НАДЕЖНОСТЬ ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ НА СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Кайнарбеков А.К. д. т. н.,профессор, Муратов А.М. д. т. н., профессор, Бекетов Б.Ш.

Казахский университет путей сообщения, Алматы, Казахстан

Для сортировки вагонов на станции используют следующие сортировочные устройства:

- горки повышенной, большой, средней и малой мощности, использующие силу тяжести вагонов;

- вытяжные пути специального профиля и стрелочные горловины на уклоне, использующие силу тяжести вагонов и толчки локомотивов;

- устройства, где используются только сила тяжести вагонов, с оборудованием их специальными ускорителями движения вагонов;

- устройства, где используется только сила тяги локомотива - вытяжные пути и стрелочные горловины на площадке.

В зависимости от типа сортировочные устройства полностью или частично оборудуются тормозными позициями, горочной автоматической централизацией стрелок (ГАЦ), устройствами автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС) и др.

Сортировочная горка состоит из трех частей: надвижной части, горба горки и спускной части (рисунок 1).

Надвижная часть включает в себя вытяжной путь или парк приема и его продолжение в сторону сортировочного парка до горба горки. К надвижной части горки предъявляются следующие требования.

1. Должны быть обеспечены условия трогания с места, когда остановившийся состав в самой неблагоприятной точке (первый вагон перед горбом горки) должен быть взят локомотивом с места.

2. Сцепные приборы должны находиться в сжатом состоянии, чтобы обеспечить условия расцепки сцепных приборов.

Для выполнения первого требования средний уклон пути надвига определяется по формуле:

I=F_к.тр / (Q+ Р) - ω_тр - ω_кр

где: F_к.тр— сила тяги локомотива при трогании состава с места, кгс;

Q — вес состава, тс;

Р — вес локомотива, тс;

ω_тр — полное сопротивление при трогании с места, кгс/тс;

ω_кр — дополнительное сопротивление от кривых.

Рисунок 1. Общий вид плана и профиля сортировочной горки.

Для выполнения второго условия перед горбом горки устраивают противоуклон длиной не менее 50 м и уклоном не менее 8 %.

Вершиной горки или горбом горки считается точка с наибольшей отметкой, где соединяется надвижная часть горки со спускной. Наименьшие радиусы вертикальных кривых, сопрягающих уклоны продольного профиля, на вершине горки в сторону надвижной и спускной части принимается 350 м, для сопряжения остальных элементов спускной части горки минимальный радиус кривой принимается 250 м.

Спускная часть горки состоит из трех крупных участков: скоростного, участка размещения тормозных позиций и стрелочной зоны. Скоростной участок проектируют однообразным или переменным профилем; в его пределах отцеп приобретает большую скорость, это может привести к нагону и повреждению ранее спущенных вагонов. Нагон может произойти из-за того, что вагоны разных типов: крытые, полувагоны, цистерны, платформы; новые или имеющие износ; груженые или порожние движутся с разными скоростями и вагон, спущенный с горки в более позднее время, может нагнать вагон, спущенный ранее.

Для того чтобы этого не произошло, на спускной части горки устанавливают тормозные устройства, позволяющие снизить скорость вагона.

На спускной части горки для регулирования скорости движения вагонов применяют тормозные средства. На сети железных дорог сохранилось большое количество сортировочных станций с ручными горками, на которых торможение выполняется тормозными башмаками. На механизированных горках, на двух тормозных позициях применяют замедлители, на третьей — тормозные башмаки. На автоматизированных горках, на всех трех позициях торможение обеспечивают вагонные замедлители.

Различие этих тормозных средств заключается в следующем. Тормозной эффект башмака получается от воздействия вертикального усилия веса вагона, передаваемого на полоз башмака, подкладываемого под колеса вагона, и последующего скольжения башмака по рельсу, а тормозной эффект вагонных замедлителей создается захватом обода колеса тормозными шинами.

Ручной тормозной башмак (рисунок 2) удерживается на рельсе при помощи имеющихся на полосе бортов. В зависимости от числа бортов, одного или двух, башмаки называют однобортными или двубортными.

При торможении башмаки накладывают на головку рельса. Колесо вагона накатывается на башмак и под действием кинетической энергии вагон скользит (двигается юзом) на башмаке по рельсу или до полной остановки вагона (отцепа), или до места окончания юза, где башмак выбрасывается из-под колеса при помощи отогнутого в сторону рельса или специального клина- сбрасывателя. В последнем случае замедление, которое получает вагон в результате торможения башмаком, зависит от того, на каком расстоянии поставлен башмак от сбрасывателя, т.е. от длины юза. Для безопасности работы башмаки накладывают специальными вилками.

