Організація експлуатації локомотивів.

1.1 Обґрунтування розміщення пунктів технічного обслуговування ТО-2, екіпіровки та зміни локомотивних бригад.

Розташування вказаних облаштувань локомотивного господарства визначає максимально можливі пробіги між пунктами виконання технічного обслуговування ТО-2, екіпіровки та зміни локомотивних бригад. При цьому елементом, який лімітує безекіпіровочний пробіг локомотивів буде той, який по кілометражу буде мінімальний.

Найбільший пробіг локомотивів між пунктами забезпечення дизельним паливом, км, визначається за формулою

де 0,9 - коефіцієнт, який враховує 10%-ний запас дизельного палива;

- сумарна місткість паливних баків, кг, (табл. 0.1);

- маса поїзду брутто, т;

- норма витрат натурного дизельного палива,

кг/10⁴ ткм брутто (табл. 0.1);

- поправковий коефіцієнт, який враховує збільшення витрат дизельного палива в зимових умовах в залежності від середньої температури найбільш холодного місяця в році, (таблиця 1.1).

Перехід від норми витрат умовного палива до натурного здійснюється за формулою

де - норма витрат умовного дизельного палива,

кг/10⁴ ткм брутто;

Е = 1,43 - тепловий еквівалент дизельного палива.

Найбільший пробіг локомотивів між пунктами забезпечення піском, км, визначається за формулою:

де 0,9 - коефіцієнт, який враховує 10%-ний запас піску в пісочних бункерах локомотива;

Е_П - сумарна місткість пісочних бункерів, м³ (таблиця 0.1.)

е_П - максимальні норми витрат піску, м³/10⁶ ткм брутто (вибирається з таблиця 0.1.)

Таблиця 1.1 - Поправковий коефіцієнт для розрахунку витрат дизельного палива в умовах зими

Локомотиви	Поправковий коефіцієнт при розрахунковій середній температурі найбільш холодного місяця, 0С.
-30	-25	-20	-15	-10	-5
Тепловози та дизель-поїзди	1,115	1,102	1,089	1,076	1,064	1,057	1,038

Відстань між пунктами ТО-2, км, визначається за формулою

де - тривалість роботи локомотивів між ТО-2 (24....72 год) [ 2 ] для вантажних тепловозів не більше 48 год.

- середня дільнична швидкість, км/год;

К - коефіцієнт, який характеризує розміщення ПТОЛ – при розміщенні на обох кінцевих станціях ділянки обертання К=1, при розміщенні тільки на одній з них К = 0,5 [ 3 ].

Найбільша довжина ділянки неперервної роботи локомотивних бригад, км, визначається за формулою

де - встановлена норма максимальної тривалості безперервної роботи бригад, яка відраховується від моменту явки на роботу до здачі локомотива; 8 год;

- допоміжний час роботи бригад; =1,5-2 год;

Після проведення розрахунків за попередніми формулами студент повинен прийняти рішення що до найбільш доцільного розташування екіпіровочних улаштувань: тільки в пунктах оберту на кінцевих станціях заданої ділянки обертання або додатково на приймально-відправних коліях станції основного депо. При цьому умовно приймається, що всі маневрові тепловози експлуатуються на станції А – тобто їх екіпірування виконується в основному депо А.

Порівнюючи відстань між пунктами ТО-2 L_ТО-2 з довжиною ділянки L_БВ , приймається рішення про розміщення пунктів ТО-2. Доцільно виконувати ТО-2, поєднуючи його з екіпіровкою паливом, піском, водою, мастильними матеріалами та інше. ТО-2 маневрових тепловозів виконується в основному депо А, тому треба передбачити окремий пункт ПТОЛ з екіпіровкою для маневрових тепловозів.

Також порівнюючи довжини ділянки обслуговування локомотивної бригади L_бр та ділянок L_АБ і L_АВ робиться висновок про необхідності організації пунктів зміни локомотивних бригад на ділянках А-Б та А - В.

