4 Устройства локомотивного хозяйства

4.1 Назначение, размещение и конструктивные размеры устройств локомотивного хозяйства

Локомотивное хозяйство предназначено для ремонта, технического обслуживания и экипировки поездных и маневровых локомотивов, а также мотор-вагонного подвижного состава.

Локомотивные депо подразделяются на основные, оборотные с приписным парком и оборотные без приписного парка локомотивов. Размещение депо и экипировочных устройств на линиях сети железных дорог определяется технико-экономическими расчетами для направления в целом, а для линий значительной протяженности -выбранным оптимальным вариантом тягового обслуживания.

В зависимости от рода тяги локомотивные хозяйства могут быть электровозные, тепловозные и смешанные. Последние образуются в стыковых пунктах разных видов тяги. Устройства локомотивного хозяйства сооружаются общими для поездных и маневровых локомотивов.

К сооружениям и устройствам локомотивного хозяйства относятся: основные ремонтные предприятия – депо; пункты оборота локомотивов; пункты смены локомотивных бригад; пункты технического обслуживания локомотивов; экипировочные устройства; пути для прохода и стоянки локомотивов; устройства для поворота локомотивов (в необходимых случаях); устройства электроснабжения, водоснабжения, теплоснабжения, служебно-технические здания и др. На территории локомотивного хозяйства также размещаются пути стоянки запаса локомотивов, пути пожарного и восстановительных поездов, котельная, трансформаторная подстанция.

Локомотивное хозяйство, как правило, следует располагать со стороны, противоположной пассажирскому зданию, за пределами основных горловин, в том конце станции, где сменяемые локомотивы пересекают маршруты отправления поездов.

На станциях с основным депо выполняются текущие виды ремонта, техническое обслуживание и экипировка локомотивов. На станциях с пунктом оборота локомотивов осуществляется техническое обслуживание ТО-2 и экипировка локомотивов. На станциях смены локомотивных бригад имеются дома отдыха локомотивных бригад, а в необходимых случаях и устройства для экипировки локомотивов.

Размещение основных ремонтных предприятий, пунктов оборота, экипировки и технического обслуживания локомотивов, а также пунктов смены локомотивных бригад устанавливается на основе технико-экономического сравнения схем тягового обслуживания.

Основное депо содержит два комплекса устройств – ремонтную базу (РБ) для текущих ремонтов (ТР-1, ТР-2, ТР-3) и технического обслуживания ТО-3, ТО-4, ТО-5 и экипировочные устройства (ЭУ) для экипировки и технического обслуживания ТО-2.

Ремонтная база включает в себя ремонтные цеха с необходимым числом стойл для плановых осмотров и ремонтов локомотивов, мастерские и служебно-бытовые помещения. Размеры депо зависят от количества стойл, специализированных по видам ремонта и технического обслуживания. Количество ремонтных стойл в основном депо определяется годовым пробегом приписанных к депо локомотивов, нормой пробегов между соответствующими ремонтами и техническими обслуживаниями, временем занятия стойла соответствующим видом ремонта или обслуживания.

Для приближенных расчетов количество стойл в депо для ремонта и технического обслуживания ТО-3 может быть определено по укрупненным нормам - потребности в стойлах для каждого вида ремонта или технического обслуживания на 1 млн локомотиво-км пробега в год (таблица 4.1).

Таблица 4.1

Тип депо	Число стойл по видам ремонта на 1 млн. локомотиво-км в год
	ТР-3	ТР-2	ТР-1	ТО-3	Всего стойл (без ТР-3)
Электровозное Тепловозное	0,02 0,05	0,03 0,03	0,20 0,05	0,04 0,20	0,27 0,28

Число стойл для ТО-4, которое выполняется по мере необходимости, не рассчитывается, а принимается при годовом пробеге локомотивов до 20 млн км равным 1, а при большем – 2.

Техническое обслуживание ТО-5 для подготовки тягового подвижного состава в запас ОАО «РЖД» или резерв Управления железной дороги (с консервацией), а также к эксплуатации после изъятия из запаса ОАО «РЖД», резерва Управления дороги или пребывающего в недействующем состоянии после постройки, ремонта или передислокации выполняется на стойлах для текущего ремонта или технического обслуживания ТО-3.

