Эл.учебник Шелухин начало. Автоматизация и механизация сортировочных

• Название: Автоматизация и механизация сортировочных
• Дата: 17.02.2023
• Размер: 3.04 Mb.
• Имя файла: Эл.учебник Шелухин начало.doc
• Тип: Учебник; #941474
• страница: 3 из 7

ГЛАВА 2. Устройства механизации сортировочных горок

2.1. Вагонные замедлители тормозных позиций

В настоящее время на российских сортировочных горках реа­лизуется концепция интервально-прицельного регулирования ско­рости отцепов, в соответствии с которой горки оборудуются тор­мозными позициями (ТП), располагаемыми, как правило, перед разделительной стрелкой (I ТП), за разделительной стрелкой (II ТП) и в начале парковых путей (III ТП) (см. рис. 1.4).

Основной задачей тормозных позиций (I и II), часто называе­мых горочными или верхними, является торможение свободно ска­тывающихся отцепов с горба горки. Это необходимо для исключе­ния нагонов попутно скатывающихся отцепов, следующих по за­данным маршрутам на пути сортировочного парка. Торможение должно обеспечивать требуемые временные интервалы между ска­тывающимися с горки вагонными отцепами, достаточные для пе­ревода стрелок по маршруту, и скорости отцепов на выходе из этих позиций, которые при подходе отцепов к III ТП не превыша­ют 6 м/с. Таким образом, па горочные тормозные позиции (I и II) возлагается главная задача обеспечения так называемого интер­вального торможения.

В задачи парковой тормозной позиции (III) входит прицель­ное торможение вагонных отцепов и установление скоростей, дос­таточных для того, чтобы они докатились до расчетной точки на сортировочном пути. При этом скорость соударения отцепов в парке не должна превышать 5 км/ч.

Оборудуются тормозные позиции путевыми устройствами ре­гулирования скорости вагонных отцепов — горочными и парко­выми замедлителями.

Механизация процесса торможения вагонов на одной горке средней мощности позволяет устранить малопроизводительный и опасный труд 30—40 регулировщиков скорости отцепов, в том чис­ле 12—16 человек на спускной части.

На железных дорогах Российской Федерации эксплуатирова­лось до реструктуризации 89 сортировочных станций, имеющих 109 механизированных (в том числе 14 автоматизированных) сор­тировочных горок, где ежесуточно перерабатываются сотни ты­сяч вагонов. Действует около 3500 вагонных замедлителей, из ко­торых 1100 относятся к замедлителям большой мощности, вклю­чая замедлители весового типа КВ-2, КВ-3 и замедлители нажим­ного типа КНП, Т-50, ВЗПГ.

Замедлители малой мощности РНЗ-2, РНЗ-2М и ПНЗ относят­ся к парковым замедлителям, не требующим котлованов для уста­новки и позволяющим ввиду малой длины установку в кривых на путях сортировочного парка. Замедлители большой мощности в основном применяются на горочных позициях и допускают боль­шие скорости входа отцепов — 7 м/с.

Замедлители типа КВ-2 и КВ-3 практически выработали свой ресурс, морально устарели и более не выпускаются про­мышленностью. Замедлители большой мощности нажимного типа Т-50 и КНП, количество которых на горках составляет около 570 устройств, также практически исчерпали свой ресурс, либо требуют капитального ремонта. Парковые замедлители типа РНЗ-2 (2275 шт.) из-за конструктивных недостатков в на­стоящее время заменяются на РНЗ-2М или однорельсовый ва­риант ПНЗ-1.

Большинство из эксплуатируемых замедлителей было разра­ботано несколько десятилетий назад и к настоящему времени мо­рально устарело. Кроме того, они отличаются повышенным энер­гопотреблением и трудоемкостью обслуживания. К примеру, на одно торможение у замедлителей типа КВ-3, КНП-5 и Т-50, раз­работанных в середине прошлого столетия, расходуется соответственно 1,7; 1,5 и 1,0 м³ нормального воздуха, а в целом по сети российских дорог на обеспечение их работы затрачивается около 100 млн. м³ нор­мального воздуха, стоимость производства которого исчисляется десятками миллионов рублей.

Эксплуатационные и конструктивные недостатки замедлителей старых типов (в том числе сложность и громоздкость, чрезмерная удельная материалоемкость, большая инерционность и нестабиль­ность тормозных характеристик) сделали их практически неконку­рентоспособными с зарубежными аналогами, весьма усложнили работу, увеличили опасность повреждения вагонов и перевозимых грузов в процессе расформирования составов. Поэтому с 2001 г. внедряется новое поколение вагонных замедлителей, отвечающих современным эксплуатационно-техническим требованиям, предъяв­ляемым к горочным тормозным средствам. Это в первую очередь высокая надежность и экономичность в расходовании энергоресур­сов, небольшая металлоемкость (не более 25 т в расчете на единицу тормозной мощности) и глубина заложения от уровня головки рель­сов (не более 1 м на спускной части горки и 0,6 м — на подгорочных путях), небольшая трудоемкость обслуживания (не бо­лее 120 чел. ч/мес. для горочных и 80 чел.ч/мeс. для парковых за­медлителей в расчете на 1 м погашаемой энергетической высоты). Особенно высокие требования предъявляются к быстродействию за­медлителей при оттормаживании. От этого в основном зависит точ­ность вытормаживания вагонных отцепов, а следовательно, скорость их соударения и сохранность перевозимых грузов. Для соблюдения нормативных требований ПТЭ это время не должно превышать 0,8 с для горочных и 0,6 с для парковых тормозных механизмов.

Для систем интервально-прицельного регулирования скорос­ти вагонных отцепов были разработаны и производятся современ­ные горочные тормозные механизмы — вагонные замедлители типа ВЗПГ, ВЗП и КЗ различных модификаций, парковые — вагонные замедлители типа РНЗ-2М, ПНЗ-1 и ПГЗ.

Рассмотрим основные особенности конструкции и эксплуата­ционно-технические характеристики вагонных замедлителей ново­го поколения.

