Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте

Реферат

На протяжении многих лет ВНИИЖТ активно участвует в реализации программы ресурсосбережения на железнодорожном транспорте. Созданные специалистами института технологии гарантируют снижение расхода топливно-энергетических ресурсов, значительную экономию материальных ресурсов и трудовых ресурсов. Рассмотрим некоторые из этих решений, которые доказали свою эффективность на железных дорогах страны.

С 1999 г. институтом ведется внедрение рельсосмазывателя РС-2 ВНИИЖТ. Его использование в сети показало, что смазка является одним из наиболее эффективных способов снижения бокового износа шин локомотивов, колес вагонов и рельсов. Благодаря смазке в среднем по дорожной сети удалось увеличить ресурс шин локомотивов и колес вагонов в 3-4 раза соответственно, снизив потребность РЖД в замене рельсов из-за дефекта бокового износа. В конструкции РС-2 ВНИИЖТ реализован бесконтактный способ смазки и автоматическое регулирование количества подаваемой смазки при скоростях движения до 100 км/ч.

В 2006 г. институтом разработана рельсосмазывающая установка РС-4 четвертого поколения. В нем устройство для приготовления и заправки смазочного материала и подающая емкость с пневмогидравлическим вытеснением выполнены в едином блоке с насосом высокого давления. Механическая и гидравлическая части не требуют регулировки и наладки в процессе эксплуатации, а режимы подачи смазочного материала реализуются микропроцессорной системой управления и приводным электродвигателем мощностью до 0,8 кВт. Агрегат имеет систему подогрева и фильтрации смазки и может быть установлен практически на всех типах подвижного состава: электровозах, тепловозах, вагонах и вагонах.

Годовой экономический эффект от внедрения одного рельсосмазывателя составляет более 3 млн. руб. и образуется за счет снижения расхода электроэнергии на тягу поездов на 4-9%, уменьшения износа гребней колес подвижного состава в 3—4 раза, четырехкратного снижения бокового износа рельсов в кривых и снижения до 5% потерь смазочного материала.

В начале 1980-х годов многие железные дороги столкнулись с проблемой, когда при высоком заполнении пропускных способностей дальнейшее увеличение размеров движения приводило к снижению участковой скорости и не давало требуемого эффекта, а введение двойной тяги для вождения поездов увеличенной длины и массы потребовало значительного увеличения числа локомотивных бригад. Для решения задачи повышения продуктивности локомотивного персонала и экономии электроэнергии на тягу поездов специалистами института была разработана хорошо известная ныне система многих узлов СМЭТ. Его использование позволило без специального отбора по характеристикам объединять локомотивы в прицепы, что значительно повысило производительность локомотивов, а также решило проблему ограничения мощности. Разработка унифицированного электронного оборудования КМЭТ на новой основе элементов для электровозов постоянного и переменного тока открывает хорошие перспективы для использования системы в настоящее время.

17 стр., 8118 слов

Система смазки двигателя автомобиля

... масло подается разбрызгиванием и самотеком. В двигателях автомобилей применяется комбинированная смазочная система различных типов. Комбинированной называется смазочная система, осуществляющая смазывание двигателя под давлением и ... очищается сетчатым фильтром в маслоприемнике насоса, что предохраняет последний от повышенного износа или полом. Кроме того, для более тщательной очистки масла применяют ...

Сегодня сложно представить хотя бы одну отрасль или вид транспорта, в которых бы не использовались сварочные технологии. На предприятиях железнодорожного транспорта используется более сорока методов сварки, нанесения покрытий, напыления и других родственных процессов. Велика роль сварочных технологий в решении научных и практических задач экономии ресурсов, снижения эксплуатационных расходов и повышения безопасности. Так, например при восстановительной наплавке металла, наносимого на ремонтированную деталь, в большинстве случаев не превышает массы новой детали, что определяет и расход металла, который в десятки раз меньше, чем при изготовлении деталей, и затраты, которые при восстановлении составляют обычно от долей процента до 25-30% от стоимости новых деталей.

