрация корпуса электродвигателя передается на сменное подбивочное полотно (форма подбивочного полотна для щебня и песка различная). Для снижения до санитарной нормы вибрации рукоятки, за которую держит шпалоподбойку монтер пути, корпус электродвигателя соединен с рамкой резинометаллическими амортизаторами. Электрошпалоподбойки являются единственными инструментами, которые не имеют устройства включе- ния и выключения. Они начинают работать при подключении кабельной вилки к источнику тока. ЭШП-9 имеет такую же конструктивную схему, как ЭШП-7. Рабочий орган ее-подбивочное полотно-расположен в плоскости действия вынуждающей силы, в результате чего эффективность подбивки шпал увеличивается. Кроме того, ЭШП-9 имеет дополнительные амортизаторы.Электрошпало-подбойки применяются для уплотнения балласта под шпалами при текущем содержании и ремонтах пути.Уплотнение происходит в результате вибрации рабочего органа - подбивочного полотна, погруженного в балласт ниже постели шпалы на 5 см. Вибрацию корпуса шпалоподбойки и подбивочного полотна создает дебаланс (внецентренный груз), который насажен на вал электродвигателя. У современных электрошпалоподбоек массу дебаланса можно изменять (регулировать). На железных дорогах применяются Электрошпалоподбойки ЭШП-6, ЭШП-7, и ЭШП-9.2Рельсорезные станкиРельсорезный станок РМ-3 состоит из электродвигателя , который соединен специальной втулкой с валом червяка. Червяк вращает червячное колесо, на вал которого насажен кривошип , сообщающий пильной раме 4с ножовочным полотном 44 двойных хода в минуту. Прикрепляется станок к рельсу зажимным приспособлением, состоящим из скобы, винта и ручки. Грузы для регулировки прижатия ножовочного полотна к рельсу закрепляются на рейке направляющей призмы. Охлаждение полотна при резке рельса производится водой, которая находится в баке . Для перемещения станка по рельсовой нити имеются ролик и рукоятки . Время резания рельса составляет: Р50-10 мин; Р65-17 мин; Р75-22 мин.Рельсорезный станок предназначен для поперечной резки рельсов.Обычно разрезают рельсы в стороне от пути: при сборке новых или старогодных стрелочных переводов, заготовке рельсовых рубок при смене рельсошпальной решетки, подготовке рельсов для их одиночной замены и т. д. При вырезке дефектного места в рельсовой плети бесстыкового пути станок устанавливают на рельс непосредственно в пути. Место работ при этом ограждается сигналами остановки. Рельс разрезается ножовочным полотном, закрепленным в раме, которая совершает возвратно-поступательное движение. Для прижатия полотна к рельсу используются грузы различной массы.3Рельсосверлильные станкиОсновными частями рельсосверлильного станка являются : электродвигатель , вал которого вращается с частотой 46,6 с-1, двухступенчатый цилиндрический редуктор , шпиндель , который вращается зубчатым колесом второй ступени редуктора с частотой 1,55 с-1. Рельсосверлильный станок закрепляется за подошву рельса в шпальном ящике с помощью неподвижного и подвижного упоров. Подача сверлильного блока к рельсу производится вручную винтовым механизмом, имеющим трещоточный ключ. Бачок с охлаждающей жидкостью устанавливается на рельс и закрепляется двумя скобами. Время сверления одного отверстия составляет 2-3 мин.Для сверления болтовых отверстий в шейках рельсов после их обрезки, при прикреплении контррельсов, постановке упорных болтов в стрелочных переводах и т.д. применяются рельсосверлильные станки. Станок 1024-В предназначен для сверления отверстий в рельсах Р75, Р65, Р50 и более легких типов; станок 1024-Б в рельсах Р65, Р50.Принцип действия инструмента заключается в следующем: электродвигатель через редуктор вращает шпиндель, в который вставляется сверло. Горизонтальное расположение сверла и привода к нему позволили максимально уменьшить размеры механизма по высоте.4ШуруповертыОн имеет три вертикальных вала с насаженными на них шестернями переключения передач. Переключение производится рычагом, расположенным на рукоятке. Удерживание шуруповерта во время работы в вертикальном положении обеспечивается параллелограммной подвеской, которая состоит из двух тяг, пружины и колонки. Тележки служат для передвижения инструмента во время работы. Она состоит из рамы, двух роликов, перемещающихся по одной рельсовой нити, и третьего поддерживающего ролика, перемещающегося по второй нити. Имеется предохранительный ролик, который заводится под головку рельса и позволяет поворачивать шуруповерт на 180°. Инструмент имеет две рукоятки для управления им в процессе работы. Частота вращения шпинделя при завертывании и отвертывании гаек составляет 0,5с-1, при сверлении отверстий-8 с-1. Время завертывания одной гайки 12,5 с, сверления отверстия в шпале 2-13 с.