Силовая система клещевидно-нажимного пневмогидравлического замедлителя ВЗПГ (рис. 2.1) состоит из соединенных шарни­ром одноплечих рычагов с укрепленными на них тормозными балками и шинами. Усилие нажатия создается с помощью гори­зонтально расположенных гидравлических цилиндров. Давление жидкости, подаваемой к этим цилиндрам, регулируется в пневмо-

Рис. 2.1. Горочный вагонный пневмогидравлический замедлитель ВЗПГ







гидравлическом приводе. За счет применения пневмогидравлического привода и оригинальной конструктивной схемы удалось до­биться уменьшения габаритных размеров и веса замедлителя на 25 %, улучшить его быстродействие, сократить более чем в 2,5 раза рас­ход энергоресурсов, облегчить доступ к его механическим узлам. В то же время использование гидравлической аппаратуры потре­бовало более высокого качества изготовления, монтажа и техни­ческого обслуживания тормозной системы и привода.

В конструкторской документации на замедлитель ВЗПГ пре­дусмотрены различные варианты его использования — в трех- и пятизвенном исполнении, на рельсах Р50 и Р65. Замедлители типа ВЗПГ серийно производятся и поставляются на линию ГУП «Калуж­ский завод Ремпутьмаш». К настоящему времени на дорогах сети уже работает около 200 трех- и пятизвенных замедлителей ВЗПГ.

Для районов с трудными и суровыми климатическими усло­виями, где эксплуатация пневмогидравлических замедлителей из-за низких температур затруднена, разработан новый горочный замедлитель ВЗП с пневматическим приводом (рис. 2.2). Особен­ностью этого замедлителя является плоскопараллельное переме­щение балок и шин, что улучшает условия взаимодействия с тор­мозимыми колесами, способствуя стабилизации тормозного эф-



Рис. 2.2. Горочный пневматический замедлитель ВЗП

фекта. Конструкторская документация на замедлитель также пре­дусматривает возможность его изготовления в трех- и пятизвенном исполнении (ВЗП-3 и ВЗП-5).

На рис. 2.3 представлен еще один горочный пневматический клещевидный вагонный замедлитель типа КЗ. Он предназначен для использования как на вновь строящихся, так и на реконструируе­мых сортировочных горках в районах с умеренным климатом при предельных значениях температуры наружного воздуха от -50 C° до +45°С и относительной влажности до 100 % . Он имеет пневматический


Рис.2.3. Горочный пневматический клещевидный вагонный замедлитель типа КЗ
привод и применяется совместно с управляющей аппара­турой типа ВУПЗ-72 или аналогичной.

Замедлитель представляет балочное тормозное устройство, по принципу действия относится к нажимным тормозным механиз­мам, состоит из двух независимых тормозных нитей по пять звень­ев, смонтированных на деревянных брусьях. Секции замедлителя представляют собой рычажную систему с общей осью. Тормозное усилие от пневматических цилиндров передается через рычажную систему на шины тормозных балок и далее наобе стороны колеса тормозимого вагона. Для механизации парковых тормозных позиций сортиро­вочных горок разработан двухрельсовый замедлитель РНЗ-2М (рис. 2.4), у которого тормозные балки могут быть как литы­ми, так и цельнометаллическими, вырезанными из листового стального проката толщиной 100 мм и расположенными под углом 30° к горизонту. На базе замедлителя РНЗ-2М создан также его однорельсовый аналог — парковый замедлитель типа ГШЗ-1, у которого тормоз­ная система расположена лишь на одном ходовом рельсе, а вдоль другого установлен контррельс. По оценке отечественных и зару­бежных специалистов такая конструкция замедлителя является наи­более прогрессивной и позволяет обеспечить до 20 % прироста тор­мозной мощности(по сравнению с половинойдвухрельсового за­медлителя).

Сравнительные эксплуатационно-технические характеристики замедлителей нового поколения, разработанных ГУЛ ВНИИЖТ МПС, и их базовых аналогов (КНП-5 и РНЗ-2) представлены в табл. 2.1.

Рис. 2.4. Парковый замедлитель РНЗ-2М



Для механизации горок малой мощности, на которых, как пра­вило, отсутствует централизованное снабжение сжатым воздухом, изготовлена опытная партия пружинно-гидравдических замедли­телей типа ПГЗ, имеющих приемлемые технические параметры.

Тормозная система замедлителя может занимать следующие два положения: отторможенное положение — «ОТ», при котором раствор тормозных шин больше ширины вагонного и локомотив­ного колеса, и заторможенное положение — «Т», в которое тормоз­ная система переводится при въезде вагона на замедлитель автома­тически (тормозная система занимает верхнее положение). В этом положении расстояние между тормозными шинами становится меньше ширины вагонного колеса и но замедлителю могут про­пускаться с торможением все габаритные грузовые и пассажир­ские вагоны. Управление замедлителем может производиться как в автоматизированном, так и в ручном режиме.

Рабочим положением тормозной системы вагонного замедли­теля при торможении вагонных отцепов является верхнее, так как при этом тормозная мощность увеличивается за счет более высо­кого расположения тормозных шин относительно уровня верха головок рельсов. Тормозить вагоны в нижнем положении тормоз­ной системы вагонного замедлителя недопустимо, поскольку воз­можно выжимание легких и неполногрузных вагонов.

Следует отметить, что технология интервально-прицельного регулирования скорости отцепов, основанная на использовании горочных (1 и II) и парковых (III) тормозных позиций, оборудо­ванных балочными тормозными устройствами, не является иде­альной. Она хотя и обеспечивает необходимую интенсивность рос­пуска составов, однако из-за своих недостатков не позволяет пол­ностью исключить сбои в работе сортировочной горки, повреж­даемость вагонов и перевозимых грузов. Это связано, главным образом, с инерционностью работы и нестабильностью тормоз­ных характеристик балочных замедлителей, неудовлетворитель­ным состоянием продольных профилей путей, ошибками гороч­ных операторов и автоматизированных систем управления из-за неполного учета влияющих факторов. Однако, несмотря на отме­ченные недостатки, эта технология получила доминирующее рас­пространение на СГ.