Для локомотивного хозяйства при участии ВНИИЖТ разработана технология восстановления сваркой и покрытием крышек цилиндров дизелей Д40 в местах эксплуатационных трещин и чрезмерного местного износа. Крышки изготовлены из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, который отличается плохой свариваемостью и большей чувствительностью к перепадам температуры. Поэтому в процессе ремонта сваркой и нанесением покрытий в металле могут образовываться трещины и неблагоприятные структуры, ухудшающие его механические и эксплуатационные свойства. Разработанная технология обеспечивает удовлетворительное качество ремонта и надежную работу крышек цилиндров. для тепловой сварки чугуна создано специальное технологическое оборудование, обеспечивающее требуемый непрерывный процесс нагрева, сварки, отжига и охлаждения крышек без удаления их из рабочей камеры. Годовой экономический эффект при массовом использовании технологии составит 9 млн. руб.

Значительная экономия достигается также при использовании разработанной институтом технологии ремонта магазинов, частей ступеней и опорных поверхностей осей колес локомотивов термическим напылением. При этом восстановление до номинальных ремонтных размеров подступичных частей и посадочной поверхности под зубчатое колесо осуществляют электродуговой металлизацией с использованием монолитной проволоки из хромистой стали, а шейки осей под моторно-осевой подшипник — газопламенным напылением шнуровых материалов.

По заказу Департамента локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» также был проведен анализ повреждаемости рам тележек грузовых и пассажирских локомотивов и разработаны предложения по совершенствованию технологии их ремонта сваркой.

Восстановление сильно нагруженных, массивных деталей высокой ответственности, таких как коленчатые валы локомотивных дизелей, представляет собой сложную задачу, решение которой требует значительных затрат времени и средств, применения оригинальных решений, способных обеспечить необходимые эксплуатационную надежность, экономический эффект и выдержать конкуренцию ранее разработанных ремонтных процессов.

23 стр., 11160 слов

Вагонное депо по ремонту грузовых вагонов с разработкой роликового отделения

... Вагонное депо предназначено для выполнения планового деповского ремонта вагонов, ремонта и комплектовки вагонных узлов и деталей. На базе вагонных депо организуют и обеспечивают подготовку к перевозкам, а также техническое обслуживание грузовых ... обмывки, демонтажа, дефектоскопирования, ремонта и монтажа деталей буксового узла и колесных пар, наплавки и обработки гребней колес. Демонтажное отделение ...

В институте разработана технология восстановления изношенных шеек стальных коленчатых валов дизелей тепловозов (на примере дизеля 5Д49) способом сверхзвукового шнурового газопламенного напыления, который, благодаря оптимальному сочетанию выбранных параметров процесса, напыляемых порошковых материалов, характера и структуры нанесенных слоев, гарантирует высокую производительность процесса, качество и надежность ремонта. Для напыления применили многофункциональную установку типа «ТЕНА ТОП-ЖЕТ/2», шнуровые и порошковые материалы. Доказано преимущество этого метода восстановления коленчатого вала перед другими. В сравнении с закупкой нового вала годовой экономический эффект от его восстановления составляет 1,6 млн. руб., а затраты окупаются за три месяца. Учитывая кризис, который предвидит ОАО «РЖД» в производстве дизельных двигателей для железнодорожного транспорта, данная работа приобретает особую актуальность.

Для транспортных средств проводились научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по продлению срока службы деталей и агрегатов автомобилей и легковых автомобилей. Разработаны две усовершенствованные технологии механизированной (полуавтоматтичвской) износостойкой наплавки деталей автосцепного устройства, а также надрессорных балок с ислользованием имеющегося на ремонтных предприятиях сварочного оборудования, что облегчает организацию ремонта.

Широкое распространение получила наплавка фланцев цельнокатаных колес грузовых вагонов. В вагонных депо действует около 100 участков по наплавке изношенных гребней, ежегодно наплавляют от 70 до 140 тыс. колесных пар. К настоящему времени восстановлено более 1,3 млн. колесных пар. Благодаря разработке наплавочной проволоки марки Св-08ХГ2СМФ с системой легирования Si-Mn-Cr-Mo-V интенсивность износа гребней в эксплуатации по сравнению с не-наплавленными снизилась более чем в 20 раз и составила меньше 0,1 мм на 10 тыс. км пробега вагона. Разработана и внедрена на сети дорог единая унифицированная технологическая инструкция по наплавке гребней вагонных колесных пар.

