Концепция реорганизации хозяйства СЦБ

1. Концепция реорганизации хозяйства СЦБ

1.  Стрелочные переводы являются наиболее сложной и дорогостоящей конструкцией пути. На укладку и замену выходящих из строя стрелочных переводов ежегодно расходуется до 14% средств на капитальный ремонт и реконструкцию пути .

2.  От надежности и долговечности конструкций стрелочных переводов во многом зависит и безопасность движения поездов.

3.  За последнее десятилетие выполнен комплекс работ по усилению и оздоровлению стрелочного хозяйства железных дорог.

4.  В главных путях наличие стрелочных переводов тяжелого типа доведено до 95%, а стрелочных переводов на железобетонном подрельсовом основании превысило 75%.

5.  Сведено до минимума наличие в эксплуатации дефектных стрелок и крестовин.

6.  Внедрены более совершенные и эффективные конструкции соединений и пересечений железнодорожных путей, в том числе для высокоскоростного движения поездов.

Как показывает опыт эксплуатации, создание единого унифицированного стрелочного комплекса является не целесообразным.

Поэтому с учетом условий и требований эксплуатации стрелочные электроприводы и стрелочная гарнитура должны иметь соответственно разную конструкцию, но в тоже время с максимальной унификацией по отдельным узлам, элементам, технологическим приемам и пр.

Улучшение эксплуатационных характеристик и надежности стрелочных электроприводов можно достигнуть за счет:

1.  модернизации существующих стрелочных электроприводов серии СП, с использованием новых технологий, материалов и др.;

2.  создания новых отечественных стрелочных электроприводов, на новой элементной базе, с применением передовых технологий и достижений науки.

Создание стрелочных электроприводов, стрелочной гарнитуры и других технических средств, входящих в комплекс переводного устройства стрелок в зависимости от области применения должно проходить по четырем направлениям:

1.  работа на стрелочных переводах по маршрутам следования скоростных поездов в соответствии с ТРА станции;

2.  работа на стрелочных переводах по маршруту следования пассажирских, пригородных и грузовых поездов, на которых согласно ТРА станции предусмотрен безостановочный пропуск грузовых поездов;

3.  работа в составе стрелочных переводов электрической централизации (ЭЦ) станций, кроме предусмотренных в п. п. 1 и 2;

4.  работа в системе ГАЦ и в маневровых районах станций.

Концепция реорганизации стрелочного хозяйства предусматривает:

Первый этап - модернизация серийных стрелочных электроприводов и стрелочной гарнитуры к ним. Для этого необходимо:

·  конструктивно переработать детали и узлы, подвергающиеся в условиях эксплуатации интенсивному износу и обильной смазке с использованием новых материалов и стойких порошковых покрытий;

·  заменить эти детали на аналогичные, изготовленные из износостойких самосмазывающихся материалов с усиленными антикорозиционными свойствами

Цель этапа:

·  создание модернизированного стрелочного электропривода и гарнитуры с увеличенным (не менее чем в 3 раза) сроком службы;

·  увеличение сроков и периодичности осмотров и ремонтов;

·  снижение трудозатрат, расходов материалов, запасных частей и себестоимости в эксплуатации.

Срок реализации данного этапа должен быть ограничен 1÷1,5 года.

Второй этап - разработка оборудования и технологии проведения первичной диагностики ответственных деталей и узлов на заводах-изготовителях.

Цель - создание необходимой контрольно-измерительной базы и технологии на заводах, позволяющей:

·  повысить качество выпускаемой продукции;

·  увеличить гарантийные сроки;

·  разрешить эксплуатацию изделия с клеймом под гарантию завода без проверки его в КИПе.

Срок окончания - согласован со сроком выполнения работ по первому этапу.

Третий этап - разработка комплекса технических средств, входящих в состав комплекса стрелочного перевода. Для этого необходимо создание:

·  новых конструкций стрелочных переводов (подвижных сердечников крестовин);

·  электроприводов нового поколения;

·  надежного механизма замыкания и удержания остряков (подвижных сердечников крестовин);

·  гарнитуры на новых малообслуживаемых и высоконадежных принципах;

·  надежной схемы управления и контроля;

·  контрольно-диагностического устройства, обеспечивающего передачу информации о фактическом положении и состоянии стрелки на АРМ ДСП и АРМ ШЧД.

При полной реализации концептуальных положений данного этапа хозяйство СЦБ должно получить малообслуживаемый в эксплуатакомплекс технических средств для перевода стрелок, отвечающий современным требованиям эксплуатации.

Срок выполнения данного этапа: 2,5÷3 года.

Четвертый этап - освоение серийного производства новых изделий и плановая поэтапная замена эксплуатируемых стрелочных электроприводов на комплекс технических средств для перевода стрелок.

Одновременно должен быть предусмотрен переход к организации технического содержания и ремонта на новых принципах, которые предполагают смешанную стратегию технического обслуживания и ремонта:

1.  по состоянию (определяется средствами контроля и диагностики) – для ответственных деталей;

2.  по наработке на отказ – срок замены определяется заводом-изготовителем;

3.  замены по отказу - для группы деталей напрямую не влияющих на безопасность движения.

Достигаемый эффект. Проведение модернизации и создания новых безопасных и ресурсосберегающих систем перевода стрелок обеспечит:

1.  повышение безопасности движения поездов за счет:

·  наличия 2-х канального замыкания и удержания остряков (подвижного сердечника крестовины);

·  2-х уровневой системы контроля фактического положения остряков (подвижного сердечника крестовины);

·  расширение функциональных возможностей диагностики технического состояния комплекса стрелочного перевода.