Шуруповерт ШВ-2 предназначен для завертывания и отвертывания шурупов, отвинчивания и завинчивания гаек клеммных и закладных болтов, сверления отверстий под костыли и шурупы в деревянных шпалах и брусьях.Сменные исполнительные органы-наконечники с прямоугольными отверстиями под головку шурупа и шестигранными отверстиями под гайку - надеваются на шлицевый конец шпинделя. Так как частота вращения шпинделя при сверлении отверстий в шпалах и брусьях больше, чем при завинчивании и отвинчивании гаек и шурупов, редуктор обеспечивает перемену скоростей.5Путевые гаечные ключиОсновными частями его являются электродвигатель, редуктор, преобразователь вращательного движения в ударно-импульсное, рама с подвеской и двумя роликами.Путевой гаечный ключ ПГК-1 служит для отвинчивания и завинчивания гаек клеммных и закладных болтов при ремонтах и текущем содержании пути.Шпиндель преобразователя, имеющий внизу шестигранное отверстие, устанавливается на гайку клеммного или закладного болта. На верхнем конце шпинделя расположены кулачки, которые находятся в зацеплении с кулачками ударника преобразователя. При включении тока шпиндель начинает вращаться, и гайка завинчивается непрерывно. Когда сопротивление завинчиванию достигает определенного значения, ударник, продолжая вращаться, поднимается вверх и происходит разъединение кулачкового зацепления. Сопротивление вращению пропадает и ударник опускается, соединившись со шпинделем. Поэтому каждый раз при включении кулачков происходит ударно-поворотное воздействие на гайку. Этим преодолевается дополнительное сопротивление, возникающее при затяжке и особенно при отвинчивании гаек клеммных и закладных болтов. По сравнению с шуруповертом ШВ-2 путевой гаечный ключ более предпочтителен, так как имеет меньшую массу, меньше потребляет энергии, обладает более высокой производительностью. Шпиндель преобразователя совершает 960 ударов в минуту, время завинчивания гайки составляет 3 с.Так же, как и путевой гаечный ключ ПГК-1, ключ ЭК-1М состоит из электродвигателя, редуктора, преобразователя вращательного движения в ударно-импульсное, тележки с роликами, двух рукояток для управления им в процессе работы и рукоятки для перемещения по рельсу. Время отвинчивания гайки составляет 5-6 с.Электрогаечный ключ ЭК-1М предназначен для завинчивания и отвинчивания гаек стыковых болтов.6Рельсо-шлифовальные станкиЗачистка металла производится абразивным шлифовальным кругом, прикрепленным к валу электродвигателя напрямую без редуктора. Шлифовальный круг закрыт защитным кожухом.Рельсошлифовальный станок МРШ-3 применяется для зачистки направленных концов рельсов, крестовин, остряков, а также сварных швов рельсов.Зачистка металла производится абразивным шлифовальным кругом. При производстве работы рельсошлифовальный станок удерживается в требуемом положении вручную.7Электро-пневматические костылезабивщикиОсновными частями костылезабивщика являются электродвигатель , редуктор с двумя коническими шестернями (малая шестерня насажена на конец вала электродвигателя, большая - входит в состав коленчатого вала ), кривошипно-шатунный механизм , поршень , корпус , боек и забойник .Электропневматический костылезабивщик ЭПК-3 используется для забивки костылей в шпалы. Он нашел широкое применение на производственных базах ПМС.После включения тока поворота правой рукоятки электродвигатель через пару конических шестерен и коленчатый вал сообщает поршню возвратно-поступательное движение. При ходе поршня вверх между поршнем и бойком вниз происходит встречное движение его с бойком, воздух между ними сжимается и заставляет боек остановиться, а затем двигаться с ускорением вниз. В конце хода боек забойником наносит удар по головке костыля (костыли предварительно наживляют вручную в заранее насверленные отверстия в шпалах). Для перевода инструмента из рабочего на холостой режим его поднимают. Забойник падает вниз до упора заплечика стержня во втулку. Боек, не встречая на своем пути стержня, также опускается в другую (направляющую) втулку и останавливается. На холостом ходу только поршень совершает возвратно-поступательное движение. Для перевода вновь на рабочий режим нажимают костылезабивщиком на головку костыля с усилием 100-150 кН, стержень забойника поднимает боек, который начинает следовать за поршнем. Боек совершает 1100 ударов/мин, время забивки костыля в сосновую шпалу составляет 3-5 с.