Известна также технология квазинепрерывного регулирования скорости отцепов, в соответствии с которой СГ оборудуются то­чечными вагонными замедлителями, устанавливаемыми вдоль од­ного пли двух рельсов в шпальные ящики на протяжении части или всего пути следования вагонных отцепов от вершины горки до кон­ца сортировочного парка.

Точечные замедлители взаимодействуют не с боковой по­верхностью колеса вагона, традиционно используемой балоч­ными замедлителями для создания тормозящего воздействия на колесо, а с гребнем колеса. В зависимости от конкретного места его установки на пути движения вагонов каждый точечный ва­гонный замедлитель (ТВЗ) в заводских условиях настраивается на требуемую (граничную) скорость, при превышении которой скатывающимся вагоном начинает проявляться тормозящий эффект ТВЗ. Если эта скорость ниже граничной, тормозящий эффект не проявляется.

На СГ некоторых стран (в том числе Германии, Венгрии, Ки­тая) эксплуатируются ТВЗ двух принципиально различных конст­руктивных решений — газонаполненные (типа «Даути», TDJ) и с тарельчатыми пружинами («Тиссен», «Элин-Тиссен»).

Особенность работы ТВЗ требует установки большого коли­чества замедлителей по длине пути скатывания вагонов для созда­ния необходимого суммарного тормозного эффекта. Как правило, на каждом подгорочном пути устанавливается 800—1200 ТВЗ.

Другой негативной характеристикой работы ТВЗ является тот факт, что они создают тормозной эффект при превышении гранич­ных скоростей вне зависимости от направления движения колеса (с горки или на горку). Поэтому маневровые передвижения и вы­тяжка составов, например в сторону вершины горки, требуют до­полнительных затрат энергии на преодоление сопротивления дви­жения со стороны ТВЗ.

На отечественных горках эта технология не получила распрос­транение и практически нигде не используется.

Все вагонные замедлители устанавливают в полном соответ­ствии с рабочими чертежами конкретного проекта. В пределах тор­мозной позиции путь должен быть прямолинейным в горизонталь­ной и вертикальной плоскостях. Начало или конец кривой в плане

или продольном профиле находится вне рельсов вагонного замед­лителя па расстоянии не менее 1 м.

Клещевидно-нажимные замедлители КНП, КЗ относятся к классу пневматических вагонных замедлителей и используются преимущественно на спускной части горки. Они состоят из тор­мозного устройства, двух электропневматических устройств рас­пределения сжатого воздуха ВУПЗ-72, управляющих работой тор­мозных цилиндров; одного электропневматического устройства ВУПЗ-72. управляющего работой подъемных цилиндров. В состав тормозного устройства вагонного замедлителя входят секция ва­гонного замедлителя с двумя тормозными и четырьмя подъем­ными цилиндрами, тормозные балки с шинами, сети воздухопро­водные тормозных и подъемных цилиндров и промежуточные бру­сья с опорами.
Тормозные средства на постоянных магнитах

Тормозные средства, в которых используются магнитные свой­ства взаимодействующих элементов — вагона и замедлителя, для торможения транспортных средств называют магнитными. Среди них различают тормозные средства на постоянных магнитах и элек­тродинамические вихретоковые. Хотя этот класс замедлителей от­носится к перспективному, на сегодняшний день такие тормозные средства не имеют широкого распространения.

Использование эффекта электродинамического вихретокового торможения подвижного состава, основанного на формирова­нии магнитного поля в соленоидах, по обмоткам которого про­пускается электрический ток, известно с 1925 г.

Первый магнитоэлектрический вагонный замедлитель элект­родинамического типа для сортировочной горки был установлен на станции Магдебург в Германии в 1928 г. Его магнитное поле длиной 12 м создавали 16 катушек, расположенные под обоими ходовыми рельсами. Несмотря на достоинства замедлителей: плав­ность торможения, простота регулирования тормозного усилия, исключение выдавливания вагонов, практически полное отсутствие влияния внешних погодных факторов, незначительный износ шин, они не получили распространения. Главными причинами этого яв­ляются чрезвычайно высокая энергоемкость, сложность коммути-
рующих устройств и очень невысокая удельная тормозная мощ­ность (0,04—0,08 мэв/м). Более широкие перспективы создания магнитных замедлите­лей открылись с использованием магнитных систем на постоян­ных магнитах. В настоящее время промышленностью освоен вы­пуск магнитных материалов для постоянных магнитов с пара­метрами, эквивалентными магнитным параметрам электрических катушек с плотностью тока в десятки ампер на квадратный мил­лиметр (магнитный материал системы ниодиум—железо—бор). В начале 90-х гг. прошлого века в Швейцарии, США проводи­лись интенсивные научные и практические разработки замедли­телей на постоянных магнитах. С 2000 г. в России появились пер­вые практические разработки тормозных средств на постоянных магнитах [10].

Так, на Забайкальской железной дороге, предприятием «Аль­фа» проведены испытания замедлителя электродинамического типа на постоянных магнитах для улавливающих тупиков. Имеются све­дения, что состав массой 4000 т, въехавший со скоростью 80 км/ч, в тупике длиной 350 м, оборудованном на 150-метровом интервале тормозом на постоянных магнитах, был остановлен в конце улав­ливающего тупика. Тормоз с постоянными магнитами системы ниодиум—железо—бор изготовлен в виде четырех трехметровых секций с односторонним размещением двухметровых магнитных шин, поднятых на 50 мм относительно головки рельса. При испы­таниях тормоза было продемонстрировано, что ловитель с маг­нитными шинами остановил полувагон массой 80 т, двигавшийся со скоростью 8 км/ч.