Исследования в области плазменной закалки гребней колес подвижного состава — новое направление. ВНИИЖТ и МНП-ВП «МАТТЕХ» разработали метод плазменной закалки гребней, осуществляемый электрической дугой, который положительно отличается от других плазменных технологий. Эксплуатация локомотивных колес, упрочненных на участках, организованных в трех депо Дальневосточной дороги, показала, что в сравнении с неупрочненными средний износ уменьшается в 2,7 раза, а пробег между обточками увеличивается до 60%. С положительной стороны, этот процесс доказал свою эффективность при упрочнении гребней колес легковых автомобилей, частей тележек грузовых вагонов и боковой рабочей кромки рельсов. проведены исследования по разработке технологии упрочнения гребней колес электрических и дизельных поездов.

Завершен комплекс научно-исследовательских и конструкторских работ по увеличению межремонтного пробега пассажирских вагонов до 450 тыс. км за счет установки на них деталей и узлов повышенного ресурса. Институтом выполнены исследования по использованию для восстановления изношенных деталей различных способов механизированной наплавки и газотермического напыления, которые в сочетании с правильно выбранными износостойкими наплавочно-напылительными материалами и оборудованием обеспечили существенное увеличение ресурса их работы после ремонта. В большом объеме и при различных условиях эксплуатации на нескольких железных дорогах сети были проведены эксплуатационные испытания деталей повышенного ресурса, положительные результаты которых позволили перейти к сетевому внедрению разработанных способов восстановления и упрочнения. На сегодняшний день специализированным оборудованием, оснасткой, технической и технологической документацией обеспечены все депо и вагоноремонтные заводы, а с трафаретом «450 тыс. км» эксплуатируется 100% парка пассажирских вагонов.

8 стр., 3865 слов

Проектирование технологических процессов изготовления деталей вагонов

... ГОСТу 1203-75 "Чека тормозной колодки для вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия". Колодки не должны выступать за наружные грани колес. 1.2 Характеристика детали Подвески тормозных башмаков, имеющие диаметр поперечного ...

Обследование деталей повышенного ресурса показало, что упрочненные детали могут работать значительно дольше установленного срока и что при доработке технологий и уточнении перечня деталей, требующих упрочнения, межремонтный пробег пассажирских вагонов может быть увеличен до 900 тыс. км и даже до 1350 тыс. км. Научно-исследовательская работа в этом направлении продолжается. Для этого некоторые ранее отреставрированные детали нуждаются в повторном армировании, поэтому в институте разработан технологический процесс ремонта ранее закаленных деталей автомобилей. Получены удовлетворительные результаты.

Для экономии пассажиров также разработана технология восстановления сваркой поперечных балок шасси тележек КВЗ-ЦНИИ, поврежденных трещинами. Очагами образования трещин являются дефекты некачественной сварки.

В стадии эксплуатационных испытаний находится технология лазерной закалки поверхности качения колес легковых автомобилей с помощью СО2-лазера. Гребень и поверхность катания колес обрабатывали по схеме «зигзаг» или «зигзаг» (гребень) — «кольцо» (поверхность катания) и сравнивали их износостойкость с колесами без упрочнения. установлено, что износ закаленных колес на 25-30% ниже, чем у неармированных.

Новой для железнодорожных предприятий является технология упрочнения деталей воздействием дугового разряда в потоке жидкости (метод ПРПЖ).

Достоинствами метода являются достаточно высокая производительность процесса и возможность упрочнения деталей большой массы и сложного профиля, а степень упрочнения сравнима с плазменной закалкой.

Научные исследования в области путевого хозяйства выполняются институтом по следующим направлениям, сварка новых старогодных рельсов в стационарных условиях и в составе путёвых рельсосварочных машин ЛРСМ) с термической обработке сварных стыков, сварка крестовин и остряков на стрелочных заводах, восстановление наплавкой рельсов и крестовин; восстановление и упрочнение деталей путёвой техники.