Новые здания локомотивных депо проектируются, как правило, прямоугольными, наиболее удобными в эксплуатации. Типовые депо предусматривают: возможность применения передовых методов эксплуатации, внедрения комплексной механизации при ремонте, техническом обслуживании и экипировке локомотивов; минимальную территорию для размещения и дальнейшего развития устройств; удобство ввода и вывода локомотивов.

На рисунке 4.1 представлены очертания и основные размеры типовых локомотивных депо для текущих ремонтов ТР-1 и ТР-2 и технического обслуживания ТО-3, ТО-4, ТО-5. Текущие ремонты ТР-2 и ТР-3 выполняются, как правило, в наиболее крупных и технически оснащенных депо. При этом для ТР-3 рекомендуется сооружать специализированные депо с поточными линиями на 300-600 ремонтов в год.

Пути в здании депо проектируются горизонтальными, а соединительные пути в профиле – с уклоном не более 20 ‰. В пределах стойл и на длину локомотива перед воротами здания депо пути должны быть прямыми.

Для соединения ремонтных путей используются обыкновенные стрелочные переводы марки 1/9, 1/6 или симметричные переводы марки 1/6. Для укорочения соединений путей следует применять стрелочные улицы под углом 2α и более, а также сокращенные соединения. Обходные пути вокруг здания депо необходимо проектировать со стороны, противоположной расположению мастерских.

Размещение депо относительно главных и вытяжных путей должно учитывать возможность увеличения числа ремонтных стойл, площадей мастерских и служебно-технических зданий. Пути с открытыми стойлами для реостатных испытаний тепловозов должны размещаться в отдалении от здания депо, чтобы шум от испытываемых дизелей меньше воздействовал на рабочих и служащих депо. Их проектируют со стороны, противоположной вводу путей в депо, как можно дальше от мастерских и на расстоянии от жилых массивов не менее 300 м.

Рисунок 4.1 – План зданий локомотивного депо для плановых ремонтов и технического обслуживания (размеры в м): 1 – мастерские; 2 – цех текущего ремонта ТР-2; 3 – цех текущего ремонта ТР-1 и технического обслуживания ТО-3, ТО-4; 4 – административно-бытовой корпус

Экипировочные устройства предназначены для снабжения локомотивов песком, смазочными маслами и обтирочными материалами, а тепловозов, кроме того, топливом, охлаждающей жидкостью для дизелей и дистиллированной водой для аккумуляторов. Перед экипировкой производится обдувка тяговых двигателей и электрической аппаратуры и наружная обмывка локомотивов.

Размеры экипировочных устройств и основные показатели складов дизельного топлива в зависимости от числа экипировок в сутки (по типовым проектам) приведены в таблицах 4.2–4.3 (см. также рисунки 4.2–4.5).

Таблица 4.2 Размеры экипировочных устройств

Число экипировок в сутки		Число экипи-ровоч-ных путей	Длина экипировочного депо, м	Шири- на здания депо, м	Размеры служебно техниче-ского здания	Устройства пескоснабжения
Электрическая тяга	Тепловозная тяга					Диаметр башен, м	Общая вместимость склада при 2 башнях, м^3
До 60 односек-ционных электровозов	До 40 двухсекционных тепловозов	2	48	18	12x54	6	800
До 90 односек- ционных электровозов	До 60 двухсекционных тепловозов	3	48	24	12x54	12	3400
100 двухсекционных электровозов или тепловозов		3	84	24	12x66	12	3400

Таблица 4.3 Основные показатели складов дизельного топлива

Число экипиро-вок в сутки	Суточный расход топлива, т	Запас топлива на 30 суток, т	Хранилище дизельного топлива			Число путей для слива топлива	Длина сливной эстакады, м
			Число резервуаров	Вместимость одного резервуара, м^3	Диаметр резервуаров
20	104	3120	3	1000	12,33	1	34,68
40	208	6240	3	2000	15,18	1	70,68
60	312	9360	3	3000	18,98	2	46,68
80	416	12 480	4	3000	18,98	2	70,68
120	624	18 720	6	3000	18,98	2	70,68

На территории депо, кроме ремонтных и экипировочных путей, предусматриваются пути отстоя локомотивов в ожидании работы, емкость которых принимается из условия нахождения 10 – 15 % локомотивов от числа прибывающих за сутки, и пути для стоянки локомотивов резерва, который принимается равным 20 % расчетного числа локомотивом, приписанных к депо.