Протяжність ділянок, які обслуговуються локомотивними бригадами, вибирається такою, щоб час безперервної роботи бригади (в один бік) не перебільшував (з врахуванням приймання та здачі локомотива) 7 - 8 годин, а безпосередньо на шляху прямування бригада знаходилась, як правило, не більше 6 годин.

На основі розрахунків та прийнятого способу обслуговування поїздів локомотивами накреслюють схему розміщення об’єктів локомотивного господарства на ділянкі обертання локомотивів. Приклад такої схеми наведено на рисунку1.1.

Рисунок 1.1 - Схема розміщення основних, оборотних депо і пунктів екіпіровки та зміни локомотивних бригад на ділянкі обертання локомотивів.

1.2 Визначення часу повного обертання локомотивів

Для кільцевого способу обслуговування поїздів локомотивами повний оберт визначається часом в годинах, що потрібен для обслуговування локомотивом одної пари поїздів на ділянкі. Відраховується від моменту відправлення поїзда із станції основного депо до моменту відправлення другого поїзда з цієї ж станції, плюс доля часу, що приходиться на один оберт локомотива по станції основного депо, що обумовлено необхідністю заходу в депо на ТО-3 або ПР з наступним виходом під поїзд. Ця доля буде рівна витратам часу, що відраховується від моменту проходу контрольного поста по виходу із депо до моменту причеплення до поїзда після проходження локомотивом ТО-3 або ПР і від моменту відчеплення до моменту проходу контрольного поста по заходу в депо перед проходженням ТО-3 або ПР, віднесеної до кількості обертів («кілець») по станції основного депо, яку локомотив може здійснювати (від`їздити) між ТО-3 Dt_зв.

Крім того, враховується час, який локомотив простоює в депо після ТО-3 в очікуванні поїзду, під який запланована його видача - t_оч. Сумарний час цих елементів оберту позначається -t_зв.оч.

Оберт локомотива для кільцевого способу обслуговування поїздів локомотивами, год, визначають за формулою

,

де - час перебування локомотива на станції основного депо, необхідний для зміни локомотивних бригад і іноді екіпіровки під час руху відповідно в парному або непарному напрямках, год.

- час перебування локомотива на ділянкі обертання;

L - задана довжина ділянки обертання локомотива, км, (таблиця 0.1);

- час, що відраховується від моменту відчеплення локомотива від поїзда в оборотному депо до моменту відправлення його в зворотному напрямку, не враховуючи , год;

, - час очікування локомотивом поїзда в пункті оберту, під який запланована його видача, що відраховується від моменту закінчення технічних операцій до початку руху локомотива до контрольного поста при виході під поїзд, год

, год, (1.1)

де n - кількість пар поїздів (таблиця 0.2);

Dt_зв.оч - доля часу, що відраховується від моменту відчеплення локомотива від поїзда до початку виконання технічних операцій по підготовкі до ТО-3 або ПР і від моменту початку руху до контрольного поста після ТО-3 або ПР до моменту причеплення до поїзда, плюс частка часу від тривалості очікування поїзда, під який запланована видача даного локомотива, віднесена до кількості обертів («кілець»), які можуть бути ним здійснені в період між ТО-3.

де L_ТО-3 - міжремонтний період ТО-3, км (таблиця 2.1);

t_зв - час, затрачений локомотивом на заїзд і виїзд з депо, год (для середніх умов можна прийняти його в межах від 0,33 до 0,5 год);

- час перебування локомотива в основному депо в очікуванні поїзда, під який запланована його видача, год, формула (1.1);

t_зм - сумарний час зупинок локомотива на ділянці обертання, необхідний для зміни локомотивних бригад, год (час на прийомку і здачу локомотива приймається з таблиці 1.6) [ 3 ].

Норми елементів обертання локомотивів наведені в таблиці 1.2 [ 3 ].