Цех «Сварка» комплекса является ведущим разработчиком технологий сварки рельсов различных типов и способов производства, выпускаемых отечественной промышленностью за рубежом. На кафедре разработана четкая концепция в области сварки рельсов, в основе деталей лежит обеспечение высокого качества, надежности и безопасной эксплуатации сварных соединений. установлено, что наилучшим методом является сварка рельсов давлением газа на основе соединения металлов в твердом состоянии. Однако по технико-экономическим показателям она уступает сварке, близкой к качественным характеристикам и занявшей сейчас ведущее место в производстве сварных рельсов и производстве непрерывных сварных рельсов.

2 стр., 969 слов

Правила приема, отпуска и хранения нефтепродуктов

... учета талонов на нефтепродукты и отпуска нефтепродуктов по талонам, о порядке отпуска и оплаты нефтепродуктов по кредитным картам, о порядке отпуска нефтепродуктов за наличные деньги индивидуальным владельцам транспортных средств, утвержденными Госкомнефтепродуктом СССР. 2. Хранение нефтепродуктов ... остается у оператора и прилагается к сменному отчету. 13. При приеме нефтепродуктов, расфасованных в ...

В области контактных рельсосварочных машин институтом совместно с Псковским заводом тяжелого электросварочного оборудования (ЗАО «ПСКОВ-ЭЛЕКТРОСВАР») в последние годы разработана контактная машина МСР-8001 для сварки рельсов в составе ПРСМ, которая не уступает зарубежным машинам, а по отдельным показателям превосходит их. Кроме того, она значительно дешевле. Машина имеет большую электрическую мощность и достаточное усилие сжатия для обеспечения требуемого качества сварного стыка рельсов. Система управления на базе промышленного компьютера позволяет работать в температурном режиме от минус 20 до плюс 60 С.

Ранее были завершены исследования по созданию отечественной машины типа ГЦП-6301 производства Псковского завода и разработана технология контактной сварки рельсов в стационарных условиях рельсосварочных предприятий. Сварка на машине партий рельсов производства НТМК и НКМК кислородно-конверторного и электропечного (электросталеплавильного) способа производства обеспечивает высокое качество сварных стыков, что подтверждается эксплуатацией сварных рельсов.

Машины МСР-6301 и МСР-8001 позволяют осуществлять режим пульсирующего оплавления при сварке рельсов, который сокращает время выполнения операции на 40% и расход металла в сварном стыке на 40-50%.

ВНИИЖТ проводит исследования по поиску и разработке альтернативных методов сварки рельсов, в частности механизированной сварки рельсов встроенным электродом или порошковой проволокой. установлено, что за счет использования качественных сварочных материалов механические свойства сварных соединений рельсов этими методами на 25-30% выше, чем у термитов. Процесс сварки стабильный, обеспечивающий хорошее формирование сварного шва. Основное время сварки в этом случае составляет 6—8 мин, а в цикле не более 1,5 ч. Осуществляется капитальный ремонт оборудования сварщиком, стоимость затрат по сравнению с термитной сваркой снижается в 5 раз, а время, затрачиваемое на подготовку и сварку, сокращается в 1,3-1,5 раза.

В области восстановления наплавкой элементов верхнего строения пути в дополнение к ручной наплавке разработаны технологии механизированной (полуавтоматической) и автоматической наплавки рельсов и крестовин, соответствующая техническая и технологическая документация, укомплектованы комплексы основного и вспомогательного наплавочного оборудования разработаны порошковые мофлюсующиеся проволоки, имеющие возможность производить наплавочные работы как в условиях пути, так и в стационаре» Если ручным способом наплавляют концы рельсов длиной до 200 и глубиной до 6-в мм, то механизированная наплавка позволяет восстанавливать рельсы с изношенных участков до 400 мм и глубиной до 15 мм. По сравнению с ручным способом производительность поверхности увеличивается в 2-2,5 раза, а качество, характеризующееся усталостной прочностью, почти в 2 раза. Поскольку процесс нанесения покрытия является непрерывным, количество дефектов наплавленного металла уменьшается, что значительно снижает расход материалов покрытия, общее время и стоимость ремонта. Стоимость ремонтных работ снижается на 30-40%, растет культура производства.

4 стр., 1671 слов

Транспортировка топливно-смазочных материалов. Хранение топливно-смазочных ...