Пути для отстоя локомотивов в ожидании подачи под составы проектируют сквозными с прямым выходом на приемо-отправочные пути и ремонтную базу. Их длина рассчитывается на 5 – 6 локомотивов; расстояние между осями путей 5,30 м. Пути для отстоя локомотивов в запасе размещают параллельно путям парка отстоя в ожидании работы или отдельно от них на свободной территории локомотивного хозяйства.

Рисунок 4.2 – Схема размещения экипировочных устройств на приемо-отправочных путях: а - при тепловозной тяге; б - при электровозной тяге; 1 – служебно-техническое здание; 2 – склад песка башенного типа; 3 – вагон-бункер для перевозки сухого песка; 4 – пескораздаточные устройства (для тепловозов); 5 – склад масел с металлическими подземными резервуарами; 6 – маслораздаточные устройства; 7 – пескораздаточное устройство с площадками для осмотра пантографов

Рисунок 4.3 – Депо технического обслуживания ТО-2 и экипировки электровозов: 1 – депо технического обслуживания и экипировки со служебно-техническим зданием; 2 – пескосушилка; 3 – склад сырого песка; 4 – склад сухого песка башенного типа; 5 – склад сухого песка шатрового типа; 6 – склад масел; 7 – пескопроводы; 8 – асфальтированная площадка для обдувки тяговых электродвигателей локомотивов; 9 – путь для платформ с песком; 10 – подкрановый путь

Рисунок 4.4 – Депо технического обслуживания и экипировки тепловозов (обозначения см. на рисунке 4.3)

Рисунок 4.5 – Схема экипировочных устройств топливного склада: 1 – сливная эстакада; 2 – резервуары для дизельного топлива; 3 – насосная станция; 4 – здание для мотопомп; 5 – нефтеловушка; 6 – железобетонный резервуар для воды

Пути для пожарного и восстановительного поездов рекомендуется размещать параллельно главным путям с обязательным двусторонним выходом на них. Нормативная полезная длина путей для восстановительного поезда I категории принимается равной 300 м, II категории – 250 м, III категории – 200 м, для пожарного поезда – 90 м.

Для размещения локомотивного хозяйства выбирается площадка таким образом, чтобы время уборки локомотивов от поездов и подачи локомотивов к составам было минимальным, а число пересечений с маршрутами следования поездов было наименьшим. Общая планировка устройств локомотивного хозяйства должна обеспечивать: компактность размещения устройств; поточность операций при проходе локомотивов на пути экипировки и стоянки в ожидании подачи под поезда, а также заход в депо, возможность дальнейшего развития. В зависимости от местных условий возможно последовательное, параллельное или смещенное расположение экипировочных устройств и ремонтной базы локомотивов.

Экипировка локомотивов на станциях с основным депо может быть организована на приемо-отправочных путях, в горловине станции и на территории локомотивного хозяйства. В последнем случае экипировка может производиться на экипировочных позициях, располагаемых отдельно от ремонтной базы или находящихся в здании депо.

Экипировка локомотивов на приемо-отправочных путях предусматривается без отцепки от поезда, что уменьшает загрузку горловин и исключает пробег поездных локомотивов. Однако при этом возникают трудности с остановкой грузовых поездов так, чтобы локомотив оказался точно над смотровой канавой. Кроме того, необходимо устраивать большое число экипировочных позиций, что требует значительных капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

Достоинством размещения ЭУ в горловине станции является незначительное число экипировочных позиций, сосредоточенных в одном месте, и небольшие пробеги локомотивов от поездов на экипировку и обратно без пересечений маршрутов отправления поездов противоположного направления. Однако при этом усложняется конструкция горловины станции, экипировочные устройства разобщены с ремонтной базой локомотивов.

Достоинством третьего варианта является размещение ЭУ и РБ на общей площадке, что требует наименьших затрат на локомотивное хозяйство. Однако при этом увеличивается пробег сменяемых поездных локомотивов, появляются задержки локомотивов из-за враждебности маршрутов в горловинах, а сами горловины оказываются более загруженными.