Следует иметь в виду, что тормозные характеристики электро­динамических замедлителей зависят от скорости движения отце­пов. При скоростях движения отцепов до 15 км/ч замедлитель с магнитными шинами уступает механическим по тормозным ха­рактеристикам. Однако при скоростях выше 20 км/ч магнитные за­медлители начинают превосходить такие, как КНП-5, ВЗПГ-5. Тем не менее магнитные замедлители — это, возможно, будущее тор­мозной техники

2.2. Горочные стрелочные электроприводы и схемы управления.

К особенностям горочных электроприводов следует отнес­ти то, что они принадлежат к категории быстродействующих и предназначены для перевода, запирания и контроля положения стрелок с нераздельным ходом остряков. Горочные стрелочные электроприводы отличаются от электроприводов систем элект­рической централизации уменьшенным передаточным числом ре­дуктора, что позволило уменьшить время перевода стрелки с 5 до 0,5—0,8 с. Дополнительно высокое быстродействие при перево­де достигнуто за счет сочетания повышенного управляющего на­пряжения (со 100 до 220 В), подаваемого на двигатель [4].

Быстродействие стрелки оказывает существенное влияние на минимально допустимый интервал попутно скатывающихся отце­пов и как следствие на длину стрелочных рельсовых цепей.

Быстродействие стрелки, включая и время на формирование команды на управление, должно обеспечивать окончание перево­да ее за время движения отцепа с максимальной скоростью по предстрелочному участку. Длина предстрелочного участка на горках составляет около 6,5 м.

Требование высокой надежности и быстродействия диктуются тем, что в системах горочной автоматической централизации (ГАЦ) каж­дая следующая по маршруту движения отцепа стрелка переводится при занятии предыдущей. Большое время перевода, заклинивание и другие отказы могут приводить к нарушению заданного маршрута движения и как следствие появлению чужаков, сходам и бою вагонов. Следует иметь в виду и высокую интенсивность работы горочных стрелок, осо­бенно головных, которые за сутки переводятся до 3000 и более раз.

На сортировочных горках эксплуатируются около 2500 стре­лочных электроприводов четырех типов: СПГ-3, СПГ-ЗМ, СПГБ-4 и СПГБ-4М. Около 90 % из них составляют невзрезные приводы СПГБ-4(4М). На смену им появляются стрелочные электроприво­ды СПГБ-6М. В последних двух типах электроприводов применен бесконтактный автопереключатель. Конструктивные узлы гороч­ных электроприводов электрической централизации, кроме бескон­тактного автопереключателя, унифицированы.

Стрелочные приводы СПГБ-4, СПГБ-4М

Электропривод СПГБ-4 относится к категории электромеха­нических невзрезных приводов с внутренним замыканием и бес­контактным автопереключателем.

Опыт работы ГАЦ показывает, что в электроприводах од­ним из ненадежных узлов является контактный автопереключа­тель. При работе автопереключателя возможны подгорания, ме­ханический износ и излом контактов, обледенение контактов и поломка контактных колодок. С целью повышения надежности электроприводов для ГАЦ применяют горочные электропри­воды СПГБ-4, СПГБ-4М с бесконтактными автопереключателя­ми 7, 2 (рис. 2.5). Использование бесконтактного автопереклю­чателя повышает ресурс электропривода СПГБ-4М до одного миллиона срабатываний.

Максимальное усилие перевода — 2000 Н (200 кгс); габаритные раз­меры — 780 х 995 х 255 мм; масса — не более 170 кг. Привод может устанавливаться с любой стороны стрелки. Время перевода 0,55—0,58 с.

Автопереключатель, в котором использован индукционный (трансформаторный) принцип (рис. 2.6), смонтирован на чугун­ном основании 12 и содержит бесконтактные датчики 4 и 7, конт­рольные и переключающие рычаги (20, 11 и 19, 14 соответственно), поворачивающие поводки и пружины растяжения 6. Контрольные рычаги поворачивают поводки 3 и 8. Переключающие рычаги свя­заны с контрольными, а поводки — с промежуточными рычагами роликами. Под действием пружин 6, стягивающих переключаю­щие рычаги 19 и 14, поводок 3 левого датчика занимает контрольное положение, а поводок 8 правого датчика — начальное. После пе­ревода электропривода поводок 3 левого датчика займет началь­ное положение, а поводок 8 правого датчика — контрольное.

При взрезе электропривода один из контрольных рычагов (20 или 77) и соответствующий из поводков (5 или 8) под действием контрольных линеек 17 и 18 займут среднее (вертикальное) положение.

Положение стрелки контролируется зубьями контрольных рычагов 20 и 77, западающими в вырезы контрольных линеек пос­ле запирания шибера, что проверяется западанием головок пере­ключающих рычагов 19 и 14 в вырез шайбы главного вала (76). Каждый датчик автопереключателя имеет литой корпус, внутри








20 19 18 17

Рис. 2.6. Бесконтактный автопереключатель СПГБ-4


которого находятся трехполюсный статор и ротор-сектор 4 (рис. 2.7), вращаемый поводком.

На полюсах статора размещены обмотки: питающая 1, ком­пенсационная 2 (вспомогательная), на которые подается напряже­ние питания (U1) и сигнальная 3, с которой снимается выходное напряжение (U2)• На последовательно включенные питающую и компенсационную обмотки подается напряжение питания 24 В, а с сигнальной обмотки снимается выходное напряжение (U2)

Принцип действия бесконтактного датчика основан на измене­нии коэффициента взаимоиндукции между обмотками статора за счет смещения пассивного шунта. Ротор может занимать три фик­сированных положения: контрольное — А, среднее — Б, переве­денное — В. Если шунт находится против полюсов с питающей (первичной) и сигнальной (вторичной) обмотками (переведенное положение), то в последней наводится ЭДС, достаточная для воз­буждения контрольного реле. При увеличении воздушного зазора между первичной и вторичной обмотками (контрольное и среднее положение) ЭДС резко уменьшается. Использование компенсаци­онной катушки позволяет увеличить полное сопротивление пер­вичной цепи и снижает потребляемый датчиком ток в переведен­ном положении и при взрезе. Конструкция автопереключателя до­пускает установку его вместо контактного, применяемого в элект­роприводах СПГ-3 и СПГ-ЗМ.