путевой электрический инструмент
Питание электрических инструментов
Для электроснабжения электрических путевых инструментов используются передвижные электростанции; трехфазные силовые низковольтные линии напряжением 220 и 380 В; однофазные осветительные линии напряжением 220 В с преобразователями фаз; линии электропередачи (ЛЭП) высоких напряжений, расположенные вдоль железных дорог; провода контактной сети напряжением 3 кВ при постоянном токе и 27 кВ при переменном токе.
Наибольшее распространение получили передвижные электростанции в связи с их автономностью. На станциях широко пользуются трехфазными линиями низкого напряжения.
Линии электропередачи высоких напряжений и контактная сеть почти не используются в качестве источников энергии, хотя разработано и выпускается специальное оборудование для токосъема.
Передвижные электростанции (бензоэлектрические агрегаты) применяются в тех случаях, когда невозможно получить энергию от электрических сетей и на неэлектрифицированных участках. Основными частями передвижных электростанций являются: рама, на которой смонтировано оборудование; бензиновый двигатель внутреннего сгорания; генератор трехфазного тока; редуктор, обеспечивающий передачу движения от двигателя к генератору; распределительное устройство с измерительными и пусковыми приборами.
На щите распределительного устройства установлены плавкие предохранители, выключатель нагрузки, вольтметр, амперметр и др.
Кроме того, в путевых машинных станциях и дистанциях пути имеются дизельные электростанции мощностью 100-200 кВт, тракторы-электростанции мощностью 30 кВт и др.
Преимущество передвижных электростанций заключается в простоте конструкции, возможности транспортировки их к местам производства путевых работ. Этим объясняется их сравнительно широкое распространение.
К недостаткам относятся: высокая себестоимость вырабатываемой энергии (в 5-10 раз выше, чем передаваемая по электрическим сетям); большая масса агрегата (трудно установить на станциях и обочинах высоких насыпей).
Трехфазные силовые линии напряжением 220 и 380В наиболее удобны для использования в качестве источников энергии. Для отбора энергии от линий напряжением 220В наиболее удобны для использования в качестве источников энергии. Для отбора энергии от линий напряжением 220В достаточно оборудовать точки подключения электрических инструментов на расстоянии до 120-200 м одна от другой. Для этого устраивают отвод от воздушной сети тремя (четырьмя) проводами марок ПР-500, АПР-500 или кабелем в газовой трубке к рубильнику.
Подключение к воздушной линии осуществляется шишечными зажимами, скруткой проводов с последующей пропайкой и т.д. Применяют следующие сечения проводов отводов: медных при потребляемой мощности до 3 кВт-не менее 4 мм2, до 5 кВт-не менее 6 мм2, свыше 5 кВт-увеличение сечения на 1 мм2 на каждый 1 кВт мощности; алюминиевых соответственно на один номинал выше.
Рубильник вместе с предохранителями размещается в металлическом ящике. Трехполюсную розетку, к которой подключают электрические путевые инструменты, монтируют обычно на дне или сбоку ящика с внешней его стороны (для удобства подключения). Для обеспечения безопасности работающих с электрическими инструментами металлический ящик и трехполюсная розетка заземляются. На расстоянии 3-5 м от опоры, на которой расположена точка подключения, забивают в землю на глубину до 3 м один или несколько металлических стержней. Корпус ящика и розетку подключения соединяют со стержнем проволокой диаметром не менее 6 мм.