Таблиця 1.2 - Елементи повного обертання локомотивів

Найменування елементів або	Тривалість елемента, хвилин	Приміт
позначення в формулах	основне депо	депо оберту	ки
- без доекіпіровки - з доекіпіровкою		- -	- -
- з екіпіровкою та ТО-2 - з екіпіровкою без ТО-2 - з ТО-2 без екіпіровки - без екіпіровки та ТО-2	- - - -	115-125 75-85 80-90 40-50	- - - -

Розрахунок необхідного експлуатаційного парку вантажних локомотивів для заданої ділянки їх обертання визначається за формулою

де - коефіцієнт потреби локомотивів на одну пару поїздів.

1.3 Складання розкладу та побудова скороченого графіку руху поїздів на ділянці обертання локомотивів

Для складання розкладу руху поїздів на ділянці використовуються вихідні дані таблиці 0.2, з яких вибираються поїзди, відзначені знаком "х" у вертикальній графі, відповідно до номера варіанта, що виконується.

Час прибуття поїздів на станцію пункту оберту (Б або В) визначається шляхом додавання до часу відправлення з одного із пунктів часу прямування по ділянкам (Б-А, А-В або В-А, А-Б) та часу простою на станції основного депо.

Парний напрямок

де - дільнична швидкість парного напрямку, км/год;

t_зм - час необхідний для зміни локомотивних бригад в пункті зміни, год.

Непарний напрямок

де V_д.нп - дільнична швидкість непарного напрямку, км/год.

Час стоянки поїздів на станції основного депо А приймається 25...35 хв. Приклад розкладу руху поїздів наведений в таблиці 1.3.

Скорочений графік руху поїздів будується на підставі складеного розкладу руху. Графік руху поїздів визначає послідовність та тривалість займання поїздами перегонів, час прибуття, відправлення та стоянки по кожному роздільному пункту. Робота локомотивів організується на основі та в зв’язку з графіком руху поїздів. Приклад скороченого графіка руху поїздів наведений на рисунку1.2.

Таблиця 1.3 - Розклад руху поїздів на ділянці обертання Б-А-В

Парний напрям	Непарний напрям
№ поїзду	Час від- правлення зі ст.Б	Час при- буття на ст.А	Час від- правлення зі ст.А	Час при- буття на ст.В	№ поїзду	Час від- правлен ня зі ст.В	Час прибуття на ст.А	Час від- правлен- ня зі ст.А	Час при- буття на ст.Б
	0.12 2.59 4.20 7.56 10.10 11.30 12.10 14.58 16.56 21.50 23.06	5.36 8.23 9.44 13.20 15.34 16.54 17.34 20.22 22.20 2.08 3.14 4.30	6.06 8.53 10.14 13.50 16.04 17.24 18.04 20.52 22.50 2.38 3.44 5.00	10.48 13.35 14.56 18.32 20.26 22.06 22.46 1.34 3.32 7.20 8.26 9.42		0.05 3.31 5.10 6.01 9.06 12.01 13.01 15.11 17.36 23.00 23.31	4.59 8.25 10.04 10.55 14.00 16.55 17.55 20.05 22.30 1.09 3.54 4.25	5.29 8.55 10.34 11.25 14.30 17.25 18.25 20.35 23.00 1.39 4.24 4.55	11.11 14.37 16.16 17.09 20.12 23.07 0.07 2.17 4.42 7.21 10.06 10.37

Рисунок 1.2 - Скорочений графік руху поїздів по дільниці

1.4 Складання розрахункових відомостей роботи локомотивів депо А на ділянках А-Б та А-В

На підставі розкладу та графіку руху поїздів (таблиця1.3, рисунок1.2) складаються відомості роботи локомотивів, які приписані до основного депо А та локомотивних бригад на ділянці обертання (таблиці 1.4 та 1.5). При цьому графи 1, 2, 4, 6, 12, 13, 17 заповнюються цифрами, які взяти з розкладу руху поїздів. Час можливого відправлення локомотива із оборотного депо (графа 8) визначається додаванням норми часу на технічні операції, які виконуються у депо обертання, до часу прибуття поїзда на станцію оборотного депо (графа 6).