В комплекс экипировочных устройств, располагаемых на территории депо, входят: экипировочные позиции со смотровыми канавами, необходимыми для ТО-2; площадка для обдувки тяговых двигателей и электрической аппаратуры; обмывочная установка или площадка; устройства пескоснабжения, включающие склад сырого и сухого песка и пескосушилку; склады дизельного топлива (при тепловозной тяге) и смазочных масел; раздаточные устройства песка, смазки, топлива и воды (для тепловозов); служебно-техническое здание; пути, ведущие к местам экипировки, обмывки, обдувки и к складам.

Экипировочные позиции располагаются на прямых горизонтальных участках параллельных путей в одном створе, что позволяет иметь наименьшее количество пескораздаточных бункеров, смазко- и топливораздаточных колонок. Допускается размещать на одном пути последовательно не более двух позиций. Расстояния между осями путей с экипировочными позициями должны проектироваться не менее 5,5 м, что вызвано размещением опор пескораздаточных бункеров. Для объезда мест экипировки укладывается ходовой путь.

Полезная длина экипировочных путей устанавливается из условия размещения не менее трех локомотивов: один локомотив на смотровой канаве, другой – перед ней в ожидании освобождения экипировочной позиции, третий – за канавой.

Смотровые канавы оборудуются освещением и канализацией и проектируются глубиной 1,2 м и шириной 1,4 м – на путях депо и шириной 1,2 м – на приемо-отправочных путях. Длина канав принимается от 24 до 42 м и ориентировочно может быть определена как длина локомотива по осям автосцепок плюс два расстояния по 1,2 м от оси автосцепки до края канавы и запас на неточность установки в размере 2 м.

Снабжение локомотивов песком производят с помощью бункерных и безбункерных установок с подачей песка по трубопроводам. Емкость типовых бункеров составляет 3 м³, они размещаются над путями на железобетонных опорах. Сухой песок подается в бункеры из складов башенного типа емкостью 800 м³ (две башни диаметром 6 м) и 3400 м³ (две башни диаметром 12 м). На экипировочных позициях электровозов устройства для подачи песка совмещаются со специальными мостиками для осмотра пантографов.

Основные параметры складов сырого и сухого песка, а также мощность пескосушилок определяются по суточному расходу песка для снабжения поездных, маневровых и других локомотивов.

Типовые склады дизельного топлива для тепловозов с наземными металлическими резервуарами строятся на расчетную пропускную способность 20, 40, 60, 80 и 120 локомотивов в сутки при емкости хранилищ (м³), равной 3x1000, 3x2000, 4x2000, 4x3000 и 6x3000. При емкости складов 3x1000 и 3x2000 м³ предусматривается один путь для слива топлива, а длина сливной эстакады принимается равной соответственно 35 и 71 м. При емкости складов 4x2000, 4x3000 и 6x3000 м³ сливная эстакада располагается между двумя путями для слива топлива и ее длина составляет соответственно 47 и 71 м.

Наземные резервуары для дизельного топлива по требованиям пожарной безопасности должны быть расположены от оси пути следования организованных поездов не ближе 30 м, от оси пути для маневровых передвижений – не ближе 20 м, от оси сливного пути – 12 м.

Расстояние от оси сливного пути до жилых и общественных зданий должно быть не менее 50 м, до насосной и хранилищ жидкостей – 8 м. При полуподземном расположении резервуаров указанные расстояния уменьшаются на 25 %, а при подземном – на 50 %.

Смазочные материалы хранятся в подземных металлических резервуарах емкостью 25 и 50 м. Предусматривается не менее двух резервуаров для хранилища дизельного и других масел, емкости для слива отработанного дизельного масла и загрязненного топлива, а для тепловозов с гидравлической передачей – для хранения чистого и отработанного турбинного масла.

При постановке локомотивов в ремонтные стойла производится их предварительная обмывка и обдувка.

Закрытые стойла для обмывки и обдувки сооружаются при крупных депо (главным образом с текущим ремонтом ТР-3); они предназначены для полной очистки и обмывки локомотивов, поступающих в ремонт.

Для внутренней санитарной обработки, обеспыливания и наружной обмывки электровозов и тепловозов в течение периода года с положительной температурой наружного воздуха имеются специальные устройства, располагаемые на открытой площадке (рисунок 4.6). Внутренняя уборка и обеспыливание на таких площадках может производиться и зимой.