Рисунок 2-Тормозной башмак: а — собственно тормозной башмак; б — отогнутый рельс; в — клин-сбрасыватель.

Для обеспечения безопасности работы регулировщиков скорости и облегчения их труда, было разработано несколько систем механизированных башмаков (Н. Пачеса, A.M. Долаберидзе и других), в которых механизировалась накладка башмаков.

Однако наиболее совершенными средствами торможения и в полной мере обеспечивающими безопасность работников, являются вагонные замедлители.

Вагонные замедлители действуют по принципу захвата бандажей колес шинами, выступающими над головкой рельса, с обеих сторон колеса.

Существует несколько конструкций замедлителей, среди которых широко используются следующие:

– нажимные, у которых силу нажатия шин на бандаже колес регулирует оператор, а осуществляет — рычажная клещевидная передача;

– весовые, у которых сила нажатия устанавливается автоматически в зависимости от веса вагона.

В настоящее время используются замедлители клещевидные типа Т50. Первые замедлители, которые появились — клещевидные замедлители. В 1940 г. была выпущена модель типа М40, а затем типа Т50. Эта модель получила широкое распространение благодаря надежности в работе. В настоящее время они используются на многих горках. Принцип работы замедлителей типа 50 используется и в других замедлителях.

Для вагонного замедлителя одним из критериев отказа является неспособность уменьшения скорости движения вагона до заданного значения из-за снижения тормозной мощности. Выход из строя одного из двух электропневматических клапанов можно классифицировать как повреждение, так как замедлитель будет находиться в работоспособном состоянии, хотя инерционность на торможение и оттормаживание возрастет.

Под надежностью вагонного замедлителя понимают его свойство выполнять заданные функции, выражающиеся в способности погашать энергию движущихся вагонов с целью уменьшения скорости их движения в заданных пределах в течение установленного промежутка времени.

Критерием отказа является неспособность уменьшать скорость движения вагона (отцепа) до заданного значения. В связи с этим различают четыре группы отказов:

1. отказы, исключающие возможность приведения замедлителя в рабочее (заторможенное) состояние;

2. отказы, приводящие к невозможности возвращения замедлителя в исходное (отторможенное) положение;

3. снижение способности погашения энергии движущихся вагонов в нормированных пределах (уменьшение тормозной мощности);

4. отказы, исключающие возможность нахождения вагона в пределах замедлителя по условию безопасности движения.

Характерными отказами первой и второй групп являются: выход из строя воздухопроводной сети, и том числе шлангов, электропневматических клапанов (например, из-за замерзания цилиндров тормозных и подъемных); заклинивание механизма подъема; излом балок, рычагов, рамы (конструкционные и производственные отказы). К третьей группе относятся эксплуатационные отказы: разрегулировка замедлителей; износ тормозных шин; люфты за счет износа втулок в силовых частях; снижение давления сжатого воздуха; потеря упругих свойств пружин механизмов уравновешивания и поворота; уменьшение коэффициента трения в паре шина – колесо. Четвертую группу составляют изломы ходового рельса, тормозных и подпорных шин и других деталей, приводящие к нарушению габарита.

Отказы первой, второй и четвертой групп обусловливают чаще всего полную неработоспособность замедлителя. При отказах третьей группы эффективность замедлителя может измениться в широких пределах.

Вагонные замедлители – сложные механизмы, состоящие из десятков узлов и работающие в условиях динамических нагрузок при различных погодных условиях. Поэтому в реальной обстановке отказы на замедлителях случаются по разным причинам, в том числе и вследствие неудовлетворительного технического содержания. В соответствии с обобщенными данными отказов и формулой Т=1/λ среднее время безотказной работы замедлителей равно: для КВ-3 Т=7,7 ч; КНП-5 Т=9,5 ч; Т-50 Т=11,9 ч. Это свидетельствует в общем случае о невысокой надежности существующих тормозных средств.

Поэтому повышению надежности замедлителей на всех этапах их эксплуатации придается особое значение. Наряду с этим ставится вопрос нового технического решения при конструировании и проектировании механизмов вагонных замедлителей.

Список литературы:

1. Пособие по применению правил и норм проектирования сортировочных устройств. – М.: Транспорт, 1994. – 218 с.

2. Савченко И.Е., Земблинов С.В., Страковский И.И. Железнодорожные станции и узлы. – М.: Транспорт, 1980. – 479 с.