Если воздушная линия имеет нулевой провод, его соединяют с металлическим ящиком четвертым проводом, который тоже пропускают через газовую трубу; и в этом случае обязательно заземление ящика и розетки.
При отборе энергии от линии напряжением 380 В дополнительно подключают трансформатор, понижающий напряжение до 220 В. Можно использовать переносный трансформатор, перемещая его от точки к точке подключения. Точки подключения устраивают на линиях, расположенных главным образом на территориях станций. От одной точки могут питаться электрические инструменты в радиусе до 100 м. Так как на стрелочных переводах выполняется большой объем путевых работ, точки подключения в первую очередь устанавливают около стрелочных улиц, горловин парков и станций.
В ряде случаев при технико-экономическом обосновании целесообразно устройство низковольтных силовых линий специально для питания электрических инструментов.
Осветительные линии также используются для электроснабжения путевых работ. Они имеют два провода (две фазы или фазу и нуль), а электродвигатели путевых инструментов рассчитаны на переменный трехфазный ток. Для преобразования однофазного переменного тока в трехфазный того же напряжения и частоты используются преобразователи фаз. Они позволяют осуществить сдвиг фаз и получить вращающееся магнитное поле трехфазного тока, необходимое для работы асинхронных двигателей. В путевом хозяйстве применяются статические преобразователи фаз, состоящие только из емкости или из емкости и индуктивности. Последние получили большее распространение, так как являются более универсальными. К ним относится, например, применяемый на железных дорогах преобразователь ПФС-ЗМ. Масса преобразователей небольшая, подключение их производится просто. Отбор электрической энергии от осветительных линий может быть осуществлен или устройством стационарных точек подключения на опорах сети, или же с помощью переносной отборной аппаратуры.
Стационарные точки подключения устраивают так же, как на низковольтных силовых линиях. Переносные токоотборники могут быть подключены к осветительной сети в любой точке. В этом случае для отбора энергии используют штанги-токосъемники длиной не менее 5 м, с помощью которых соединяются провода сети с переносным ящиком. В ящике смонтированы предохранители, выключатель и розетка для подключения проводов преобразователя фаз. Магистральный кабель путевых инструментов подключается к преобразователю фаз.
Линии электропередачи высоких напряжений ЛЭП-10 или ЛЭП-6 сооружаются для питания устройств автоблокировки и электрической централизации. Подключение к ним силовой нагрузки не допускается. Для энергоснабжения путевых инструментов устраивается вторая трехфазная ЛЭП-10(6) на тех же опорах с полевой стороны. Такие сети обеспечиваются энергией обычно от тяговых подстанций. Для отбора от них энергии устраивают низковольтные трехфазные линии или используют переносные понижающие трансформаторы со специальными подключающими устройствами.
Система электроснабжения низкого напряжения вызывает дополнительный расход цветного металла, но она позволяет эффективно использовать электрические путевые инструменты и повысить уровень механизации путевых работ, особенно на текущем содержании пути.
Для отбора энергии от второй трехфазной ЛЭП-10(6) используют переносные понижающие трансформаторы со специальными подключающими устройствами. Подключающее устройство состоит из телескопической штанги, изолирующего звена с токоприемными контактами, подключающей трубы и заземляющего устройства.
Телескопическая штанга изготовляется обычно из дюралюминиевых труб. Нижним концом она устанавливается на грунт и прикрепляется к опоре линии на высоте 1,7 м. Съемное изолирующее звено крепится к верхней части штанги и накладывается токоприемными контактами на провода ЛЭП. На изолирующем звене имеются два высоковольтных предохранителя в двух фазах, предназначенные для защиты от межфазных замыканий. Подключающая труба прикрепляется вертикально к трансформатору. Ее высота должна быть не менее 2,5 м.