Відомо, що на станції оборотного депо усі локомотиви відчіплюються від поїзда та після виконання технічних операцій (відчеплення від поїзда, прохід у депо, екіпіровка, здача-прийом локомотива, ТО-2, вихід із депо, причеплення до поїзда, проба гальма) їхатимуть в зворотному напрямку. У графі 8 лінією зі стрілкою намічають, з яким поїздом парного (непарного) напрямку зможе відправитись локомотив, що прибув з поїздом непарного (парного) напрямку. Наприклад, локомотив, що прибув з поїздом 2009 у 11-11 на станцію Б, відправляється у 16-56 з поїздом 2048. І далі послідовно намічають відправлення усіх наступних локомотивів, поки не вичерпають усі нитки розкладу руху поїздів.

Таблиця 1.4 – Відомість оберту локомотивів депо А на ділянці А-Б

Таблиця 1.5 – Відомість оберту локомотивів депо А на ділянці А-В

При цьому треба стежити, щоб час простою локомотива в депо оберту (графа 14) був якнайменший, але не менше часу, який потрібен для виконання технічних операцій. Норма простою локомотивів повинна враховувати виконання ТО-2 та екіпірування, час для проходження станційними коліями під час прибуття та перед відправленням (як правило, 2,5….3 години в залежності від кількості секцій локомотива та об’єму робіт). Екіпірування рекомендується поєднувати з ТО-2. Якщо при черговій прив’язці простій локомотива виявиться значно менше норми, то треба усі лінії зв’язку, починаючи з першої, опустити на рядок нижче, (що не бажано, тому що це збільшить простої усіх локомотивів), або відправити цей поїзд з локомотивом із числа локомотивів резерву нерівномірності руху.

Намітивши усі лінії зв’язку, віднімають від часу відправлення час прибуття поїздів, з’єднаних лінією зв’язку, - одержуючи час простою локомотива в оборотному депо (графа 14).

Графи 3, 5, 14, 16 обох розрахункових відомостей підсумовують.

Після складання відомостей виконується прив’язка локомотивів до поїздів на скороченому графіку руху поїздів (рисунок 1.2).

1.5 Розробка графіка обертання локомотивів та визначення

необхідного експлуатаційного парку графічним та аналітичним методами

Після складання відомостей обертання приступають до побудови графіка обертання, який показує план роботи усіх локомотивів експлуатованого парку на добу, а також план роботи кожного локомотива, нанесеного на графік обертання. Він також є розрахунковою моделлю і планом роботи локомотивних бригад і локомотивного господарства на весь час дії прийнятого розкладу руху поїздів.

Для цього попередньо заготовляється сітка графіка, яка складається з вертикальних граф, що відповідають добовій кількості годин та горизонтальних рядків, кожний з яких відповідає одній добі роботи локомотива (таблиці 1.4, 1.5). На сітці графіка прямою лінією позначається час проходження локомотива зі складом від станції основного депо А до станцій оборотних депо Б, В та у зворотному напрямку. Над кожною лінією вказується номер поїзда. На початку та в кінці кожної лінії позначаються хвилини відправлення та прибуття поїзда на станцію та код цих станцій (А, Б, В).

Типовий графік обертання повинен бути обов’язково замкнутим, це буде означати, що умовний локомотив після обслуговування всіх поїздів згідно з розкладом руху (поїзди постійного руху - «ядра»), повинен бути знову поданий під перший поїзд, з якого починалось будування графіка. Такий графік має назву - єдиний типовий. Графік, який замкнеться раніше, ніж локомотив обслуговує всі поїзди, має назву – груповий [ 3,4 ].

Кількість локомотивів експлуатованого парку, визначена числом горизонтальних рядків графіка обертання, повинна співпадати з кількістю локомотивів, підрахованих аналітичним способом за формулою

(1.2)

де

- сумарний простій локомотивів на станції основного депо А (при прямуванні поїздів до станції Б);

- сумарний час в дорозі від станції основного депо А до станції оберту Б;

- сумарний простій локомотивів на станції оберту Б;

- сумарний час знаходження локомотивів в дорозі від станції оберту Б до станції основного депо А;

- сумарний простій локомотивів на станції основного депо А (при прямуванні поїздів до станції В);

- сумарний час в дорозі від станції основного депо А до станції оберту В;

- сумарний простій локомотивів на станції оберту В;

- час знаходження локомотивів в дорозі від станції оберту В до станції основного депо А.