При переводе стрелки электродвигатель привода вращает зуб­чатое колесо, свободно насаженное на главный вал, через редук­тор с фрикционом. После поворота колеса на 46° между ним и главным валом создается жесткое зацепление. В процессе этого по­ворота колесо через ролик воздействует на переключающий рычаг автопереключателя 19 и выводит его головку из выреза шайбы глав­ного вала. Переключающий рычаг поворачивает контрольный рычаг и одновременно поводок 3 ротор-сектора левого датчика. Ротор-сектор из контрольного переходит в начальное положение. Выходное напряжение датчика при этом уменьшается от 65 до 3,5 В, и контрольное реле на посту централизации выключается. Затем колесо и главный вал вращаются совместно, обеспечивая отпира­ние, перевод и запирание стрелки.




Рис. 2.7. Кинематическая схема бесконтактного автопереключателя

В конце перевода пружины 6 автопереключателя воздействуют через переключающий и контрольный рычаги на поводок 8 ротор-сектора правого датчика. Ротор-сектор этого датчика из начального положения переходит в положение контроля (рис. 2.7, в), за счет чего выходное напряжение вновь возрастает с 3,5 до 65 В и более. При этом срабатывает контрольное реле переведенного положения стрел­ки, которое воздействует на тиристор, выключающий электродвига­тель перевода; перевод стрелки завершается.

При взрезе стрелки контрольные линейки, перемещаемые остря­ками, поворачивают контрольный рычаг и поводок датчика в среднее положение (рис. 2.7, г). В результате поворота ротор-сектора выход­ное напряжение уменьшается от 65 до 6,5 В, что приводит к выключе­нию контрольного реле на посту и включению звонка взреза.

Компенсационная (вспомогательная) катушка 2 служит для увеличения полного сопротивления первичной цепи и снижает по­требляемый датчиком ток в переведенном положении и при взрезе стрелки. Для компенсации реактивной составляющей первичного тока могут устанавливаться конденсаторы.

Напряжение питания бесконтактного автопереключателя (цен­тральное или магистральное) 24 В, частотой 50 Гц.

В электроприводах СПГБ-4(4М) при передвижении шибера из одного крайнего положения в другое пружины автопереключате­ля обеспечивают надежный переход ротор-сектора соответствую­щего датчика в контрольное положение. Ротор-секторы датчиков при вращении вручную должны иметь плавный ход. При втянутом положении шибера, ротор-сектор левого датчика обеспечивает контроль переведенного положения и повернут на угол 115-—125°, а ротор-сектор правого датчика обеспечивает контроль начально­го положения и занимает исходное положение отсчета 5°.

В случае взреза электропривода поводок соответствующего контрольного рычага должен занимать вертикальное среднее по­ложение, при этом рычаг опирается на верхнюю плоскость конт­рольной линейки, а ротор-сектор датчика повернут на угол 60— 70° и обеспечивает контроль среднего положения.

Изоляция электропривода должна выдерживать в течение 1 мин испытательное напряжение частотой 50 Гц от источника мощ­ностью не менее 0,5 кВА без пробоя и явлений разрядного харак-


тера, а приложенное между токоведущими частями и корпусом электропривода 500 В — для цепей с номинальным напряжением 24 В; 1000 В — для цепей с номинальным напряжением 60 В.

Допустимое превышение температуры обмоток датчиков над тем­пературой окружающего воздуха составляет не более 65°. При этом температура окружающего воздуха не должна превышать 40 °С. На­значенный ресурс электропривода составляет 1х1000000 переводов стрел­ки при соблюдении правил эксплуатации. Средний срок службы элек­тропривода три года, в пределах назначенного ресурса он обеспечи­вает безотказную работу при условии замены через каждые 500 тыс. переводов пружин и рычагов. Ввиду отсутствия контактных ножей и пружин в приводах не требуются обогревательные элементы.

Электропривод типа СПГБ-4М конструктивно отличается от электропривода СПГБ-4 применением модернизированных узлов: редуктора со встроенным фрикционом, контрольных линеек со съемными ушками. Остальные характеристики электропривода СПГБ-4М, а также конструкция и кинематическая схема такие же, как и у электропривода СПГБ-4.

В горочных электроприводах типов СПГБ-4, СПГБ-4М при­меняются электродвигатели постоянного тока типа МСП-0,25, мощностью 0,25 кВт с номинальным напряжением 100 В. Это элек­тродвигатель закрытого типа, реверсивный двухполюсный, после­довательного возбуждения и имеет две обмотки возбуждения.

Технология обслуживания горочных электроприводов подроб­но изложена в [12].
Схемы управления стрелками в системах ГАЦ

Для непосредственного управления горочными стрелочными приводами применяются блоки СГ-66 — для управления контакт­ными элетроприводами и СГ-76У — для управления бесконтакт­ными электроприводами. Причиной появления бесконтактного блока управления на тиристорах (рис. 2.8) является быстрый из­нос контактов пусковых реле в рабочей цепи для коммутации тока электродвигателя. С помощью блоков производится автоматичес­кий перевод стрелок при включенной системе горочной автомати­ческой централизации (ГАЦ) по командам управляющего вычис­лительного комплекса. Есть возможность и ручного перевода стре­лок с пульта оператора.



Рис. 2.8. Схема управления стрелкой с блоком СГ-76У

Автоматическое управление переводом стрелок предусматри­вает автоматический возврат стрелки в исходное положение.

Схема является семи проводи ой, причем три провода исполь­зованы для рабочей цепи, а четыре — для контрольной. Отличи­тельной особенностью является автоматическое выключение схе­мы управления с выдержкой времени 8—18 с при повреждении ком­мутирующих элементов и включение мигающей индикации о неис­правности. Для этого введено реле технической диагностики (ТД).

Автовозврат стрелки из среднего положения в автоматическом ре­жиме работы выполняется при помощи реле автовозврата (АВ), время замедления на отпадание которого составляет 1,2—1,4 с и настраивается резисторами R2 и R4.