Назначение подключающей трубы - принять изолированные высоковольтные провода, идущие от верха штанги, на расстоянии не менее 2,5 м от земли. Вход проводов в подключающую трубу и выход из нее к трансформатору изолируются карболитовыми монолитными колодками.
Заземление от трансформатора к рельсу осуществляется тросом сечением 16 мм2.
Провода контактной сети электрифицированных железных дорог могут использоваться для электроснабжения путевых инструментов. Для отбора энергии от сети постоянного тока нужны установки по преобразованию постоянного тока высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения. Разработано в качестве опытных несколько таких установок, но практического применения они не нашли.
При электрической тяге на однофазном переменном токе промышленной частоты напряжением 27 кВ для электроснабжения нетяговых потребителей устраивают линии продольного электроснабжения напряжением 27 кВ, которые подвешивают на опорах контактной сети с полевой стороны. В качестве одной из фаз используется рельс. Сооружение такой линии обходится дешевле, чем трехфазной ЛЭП-27 с тремя проводами. С помощью однофазных или трехфазных понижающих трансформаторов можно обеспечить электроснабжение однофазных или трехфазных потребителей энергии.
Переносные однофазные трансформаторы подключают с помощью штанги к одному проводу высоковольтной линии и к рельсу. На низкой стороне трансформаторов будет однофазный переменный ток напряжением 220 В. Электрические инструменты получают энергию от трансформатора через преобразователь фаз. Надежность устройств периодически испытывают, проверяя их работу и электробезопасность. Обслуживание разрешается лицам, имеющим необходимую квалификацию. Во время работы "эти устройства заземляются и ограждаются.
Проход за ограждения разрешается только обслуживающему их персоналу, имеющему необходимые знания по охране труда и технике личной безопасности. Перед началом работы бригадир пути по переносному селектору или телефону должен согласовать с энергодиспетчером время, место и продолжительность подключения.
Техника безопасности при работе с электрическими инструментами
Передвижная электростанция (бензоэлектрический агрегат) во время работы должна находиться на обочине или широком междупутье на расстоянии не менее 2 м ближайшего рельса. Перед началом работы она должна быть заземлена. Для этого в предварительно увлажненный грунт около электростанции забивается металлическая труба или стержень диаметром 25-50 мм, длиной 1,0-1,1 м. Нельзя заливать бензин в бак во время работы бензоэлектрического агрегата и перевозить его с работающим двигателем.
Если электрические инструменты получают энергию от низковольтной трехфазной сети, делается трехжильный спуск от питающих проводов к рубильнику. Ящик, в котором размещаются рубильник и предохранители, должен закрываться на замок. Розетка для отбора энергии, прикрепления к ящику вместе с ним должна быть заземлена.
Особое внимание обращается на выполнение требований техники безопасности при отборе энергии от высоковольтных воздушных линий. Подключение к ним производится в строгом соответствии с Инструкцией по порядку подключения и эксплуатации переносных трансформаторов и подключающих устройств. Каждое подключающее устройство должно иметь документ о заводском испытании проводов и изолированных частей. Запрещается отбор энергии от высоковольтных ЛЭП в темное время суток, при тумане, дожде, мокром снеге, грозе и ветре силой 5 баллов и более.
От источника питания к электрическим инструментам ток подается по переносной кабельной сети. Магистральный кабель укладывается на обочине или широком междупутье, он не должен скручиваться или быть в натянутом положении. Магистральный и ответвительный кабели должны быть оборудованы штепсельными муфтами (подключение оголенными проводами к источнику энергии или инструменту не допускается). Кабели имеют четыре провода: три для передачи энергии и один, отличающийся по цвету, для заземления. Этот провод соединяет корпус инструмента с заземляющим устройством источника тока. Если источник тока (электрическая сеть) не имеет заземления, его устраивают на месте работы. Для этого в сырую землю забивают металлическую трубу или стержень, которые соединяют с корпусом кабельной вилки. Исправность заземляющего провода и отсутствие замыкания на корпус должны быть проверены на специальном стенде или прибором перед выдачей инструментов монтерам пути. Если во время работы монтер пути почувствовал хотя бы слабое действие тока, работа прекращается, проверяются состояние заземляющего провода, исправность инструмента и источника питания.