... помещений, предназначенных для хранения нефтепродуктов, осуществляется с учетом вида продукции - ... контрольной работе рассмотрены эксплуатационные свойства дизельного топлива, классификация и маркировка тормозных жидкостей, ... только в качестве резерва при перевозке продукции или реорганизации складских ... мнению специалистов, оптимальные условия хранения топливно -смазочных материалов на открытых ...

ВНИИЖТ изготовил современный сварочный автомат, разработал программное обеспечение и высокоэффективный технологический процесс обработки поверхности шпал в стационарных условиях. Сварочный автомат позволяет автоматически перемещать сварочную горелку в горизонтальном продольном и поперечном направлениях, а также в вертикальном направлении. он оснащен автоматическим управлением процессом наплавки по математической модели, хранящейся в памяти контроллера, и коррекцией параметров в процессе наплавки. Автомат стабильно работает в сложных условиях эксплуатации в диапазоне температур от минус 40 ° до плюс 40 ° С. Благодаря высокому качеству перекрестного перекрытия затраты на оборудование окупаются чуть более чем за шесть месяцев.

Существующие аэрозольные лакокрасочные материалы, производимые отраслью, в большинстве случаев не полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к восстановленным частям железнодорожного оборудования. Поэтому ВНИИЖТ постоянно ведет интенсивные научно-исследовательские работы по созданию специальных электродов, порошковых проволок или материалов, применяемых для наплавки (как правило, износостойкой) конкретных ответственных деталей.

Доказательством эффективности сварочных технологий, разработанных институтом, является их широкое внедрение на железнодорожной сети. Так, за десять лет (до 2005 г.) было создано более 1500 участков и постов по восстановлению ответственных деталей железнодорожной техники, на них отремонтировано более 4,5 млн. деталей и сэкономлено 6,4 млрд. руб.

Российские железные дороги уделяют пристальное внимание экономии дизельного топлива, в том числе комплексной задаче достижения баланса дизельного топлива и дизельного топлива на железнодорожных топливных базах. Это требует четкого и правильного учета нефтепродуктов по мере их поступления, хранения, отпуска тепловозам и другим потребителям. В настоящее время на топливных базах железных дорог отсутствуют современные технические средства и высокоточные технологии для учета баланса поступления и расхода ГСМ. Погрешности измерения расхода стандартными измерительными приборами превышают 4%, что приводит к значительным потерям ГСМ на каждом этапе технологической цепочки. В соответствии с требованиями процессов приемки, хранения и выдачи нефтепродуктов на топливных складах институт с 2007 г. внедряет системы учета топлива в вертикальных и горизонтальных резервуарах «Гамма», основной целью внедрения которой являются исключение влияния «человеческого фактора», снижение технологических потерь и повышение точности учета нефтепродуктов.

Система «Гамма» предназначена для измерения уровня, плотности и температуры нефтепродуктов, уровня воды и льда, образующегося в базовых топливных баках, а также расчета массы нефтепродуктов массово-объемным методом при учете операций по компьютер. Система позволяет в режиме реального времени получать и сохранять в защищенной базе данных информацию о наличии на складах топлива и масла, а также об их расходе (за сутки, декаду, месяц, год).

Учет ведется в единицах массы с точностью до 0.5%. Система позволяет обнаруживать утечки из подземных резервуаров и трубопроводов, исключая возможность несанкционированного отбора нефтепродуктов.

8 стр., 3952 слов

Основные методы снижения расхода моторного топлива при эксплуатации автомобиля

... транспортного средства. В результате постоянно разряженный аккумулятор не может обеспечить необходимую мощность для свечей зажигания, а это означает, что искра не сможет должным образом воспламенить топливную ... и нефтепродукты удельный расход топлива автомобиля ... позволяют электронному блоку управления двигателем правильно ... экономичнее карбюраторного; однако, проблема повышенного расхода топлива ...

Вертикальные и горизонтальные резервуары оснащены измерительным оборудованием, с помощью которого осуществляется непрерывный контроль количества нефтепродуктов в резервуарах и передача этой информации на центральный компьютер. Установленное на компьютере программное обеспечение обеспечивает полную автоматизацию измерительных процессов. При запуске программа автоматически переключается в режим измерения и может отображать ключевые параметры для группы резервуаров или полную информацию о конкретном резервуаре на экране компьютера, обеспечивая сигнализацию минимального и максимального уровня.