Цепь управления работает от постоянного тока напряжением 24 В, рабочая — от постоянного тока напряжением 220 В, конт­рольная — от переменного тока напряжением 24 В. В управляю­щей цепи пускового блока включены реле:

• 
  нейтральное управляющее реле НУС (НМГТ3-0.2/220), конт­ролирующее свободность стрелочной изолированной секции (СП без тока), наличие переменного тока для питания рельсовых цепей (ПКПТ под током) и питания бесконтактных контрольных датчи­ков стрелочного электропривода (КПТК под током);
  
• 
  поляризованное управляющее реле ПУС (НМПУ-15О/15О), обеспечивающее выбор силовых тиристоров при переводе стрелки в то или иное положение;
  
• 
  нейтральное вспомогательное реле НВС (КДР1);
  
• 
  реле автовозврата АВ (АНМ2-380);
  
• 
  реле технической диагностики ТД (ПМПУ-150/150);
  
• 
  контрольные реле ПК, МК (НМ1-7000).
  

Рабочая цепь управления имеет; плюсовой ПТ и минусовой МТ (Т-25) силовые тиристоры, пропускающие ток электродвигате­ля; вспомогательные тиристоры типа Т10-8, запирающие плюсо­вой ЗПТ и минусовой ЗМТ (запирающие тиристоры); конденсато­ры С1 и С2. (10 мкФ), выключающие открытый тиристор ПТ или МТ в конце перевода стрелки.

Силовые тиристоры производят бездуговое включение и выключение электропривода при переводе стрелки.

Контроль положения стрелки фиксируется включением конт­рольных реле ПК через выпрямительные мосты VD1—VD4, пару контрольных проводов ПК и ОПК, плюсовой выход бесконтакт­ного датчика привода БАП и реле МК через выпрямительные мо­сты VD5—VD8, пару контрольных проводов МК и ОМК, мину­совой выход бесконтактного датчика привода БАМ.

Схема рассчитана на два режима управления стрелкой: руч­ной — с помощью стрелочного коммутатора и автоматический — с помощью сортировочных реле С1С, С2С. Состояние цепей при-


веденной схемы соответствует плюсовому положению стрелки и включенному состоянию реле ПК и АВ. Остальные реле МК, НУС и НВС обесточены. Тиристоры ПТ, МТ, ЗПТ и ЗМТ выключены. Конденсаторы CI и С2 разряжены. Фронтовым контактом реле ПК включена и горит контрольная лампочка ПЛ плюсового положе­ния стрелки.

Для перевода стрелки в минусовое положение, в режиме руч­ного управления оператор на пульте переводит стрелочную руко­ятку (Стр. рук.) в минусовое положение. При автоматическом пе­реводе стрелки в минусовое положение срабатывает сортировоч­ное реле С2С, и через его фронтовой контакт замыкаются цепи об­мотки 2—4 реле НУС, обмотки 1—2 реле НВС.

Фронтовым контактом реле НУС замыкается цепь обмотки 1—3 реле ПУС. Срабатывая, реле ПУС переключает поляризованный якорь в противоположное положение. Напряжение 220 В постоянного тока oi полюса РП через предохранитель, контакты ПУС, НУС и опять ПУС подается на анод тиристора МТ, а к его катоду подключается полюс РМ через контакты ТД, низкоомную обмотку 1—3 НУС и кон­такт этого реле, обмотки якоря и статора электродвигателя.

Одновременно с переключением якоря реле ПУС выключаются реле НУС и НВС, но за счет замедления на отпускание эти реле удерживают якоря в притянутом положении.

По окончании замедления реле НВС отпускает якорь и через его тыловой контакт замыкается управляющая цепь (У—К) откры­тия тиристора МТ, проходящая по цепи заряда конденсатора С2. Во время заряда С2 тиристор открывается.

После открытия тиристора через его анодную цепь замыкает­ся цепь рабочего тока через электродвигатель и последовательно соединенную с ним обмотку 1—3 реле НУС. Стрелка переводится в минусовое положение, реле НУС удерживает якорь притянутым за счет рабочего тока, протекающего через удерживающую обмотку 1—3 (режим самоблокировки).

Управляющая цепь тиристора МТ сохраняется только на вре­мя заряда конденсатора С2, после чего тиристор остается откры­тым по анодной цепи за счет рабочего тока электродвигателя.

На все время перевода стрелки датчики бесконтактного автопе­реключателя БАМ и БАП закрыты, реле ПК и МК выключены, кон-

троль положения стрелки отсутствует. По окончании перевода стрел­ки в минусовое положение открывается датчик БАМ. На выходе датчика появляется напряжение переменного тока, от которого пос­ле выпрямления мостом VD5—VD8 срабатывает реле МК, включа­ет лампу МЛ, контролирующую минусовое положение стрелки.

Фронтовым контактом реле МК замыкаются цепи открытия тиристора ЗМТ. Конденсатор С2 начинает разряжаться по цепи через открытые тиристоры МТ и ЗМТ, причем ток разряда направлен навстречу рабочему току тиристора МТ, что приводит к его закры­тию и выключению рабочей цепи электродвигателя.

Через открытый тиристор ЗМТ и реле НУС протекает ток, ог­раниченный резисторами R14, R15. Этот ток по величине меньше тока удержания якоря реле НУС, и оно отпускает якорь, разрывая рабочую цепь.

В плюсовое положение стрелка переводится с помощью тири­сторов ПТ, ЗПТ так же, как и в минусовое.

В схеме предусмотрен элемент технической диагностики ТД, с помощью которого производится проверка исправности тиристорных коммутаторов ПТ, МТ, их способность выключать рабо­чий ток двигателя по окончании перевода стрелки. Во всех случа­ях пробоя тиристоров ПТ и ЗПТ, МТ и ЗМТ короткого замыкания или обрыва конденсатора и резисторов рабочая цепь не выключа­ется, и реле НУС продолжает удерживать якорь притянутым за счет протекания рабочего тока.