При точному підрахунку повинна ділитися без залишку на число годин в добі (24).

Потрібна кількість локомотивів експлуатаційного парку, визначена за графіком обертання, повинна бути меншою кількості локомотивів, підрахованої аналітичним способом (розділ 1.2). Приклад графіка оберту наведено на рисунку 1.3.

Рисунок 1.3 - Графік оберту локомотивів на ділянці обертання Б-А-В

1.6 Визначення основних показників використання локомотивів

Для оцінки роботи лінійних підприємств локомотивного господарства введені кількісні (об’ємні) та якісні показники [ 3-6 ].

Річний пробіг локомотивів, які обслуговують задану ділянку обертання, 10⁶ км

(1.3)

де l₁, l₂ - довжина ділянок А-Б та А-В, км;

- коефіцієнт, який враховує допоміжний пробіг локомотивів (приймається = 0,05 ...0,1).

Річна робота локомотивів, лок.- год.

.

Перевізна робота локомотивів на ділянці обертання характеризує роботу депо по обсягу перевезених за рік, 10⁹ ткм брутто

Визначити якісні показники використання локомотивів, крім тих, що наведені у вихідних даних (таблиця 0.1)

Середньодобовий пробіг локомотива, км/добу на даній ділянці обертання може бути визначено за формулою

. (1.4)

Фактичний повний оберт локомотива, год, на ділянці обертання визначається за формулою

.

Добова продуктивність локомотива виражає перевізну роботу його у тонно-кілометрах брутто і є комплексним вимірювачем використання локомотива.

Середньодобова продуктивність поїзного локомотива вантажного руху, тонно-кілометрів брутто/доб:

Час корисної роботи локомотива, год, на протязі доби може бути визначено за формулою

Час роботи локомотива в чистому русі (за добу), год

де V_T - технічна швидкість; можна прийняти V_T =(1,05...1,08)V_д.

Бюджет часу локомотива є показником, що дозволяє встановити час руху та простою локомотива за добу. Цей показник виражається в годинах.

t_ч.р.+t_пр.ст+t_зм+t_осн+t_об = 24,

де t_ч.р. - час роботи локомотива у чистому русі за добу, год;

t_пр.ст - простій локомотива на проміжних станціях за добу, год;

t_зм – час знаходження локомотива у пунктах зміни локомотивних

бригад за добу, год;

t_осн - простій локомотива за добу на станції основного депо, год;

t_об - простій локомотива за добу у пунктах обертання, год;

Елементи бюджету часу локомотива визначаються наступним чином.

Простій локомотива на проміжних станціях за добу, год

t_пр.ст = t_кор - t_ч.р. - t_зм ,

де t_зм – підраховується згідно із схемою обслуговування локомотивів бригадами та приводиться до роботи локомотивів (припустимо, що t_зм за час повного обертання локомотива дорівнює 1,33 год, тоді за добу t_зм буде складати тільки частку від величини 1,33 год).

Час знаходження локомотива на станції основного депо t_осн та у пунктах обертання t_об за добу, год, визначається за формулами

t_осн =

t_об =

де , - сума простою локомотивів відповідно на станції основного депо А при слідуванні поїзда до ст. Б та назад до ст. В;

, - те саме на станціях Б і В;

, , , - приймається із розрахункових відомостей або з формули (1.2)

Використання потужності локомотивів характеризується кількістю тонно-кілометрів брутто, що приходяться на одиницю потужності. Сумарна потужність локомотивів, кВт

де N_к - потужність локомотива, що працює на заданій ділянці обертання [ 3, 5].

де F_кр - розрахункове значення дотичної сили тяги заданого локомотива, кН;

V_р - розрахункова швидкість локомотива, км/год.

Тоді кількість тонно-кілометрів брутто на одиницю потужності у ткм брутто/кВт·год

1.7 Розрахунок потреби у локомотивних бригадах.