К настоящему времени получены заявки от дорог на оборудование системой «Гамма» более 60 топливных складов локомотивных депо, намечена программа оснащения топливных складов автоматизированными системами учета расхода дизельного топлива и дизельного масла УИП «Гамма» на 2007-2009 гг.

Вторым важным аспектом учета товародвижения топлива является вопрос контроля отпуска нефтепродуктов потребителям. Применяемые в настоящее время на нефтебазах железных дорог топливо и маслораздаточные колонки со счетчиками типа «ШЖУ» имеют низкий класс точности, недостаточную производительность и отпускают нефтепродукты потребителям только в единицах объема (литрах).

Расчет массы в данном случае производится с определением плотности и температуры в лабораторных условиях. Фактические значения плотности и температуры отпускаемого нефтепродукта, как правило, не соответствуют значениям, измеренным в лаборатории. Это приводит к неточному учету расходуемых нефтепродуктов с погрешностью в определении массы топлива до 3—5%.

Таким образом, актуален вопрос внедрения автоматизированных топливо и маслораздаточных колонок, которые при высокой производительности налива смогут обеспечить отпуск требуемой дозы нефтепродукта с высокой точностью, как по массе, так и по объему. Колонки устанавливаются на топливных складах локомотивных депо железных дорог и интегрируются по учету с системой «Гамма». В процессе отпуска нефтепродуктов будет практически полностью исключено влияние человеческого фактора и достигнуто повышение точности учета до 0,25% по массе, что обеспечит соответствующую экономию энергоресурсов.

Внедряемые на сети железных дорог высокоточные топливораздаточные колонки при производительности налива до 400 л/мин позволяют учитывать и сохранять в базе данных информацию об отпускаемых нефтепродуктах как по объему, так и по массе. При годовом расходе топлива 30000 т окупаемость колонок составит менее 1 года.

При комплексной автоматизации учета дизельного топлива и масла на складах топлива железных дорог образующими экономический эффект факторами являются: повышение точности учета нефтепродуктов при их приеме, хранении и отпуске оформление суточных, декадных, месячных ведомостей, исключение влияния « человеческого фактора», так как все измерения производятся в автоматическом режиме, ликвидация технологических потерь нефтепродуктов (утечки из резервуаров и др.), ведение архива данных по приему, хранению и отпуску топлива, исключение несанкционированного отпуска нефтепродуктов.

10 стр., 4965 слов

Альтернативные виды топлива. Перспективы развития

... на покупку европейских автомобилей. Одним из путей экологизации автомобильного транспорта является перевод его на альтернативные виды топлива. Под собирательным термином «альтернативные топлива» ... ­вие ГОСТ Р.51866 на автомобильные бензины и ТУ 38.401-58-296-2001 на дизельные топлива, которые соответствуют европейским ... учетом их производства, транспортировки и т.д. Такой анализ имеется пока лишь для ...

При годовом потреблении ОАО «РЖД» дизельного топлива 3,2 млн. дизельного масла порядка 100 тыс. т, при условии оборудования всех топливных складов компании системами «Гамма» и топливораздаточными колонками, ожидаемая экономия составит более 1 млрд. руб. в год.

Институт наряду с другими научными институтами и производственными организациями, участвующими в реализации инвестиционного проекта ОАО «РЖД» «Внедрение ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте», ведет разработки и по многим другим направлениям ресурсосбережения. Суммарный годовой экономический эффект от внедренных в 2007 г. разработок ВНИИЖТ по программе ресурсосбережения составил более 32 млн. руб., а в текущем году, по расчетам, он может превысить 150 млн. руб. Такая положительная динамика позволит ОАО «РЖД» в ближайшем будущем сократить вложения в ресурсоемкие направления своей деятельности и реализовать за счет этого другие значимые для жизни отрасли инвестиционные проекты.

Список литературы:

[Электронный ресурс]//URL: https://obzone.ru/referat/resursosberegayuschie-tehnologii-na-jeleznodorojnom-transporte/

1. Гудков, А.В. Ресурсосберегающие технологии и технические средства //Железнодорожный транспорт. 2008. №4. С.72-78.