С момента включения реле НУС его фронтовым контактом включается термоэлемент ТЭ, который после нагрева через 15—18 с замыкает цепь обмотки 1—3 реле ТД. Срабатывая от этой обмот­ки, реле ТД переключает поляризованный якорь в противополож­ное положение, контактами этого якоря отключает рабочую цепь и выключает реле НУС. При появлении неисправности лампочка ПЛ (МЛ) на пульте контактом реле ТД переключается с непрерыв­ного горения на мигающее, что показывает на необходимость уст­ранить повреждение.

После устранения неисправности нажатием групповой кноп­ки ТДК по обмотке 2—4 включают реле ТД. Последнее переклю­чает поляризованный якорь в нормальное положение, чем восста­навливается рабочая цепь управления стрелкой. С помощью проб-

ных пусков стрелки в одно и другое положения убеждаются в ис­правности всех элементов схемы.

По аналогии с другими схемами управления горочными элект­роприводами предусмотрен автовозврат стрелки с помощью реле АВ в случаях, когда перевод длится больше установленной нормы. В начале перевода стрелки тыловыми контактами реле ПК и МК открывается цепь питания и самоблокировки реле АВ и начинается отсчет времени автовозврата. После истечения выдержки времени реле АВ отпускает якорь и своими контактами переключает обмот­ки реле ПУС, которое перебрасывает контакты в первоначальное положение, переключая цепи питания тиристоров ПТ и М.Т.

2.3. Компрессоры и весомер.

На механизированных и автоматизированных сортировочных горках для обеспечения работы пневматических устройств и приме­нения пневматического инструмента и приспособлений, для выпол­нения работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств используют сжатый воздух. Основными потребителями сжатого воз­духа на горках являются вагонные замедлители, обдувка стрелок, пнев­мопочта для пересылки сортировочных листков, пневмоинструмент. Сжатый воздух производят компрессорные установки, которые, как правило, размещаются в отдельно стоящем здании (компрессорной). Количество компрессоров определяется общим потреблением сжа­того воздуха и обычно варьируется от четырех, при потреблении до 60 м³/мин, до шести, при потреблении воздуха до 100 м³/мин. Один из компрессоров используется как резервный или покрывает пико­вые нагрузки. Подробная методика расчета потребления и потребно­го числа компрессоров изложена в [8].

Электроснабжение компрессорной осуществляется напряжени­ем 6—10 кВ по двум самостоятельным фидерам от независимых источников электроэнергии. С этой целью предусматривается встроенная подстанция, состоящая из двух понижающих трансфор­маторов мощностью 600—1000 кВА.

Стационарные воздушные компрессоры, эксплуатируемые на СГ, по принципу действия относятся к поршневым. Наибольшее распространение получили стационарные, воздушные, поршневые,


двухступенчатые компрессоры ВПЗ-20/9 и ВП2-10/9 общего назна­чения. Они применяются для выработки сжатого воздуха давлени­ем 0,78 МПа (8 кгс/см²) [4]. Цифра в числителе после букв ВП озна­чает производительность, а в знаменателе — конечное давление нагнетаемого воздуха. В последние годы им на смену, как вырабо­тавшим ресурс, приходят современные винтовые компрессоры с воздушным или водяным охлаждением 6ВВ-20/9 Ml, 6BB-20/9.

Принцип действия компрессорных установок сравнительно прост и состоит в том, что при движении поршня в цилиндре пер­вой ступени (для компрессоров типа ВП) создается разрежение, под действием которого всасывающие клапаны открываются и воздух заполняет цилиндр. Когда поршень движется в обратную сторону, всасывающие клапаны закрываются, в цилиндре воздух сжимает­ся и подается через нагнетательные клапаны в цилиндр следующей ступени, в которой происходят процессы, аналогичные первой сту­пени. Поскольку в процессе сжатия воздуха происходит его нагрев, после первой ступени устанавливают промежуточный охладитель, а после второй — концевой. В каждом охладителе поршневых ком­прессоров сжатый воздух охлаждается проточной водой.

Компрессор приводится в действие от синхронного электро­двигателя типа ДСК-12-24-12 У4, ротор которого насажен на ко­ленчатый вал компрессора. Электродвигатель возбуждается от от­дельного возбудительного агрегата, состоящего из возбудителя типа В18-2УЗ и асинхронного двигателя типа АО2-42-4УЗ [4].

Двигатель предназначен для работы от сети трехфазного пе­ременного тока.

Каждый поршневой компрессор оборудован устройством ав­томатической аварийной защиты, которое предназначено для обес­печения контроля основных параметров и защиты компрессора при отклонении основных контролируемых параметров от допустимых значений. Автоматика выполняет управление пуском и останов­кой двигателя компрессора; автоматическую разгрузку компрес­сора при его пуске и остановке; автоматическую продувку (удале­ние конденсата) теплообменной аппаратуры; трехступенчатое ре­гулирование производительности компрессора от 1 до 0,75; пере­вод компрессора на холостой ход, понижающий производитель­ность до 0,1; автоматическую остановку компрессора при откло-


нении от допустимых значений давления и температуры воздуха на каждой ступени сжатия, давления масла и напряжения возбуж­дения. Автоматика обеспечивает световую и звуковую сигнализа­цию и независимое управление разгрузкой компрессора переклю­чателями, расположенными на щитке управления. На каждом ком­прессоре размещены приборы для визуального контроля ос­новных рабочих характеристик, таких, как давление и температу­ра воздуха, давление масла.

Здания, в которых размещаются компрессоры, располагают вдали от источников постоянного загрязнения воздуха механичес­кими примесями, газами и влагой. Воздухосборники, воздушные фильтры и воздухоохладитель находятся на огражденной площад­ке вблизи компрессорной.

Для охлаждения оборотной воды, используемой для охлажде­ния двигателя и сжатого воздуха, рядом с компрессорной разме­щают градирни, оборудованные вентилятором.