До явочного контингенту відносяться локомотивні бригади, які зайняті на роботі, беруть участь в процесі приймання – здачі, технічного обслуговування локомотивів та які знаходяться на відпочинку після роботи.

Потрібна кількість локомотивних бригад для заданих розмірів руху на ділянці обертання при змінному обслуговуванні локомотивів визначається за формулою

де - добова сумарна кількість бригадо-годин;

30,4 - середньорічна кількість діб у місяці;

169,4 - середній місячний фонд робочого часу однієї бригади, год;

=

де - додатковий час роботи бригад на приймання та здачу локомотивів на станціях А, Б, В та ін.

На приймання та здачу локомотивів встановлюється час не більше 30 хвилин на станції основного депо та в пунктах оберту локомотивів, а в проміжних пунктах зміни локомотивних бригад - не більше 20 хвилин (при цьому потрібно врахувати, що працюють одночасно дві бригади – та, що приймає локомотив, і та, що здає). Для кожної серії локомотива норми на приймання та здачу локомотивів наведені в таблиці 1.6[5]. Для схеми обслуговування ділянок локомотивними бригадами, наведеної на рисунку1.1

=(0,5×2×4+0,33×2×4)n,

де n - розміри руху пар поїздів на добу, (табл. 0.2).

З урахуванням підміни бригад, які знаходяться у відпустці, відрядженні, хворих та ін. визначається спискова кількість бригад

Таблиця 1.6 - Норми часу на прийом-здачу вантажних локомотивів змінними локомотивними бригадами, хв

Локомотив	На деповсь- ких коліях основного і оборотного депо	На станційних коліях пункту зміни бригад	Локомотив	На деповсь- ких коліях основного і оборотного депо	На станційних коліях пункту зміни бригад
ВЛ8, ВЛ82, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80 в/і			2ТЕ10 в/ і 2ТЕ116,
ВЛ60 в/і			2ТЕ3
2М62 в/і			ТЕ2М, М62, ЧМЕ3 в/ і

Розробка декадного плану роботи, відомостей витрат часу локомотивними бригадами, складання схеми іменного розкладу (місячного графіка) бригади виконуються студентами за вказівкою викладача за іншими методичними матеріалами. При цьому обсяг розрахунків в інших розділах курсового проекту зменшується.

1.8 Визначити тривалість відпочинку локомотивної бригади за

місцем проживання

Робочий час бригади складається від моменту явки до місця роботи за розкладом, наряду або викликом і до здачі локомотива. Він включає до себе: основний час (ведення поїзда по дільниці з урахуванням простоїв), допоміжний час, час регламентованих технологічних перерв, підготовче – заключний час [ 2, 4, 6].

Тривалість відпочинку, год, розраховується за формулою

(1.5)

де t₁- тривалість безупинної роботи бригади в напрямку від пункту постійного проживання до пункту оберту бригади «туди», год;

t₂- те ж, у зворотному напрямку «обернено», год;

- коефіцієнт відпочинку локомотивної бригади при сорока годинному робочому тижні (при шестиденному робочому тижні - , при п’ятиденному -

t_ПО - час відпочинку бригади в пункті оберту, год;

- час недовідпочинку або перевідпочинку бригади в пункті її місця проживання після попередньої поїздки.

Для бригад основного депо А (рисунок1.1) відповідно до формул (1.2) і (1.5)

де - час в дорозі від пункту проживання до пункту оберту бригади;

- те ж, у зворотному напрямку.

Час відпочинку бригади в пункті оберту t_ПО приймається рівним не менше 0,5 t₁ і не більш t₁ :

t_ПО =(0,5...1,0)t₁.

Крім щоденного відпочинку після поїздки, бригадам надаються щотижневі дні відпочинку (вихідні дні) тривалістю не менше 42 год з урахуванням належного відпочинку після попередньої поїздки.

1.9 Основні показники роботи локомотивних бригад

Такими є середня годинна продуктивність та місячний виробіток. Середня годинна продуктивність локомотивної бригади, ткм брутто/год

Місячній виробіток локомотивної бригади, виражений в кілометрах, (км/міс)