Файл: Иванов, Г. С. Эксплуатационная надежность и совершенствование технологии изготовления железобетонных шпал.pdf

жения по вертикали может достигать ± 4 мм. Если учесть из­ нос захватов и торцовых плит форм, то отклонение может дос­

форм. Напомним, что на действующих шпальных заводах с по­ точно-агрегатной схемой производства фактические максималь­ ные отклонения арматуры от проектного положения достига­ ют ±25 мм.

Вероятность частых обрывов напрягаемых проволок исклю­ чается ввиду применения новой конструкции захвата, который не только позволяет автоматизировать процесс арматурных ра­ бот, но и обладает высоким значением коэффициента безобрывности.

Разработанная и экспериментально проверенная система ав­ томатического контроля величины натяжения арматуры обеспе­ чивает без участия рабочего точное и стабильное поддержание заданного усилия в арматурном пакете, а принятая схема его фиксирования в форме гарантирует, что в пакете после обжа­ тия формы и выбора посадочных зазоров всегда сохранится на­ пряжение не ниже требуемого проектного (см. рис. 31).

Рассмотрим далее, в какой степени могут быть выполнены остальные технические требования к технологии арматурных работ. Эти требования исходили прежде всего из условий обя­ зательного повышения качества изготовляемых шпал, а также из условий повышения производительности труда. Предлагае­ мый арматурный станок полностью обеспечивает, как показали опыты, комплексную механизацию и на базе ее — комплексную автоматизацию процесса армирования железобетонных шпал.

Требования по устранению большей неравномерности на­ пряжений в отдельных проволоках пакета оказалось возмож­ ным выполнить путем предварительного выравнивания их длинОпытами доказано, что при повышении качества поставляемой высокопрочной проволоки можно добиться, чтобы неравномер­ ность напряжений в ней не превышала ± 5 % . С этой целью в конструкции арматурного станка должно быть предусмотрено выравнивающее устройство.

При автоматизации гарантируется полная безопасность ра­ бот для обслуживающего персонала, который всегда находится вне рабочей зоны действующего станка. Обрыв проволоки не вызывает длительной остановки станка. Оператору достаточно довести цикл на наладочном режиме и выдать дефектный пакет вместе с формой из арматурного станка.

При автоматизации должна значительно возрасти произво­ дительность труда. Расчеты показывают, что если при армиро­ вании четырехместной формы установить продолжительность цикла станка 120 сек, то при двухсменной работе можно заар-

130

мировать в год более 450 тыс. шпал. Следовательно, и в этой части технические требования могут быть выполнены-

В основу системы автоматического управления станком по­ ложены линейные последовательные цепи, составленные из кон­ тактных (конечных) выключателей (КВ), промежуточных кон­ тактных реле (ПР) и реле времени (РВ). Случайный разрыв в такой цепи вызывает отказ, прекращающий выполне­ ние последующей операции и фактически приводящий к оста­ новке автомата. Оценить надежность такой системы управле­ ния возможно вероятностью безотказной работы в течение за­ данного интервала времени (смена, месяц, год).

Арматурный станок может быть отнесен по последствиям возможных отказов в системе управления к первой категории (последствия, вызывающие незначительный ущерб производст­ ву, так как в случае несрабатывания какого-нибудь элемента последовательной цепи произойдет остановка привода без поло­ мок рабочих органов и каких-либо катастрофических явлений).

Для оценки надежности системы автоматического управле­ ния арматурным станком может быть использована известная формула

где КСО—К = const — опасность отказа элемента системы. Ориентировочно для первой категории отказов принимают

в качестве норматива Хс=20- 10_6ч-50-10_6.

Вероятность безотказной работы системы автоматического управления арматурным станком оказалась равной

Ря =ехр (—895-10~7-350) =0,9704,

где /= 350— число часов работы станка в месяц при двухсмен­ ной работе (10500 циклов).

Сравнивая полученные характеристики с нормативными, соответствующими первой категории значимости отказов, ви­ дим, что система автоматического управления арматурным станком удовлетворяет требованиям надежности. Если при про­ ектировании и изготовлении механических узлов удастся обес­ печить их требуемую прочность и износостойкость, то станок в целом может обладать высокими показателями точности и ста­ бильности работы в течение длительного времени.