Для повышения надежности работы различных пневматичес­ких устройств, потребителей сжатого воздуха, необходимо пода­вать к ним осушенный с помощью воздухоохладителей воздух. Принцип действия воздухоохладителя основан на охлаждении сжа­того воздуха за счет теплообмена с окружающей средой. Струя сжатого воздуха, поступающая в воздухоотделитель, разделяется на 18 струй, направляемых по трубам, увеличивая площадь ох­лаждения. Температура сжатого воздуха понижается, а образовы­вающийся конденсат регулярно сливается. Воздухоохладитель рас­полагается вблизи компрессорной таким образом, чтобы трубы охлаждения воздуха продувались со всех сторон.

Компрессорные установки нового поколения относятся к клас­су винтовых воздушных компрессоров. Они выпускаются монобло­ком, полностью готовым к работе после подключения к электросе­ти и трубопроводам всасывания, нагнетания, слива конденсата, подвода и отвода воды и вентиляции. Вместо поршневой группы он оборудован одноступенчатым винтовым компрессором с новым профилем роторов, позволившим снизить затраты мощности до уровня зарубежных образцов. Масло подается в полость сжатия компрессора, при этом охлаждает сжимаемый воздух и уплотняет зазоры между рабочими органами.

В отличие от поршневых, винтовой компрессор характери­зуется отсутствием клапанов и деталей, совершающих возврат­но-поступательные движения, и отсутствием пульсаций сжатого воздуха, что существенно повышает его эксплуатационную на­дежность и долговечность. Средний ресурс до капитального ре­монта составляет 40 тыс. моточасов.

В компрессорах винтового действия с воздушным охлажде­нием воздуха (6ВВ-20/9М1) масло подается в полость сжатия компрессора для охлаждения сжимаемого воздуха. Охлаждение сжатого воздуха и масла воздушное, что не требует сложной си­стемы водопроводов и градирен. Для получения осушенного воздуха предусмотрена комплектная поставка осушителя кон­денсационного типа, устанавливаемого вис компрессорной. Конструкция осушителя позволяет обеспечивать подогрев осу­шенного воздуха и исключить промерзание в зимнее время года открытых магистралей пневмосети.

Номинальная мощность двигателя винтового компрессора с водяным охлаждением 6ВВ-20/9 составляет 160 кВт, расход воды при температуре на входе 28 °С — 13,6 м³/час, температу­ра воздуха конечная после сжатия — 45 °С. Технические харак­теристики компрессора 6ВВ-2079М1 с воздушным охлаждением практически такие же.

Принцип работы винтовых компрессоров почти не отлича­ется от работы поршневых. Существенная разница состоит в том, что в них реализовано одноступенчатое сжатие воздуха. Всасы­ваемый воздух через входной воздушный фильтр подается в вин­товой компрессор. Далее через маслоотделитель сжатый воздух поступает в газоохладитель и через клапан поддержания давле­ния, минуя конденсатоотводчик, — потребителю. Охлаждение сжатого воздуха в винтовых компрессорах с водяным охлажде­нием производится путем подачи проточной воды в маслоотде­литель. В компрессорах с воздушным охлаждением для охлаж­дения сжатого воздуха в газоохладителе и масла в маслоотде­лителе применяется мощный вентилятор, что не требует строи­тельства дорогостоящих градирен.

Весомеры используются в системах регулирования скорости скатывания отцепов с целью предварительного определения сту-
пени торможения отцепов, въезжающих на замедлители. Ввиду низкой точности измерения веса вагона с их помощью определяет­ся лишь весовая категория.

Весомер размещается на пути перед верхней тормозной пози­цией. Наибольшее распространение находят два типа весомеров. Первый — механический, представляющий собой рельсовую встав­ку длиной около 3,5 м, в средней части которой срезана часть го­ловки рельса, а в полученном пазу установлен мостик — силоизмерительная пружина из закаленной рессорной стали.

На рельсовой вставке укреплена контактная коробка, в кото­рой размещены шесть пар контактных пружин. Мост и контакт­ный рычаг связаны между собой подвижным рычагом. При въезде колесной пары вагона на рельсовую вставку весомера мостик про­гибается и приводит в действие нажимной рычаг, приводящий в движение контактный со связанными с ним контактами. Переме­щаясь, рычаг последовательно включает контактные группы, каж­дая из которых откалибрована на соответствующую весовую кате­горию: Л (легкая), ЛС (легко-средняя), С (средняя) и СТ (средне-тяжелая), Т (тяжелая), ОТ (очень тяжелая). Замыканием одной или нескольких контактных групп выдается электрический сигнал о соответствующей весовой категории.

Второй тип весомеров, используемый в современных систе­мах управления, носит название тензометрический. Он включа­ет тензометрический датчик, устанавливаемый на специально подготовленной рельсовой вставке длиной 5—6 м, укладывае­мой на специальной металлической платформе, прикрепленной к шпалам (рис. 2.9). Вторичный преобразователь датчика, осу­ществляющий преобразование сигнала в величину, пропорцио­нальную массе вагона, для передачи его на горочный пост, раз­мещается в путевом ящике около рельса и соединяется с датчи­ком кабелем.

Принцип действия датчика основан на измерении упругой де­формации шейки рельса под действием нагрузки от колес под­вижного состава. Чувствительным элементом датчика служит тензорезистор, преобразующий деформацию рельса от воздействия силы тяжести вагона в электрический сигнал. Датчик представ­ляет собой тензометрический мост из тензорезисторов, наклеи-






рис. 2.9 Тензометрический весомер

ваемых специальным клеем на шейку рельса. В комплект для од­ного пути роспуска входят два датчика: основной и резервный. Датчики устанавливают на обоих рельсах напротив друг друга и закрывают герметичными крышками. Преобразователь принима­ет сигналы от датчика по интерфейсу RS-485 и передает их на го­рочный пост на удаление до 1200 м по кабелю с парной скруткой. Существенным недостатком тензовесомеров является то, что они отличаются невысокой точностью (погрешность 5—10 %) и не­возможностью восстановления при выходе из строя. Требуется новая рельсовая вставка с датчиком.