Рисунок 4.6 – Схема размещения устройств для очистки и обмывки локомотивов: 1 – площадка для внутренней уборки; 2 – насосная станция; 3 – обмывочная площадка; 4 – очистные сооружения

На рисунках 4.7–4.8 приведены возможные варианты расположения устройств локомотивного хозяйства при тепловозной и электровозной тяге. На рисунке 4.7 приведен вариант размещения устройств тепловозного хозяйства с последовательным расположением экипировочных устройств и локомотивного депо, а на рисунке 4.8 экипировочные устройства, локомотивное депо и пути стоянки локомотивов располагаются параллельно.

4.2 Расчет устройств локомотивного хозяйства

При разработке проекта участковой станции необходимо сначала определить количество ремонтных стойл локомотивного депо, число мест экипировки локомотивов, емкость склада песка, а при тепловозной тяге, кроме того, емкость склада для хранения дизельного топлива. Далее по этим данным устанавливаются размеры устройств локомотивного хозяйства.

Годовое число ремонтов поездных локомотивов и необходимое количество стойл по видам ремонта определяются по формулам, приведенным в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Вид ремонта	Число ремонтов в год,	Число стойл,
ТР-3
ТР-2
ТР-1
ТО-3

где – годовой пробег грузовых локомотивов [6];

, , , , – нормы пробега локомотивов между капитальными ремонтами КР–1, текущими ремонтами ТР–3, ТР–2, ТР–1, техническими обслуживаниями ТО–3 [6];

, , , – нормы продолжительности текущих ремонтов и обслуживания;

– продолжительность одной смены, ч;

– число смен (принимать 2 смены при пятидневной рабочей неделе, а для ТО–3 – 2–3 смены при непрерывной рабочей неделе);

– коэффициент неравномерности поступления локомотивов на ТО–3 (1,2–1,5).

Исходя из количества стойл, определяем тип и размеры депо.

При тепловозной тяге в основных депо предусматривают дополнительно 1–2 стойла для реостатных испытаний тепловозов на открытых путях.

Число мест экипировки и технического обслуживания ТО–2:

, (4.1)

где – число локомотивов, поступающих на экипировку и ТО-2 в сутки (экипируется 40–50 % локомотивов);

– продолжительность экипировки и ТО-2 одного локомотива, мин (для грузовых локомотивов можно принимать 50–60 мин);

– коэффициент неравномерности поступления локомотивов в экипировку (1,2–1,3);

– время технологических перерывов в работе устройств (60 мин).

Емкость склада песка, м³:

, (4.2)

где – суточный расход песка локомотивами [6];

– период, на который должен содержаться запас песка (принимается 2–6 месяцев).

Суточный расход песка для снабжения локомотивов в данном пункте в м³ определяется по формуле:

, (4.3)

где – коэффициент, учитывающий резервный пробег локомотивов (0,8–0,9);

– расход песка на 10 м³ поездо-км, м³ [6];

– коэффициент, учитывающий, какая часть песка подается на локомотивы в данном пункте (0,6-0,9).

Длина склада песка шатрового типа в метрах определяется отдельно для сухого и сырого песка по формуле

, (4.4)

где – емкость склада на 1 пог. м его длины (при ширине склада 9 м =15 м³; при ширине склада 14 м =36 м³; при ширине склада 18 м =62,5 м³);

– постоянная величина для заданной ширины склада, м (для склада шириной 9 м =10 м; 14 м – =11 м; 18 м - =12 м).

При тепловозной тяге нужно также определить емкость и размеры склада топлива. Эксплуатационный запас дизельного топлива в тоннах:

, (4.5)

где – суточный расход топлива поездными локомотивами, т [6];

– обеспеченность склада топлива в сутках, зависящая от дальности перевозки (30 сут.).

Суточный расход дизельного топлива поездными локомотивами в тоннах определяется по формуле:

, (4.6)

где – норма расхода натурального топлива на 1000 поездо-км, т [6];

– коэффициент, учитывающий, какую часть топлива набирают тепловозы на данном складе (0,6–0,9);

– коэффициент, учитывающий дополнительный расход топлива на реостатные испытания после ремонта, маневровую работу и другие хозяйственные нужды (1,05–1,07).

Количество резервуаров для хранения дизельного топлива:

, (4.7)

где – емкость резервуара, м³ (1000, 2000, 3000);

– плотность дизельного топлива (0,85 т/м³).

В курсовом проекте сооружения и устройства локомотивного хозяйства рассчитываются на ПЭВМ, программа SU02.