3. Совершенствование методов формования шпал

По результатам многолетних наблюдений на заводах можно указать на следующие основные дефекты, возникающие в шпа­ лах в процессе формования:

теканием цементного молока через щели диафрагмы, недоста­ точным количеством смеси у края ячейки формы и большой ве­ личиной амплитуды колебаний. Первая причина пояснений не требует. Вторая причина связана с принятым методом дозиро­ вания и конструкцией бетонораздатчика, который не может вы­ дать достаточное количество смеси у торца формы. Увеличение амплитуды колебаний свойственно концам формы, так как они имеют консольные свесы над опорой виброплощадки. На кон­ цах формы, кроме того, сосредоточены значительные массы за­ хватов. По этой причине возникают собственные колебания кон­ солей формы, особенно при остановке виброплощадки. Таким образом, в данном случае имеет место конструктивный недос­ таток формы и виброплощадки, который в конечном итоге при­ водит к образованию дефекта в торцах бетонируемого изделия.

Расслоение бетона по горизонтали вызывается зависанием крупных щебенок между натянутыми проволоками и ранним наложением пригруза. Первая причина в основном обусловле­ на неоднородностью состава бетонной смеси, когда применяют нерасфракционированный щебень с включением гранул более 25 мм. Этот дефект относится к технологии приготовления бе­ тонной смеси.

Вторая причина связана с технологией формования изде­ лия. Дело в том, что в первоначальный период вибрации смесь должна распределиться в объеме формы между натянутой ар­ матурой. Если этого не произошло, то при раннем наложении пригруза происходит прогиб арматуры, а после снятия при­ груза смесь поднимается силой упругой отдачи арматуры и разрывает бетон. Для ликвидации этого дефекта необходимо строго регламентировать продолжительность уплотнения смеси без пригруза и с пригрузом-

Нарушение структуры свежеуплотненного бетона вызыва­ ется следующими причинами: раскачиванием диафрагм вдоль продольной оси форм и раскачиванием пустотообразователей для облегчения извлечения их из бетона, а также упругими де­ формациями собственно формы при ее транспортировании кра­ ном. Первые две причины обусловлены применением ручных методов производства работ. Эти операции приводят к наруше­ нию сплошности бетона в самых ответственных частях конст­ рукции шпалы — в подрельсовой и торцах. Распилы шпал по­ казывают, что в некоторых случаях вокруг арматуры образуют­ ся пустоты, так как до твердения бетона уже произошло сме­ щение арматуры в поперечном сечении шпалы по вертикали.

Иногда видны смещения арматуры по горизонтали, что выз­ вано упругим последействием натянутой арматуры в момент снятия диафрагм, которые при укладке смеси отжимали прово­

133

нии отмеченных выше недостатков, но и в пересмотре приня­ тых методов производства работ, приводящих к изготовлению дефектных шпал и случаям травматизма рабочих.

Созданию более совершенной технологии будет способство­ вать использование результатов исследований по высококачест­ венному уплотнению бетона, внедрение комплексной механиза­ ции работ, которая позволит применить средства автоматиза­ ции для регламентации параметров наиболее ответственных технологических операций формования шпал.

Опираясь на многолетний опыт изготовления шпал, можно сформулировать следующие технические требования, которым должна удовлетворять бездефектная технология формования шпал:

обеспечивать непрерывность процессов дозирования, уклад­ ки и уплотнения бетонной смеси;

формовать шпалы из жестких бетонных смесей с характери­ стикой удобоукладываемости не менее 80—100 сек;

обеспечивать изготовление шпал одинаковой высоты;

обеспечивать проведение технологического процесса с необ­ ходимой точностью и стабильностью;

обеспечивать значительный рост ,производительности труда; система автоматического управления должна обладать вы­

сокой надежностью для обеспечения безотказной работы в те­ чение достаточно продолжительного периода времени.

Рассмотрим возможные пути совершенствования процесса формования шпал в свете указанных требований. Весь про­ цесс формования шпал может быть разбит на следующие груп­ пы операций, котрые должны выполняться в указанной очеред­ ности.

Подготовительные — установка и закрепление формы на ви­ броплощадке, установка в форму раз­ делительных и торцовых диафрагм, ус­ тановка в проектное положение шайб.

Основные — дозирование, укладка и уплотнение бе­ тонной смеси.

134