2.  повышение пропускной способности станции за счет увеличения скорости движения поездов;

3.  достижения фактической безотказности устройств, влияющих на безопасность движения;

4.  повышения надежности технических средств, входящих в состав комплекса стрелочного перевода;

5.  снижение расходов на обслуживание, ремонт и расходные материалы в эксплуатации;

6.  повышение производительности труда в целом по отрасли.

2. Работа стрелочного электропривода

Режимы работы электропривода в составе стрелки

Первый - режим перевода стрелки (активный режим) состоит из следующих операций:

·  включение электродвигателя и начало движения силового механизма;

·  потеря контроля и размыкание шибера электропривода;

·  перевод шибера и остряков стрелки из одного крайнего положения в другое;

·  замыкание шибера, отключение электродвигателя, получение контроля стрелки и подготовка схемы к реверсированию электродвигателя.

Второй - статический режим ра­боты характеризуется обеспечением непрерывного контроля положе­ния стрелки и надежным замыканием шибера.

Третий режим - динамический. При этом режи­ме работы электропривод выполняет те же функ­ции, что и в статическом режиме, но в условиях прохождения подвижного состава по стрелке. Он характеризуется дополнитель­ным восприятием динамических воздействий (виб­раций, усилий, ударов, упругих деформаций и др.).

Четвертый режим - режим взреза стрелки. Возникает при прохождении подвижного состава в пошерстном направлении по стрелке, не обеспечивающей данный маршрут движения. Взрез является результатом нарушения организации движения поездов.

Электроприводам серии СП присущи следующие недостатки:

·  сложность регулировки и обслуживания контактного автопереключателя;

·  совмещение автопереключателя и силового блока;

·  недостаток информации о техническом состоянии электропривода;

·  косвенная информация о фактическом положении стрелки;

·  непредсказуемость последствий взреза стрелки.

Данная серия электроприводов выпускаются более 50 лет и теоретически может обеспечить перевозочный процесс со скоростями движения поездов до 200 км/ч на отдельных участках.

Предпосылки необходимости разработки технических средств входящих в состав стрелочного перевода:

1.  в связи с распадом СССР завод, производивший электроприводы типа СП остался на Украине. В настоящее время электроприводы этой серии выпускаются 2-мя заводами: г. Брянск и Армавирским ЭТЗ.

2.  находящиеся в эксплуатации электроприводы типа СП выпускались по различной документации, что привело к потере унификации электроприводов типа СП.

3.  увеличение скоростей движения поездов;

4.  увеличение количества вагонов в поездах и соответственно массы поездов (тяжеловесные поезда);

5.  изменение структуры пути за счет применения железобетонных шпал (увеличением жесткости пути);

6.  повышение требований к надежности применяемых технических средств и обеспечению безопасности движения поездов.

7.  необходимостью внедрения малообслуживаемых (необслуживаемых) технологий, исключающих влияние «человеческого фактора».

Содержание стрелочных электроприводов и гарнитуры к ним в рабочем состоянии в условиях эксплуатации требует постоянных значительных затрат.

На протяжении многих десятилетий используется и совершенствуется система планово-предупредительных осмотров и ремонтов устройств СЦБ, т. е. система осмотров и ремонтов с нормативной периодичностью и регламентным составам основных видов работ.

При этом используются единые технология и организация выполнения технологического обслуживания. Такая система содержания напольного оборудования в рабочем состоянии отвлекает на эти цели значительные человеческие и материальные ресурсы.

По мере старения стрелочных электроприводов:

·  возрастают удельные затраты на их содержание в работоспособном состоянии;

·  возникает проблемы с документацией;

·  ремонтом;

·  поставкой запасных деталей.

Однако обновить весь парк за короткий период времени не представляется возможным.

Принятая в 2002 году «Федеральная целевая программа модернизации транспортной системы России на 2002÷2010 год» предусматривается увеличить скорость движения поездов на главном ходу:

·  к 2010 году до 200 км/ч;

·  после 2010 года - до 350 км/ч.

Для обеспечения скоростного режима в эксплуатации применяются:

·  стрелочные переводы с непрерывной поверхностью катания с гибкими остряками;

·  стрелочные переводы оборудованные подвижным сердечником крестовин, с длиной подвижной части более 18 метров.

·  данные типы стрелочных переводов предполагает установку 2-х и более стрелочных приводов с большими тяговыми усилиями;

·  применения внешних замыкателей, распределенных вдоль остряка (подвижного сердечника крестовины).

Обеспечить движение поездов со скоростями движения до 350 км/ч, существующими в настоящее время техническими средствами невозможно. Требуются применение принципиально новых комплексных технических решений при создании:

·  электроприводов;

·  гарнитуры;

·  стрелочных переводов.

3. Классификация стрелочных приводов и предпосылки разработки новых

В основном на железных дорогах России используются стрелочные электроприводы серии СП.

В настоящее время в хозяйстве СЦБ России находится в эксплуатации 129.600 стрелочных электроприводов 25 видов.

Более 35% из них выработало свой ресурс, а 16 видов на сегодняшний день сняты с производства.

Аналогичная картина наблюдается со стрелочными электроприводами системы горочной централизации. В настоящее время в России функционирует 109 механизированных горок, а парк горочных электроприводов составляет около 7000 шт.

Создание горочных электроприводов путем простой модернизации электроприводов системы ЭЦ без учета специфики их работы снизило их надежность, срок службы и показатели безопасности движения.

Количественная оценка находящихся в эксплуатации электроприводов представлена в Таблице 1.

Классификация стрелочных приводов

Стрелочные приводы предназначены для перевода, замыкания и контроля положения стрелки. Согласно требованиям ПТЭ стрелочный электропривод должен обеспечивать в крайних положениях стрелки плотное прилегание прижатого остряка к рамному рельсу (не допускать замыкания стрелки при зазоре между остряком и рамным рельсом 4 мм и более) и отводить другой остряк от рамного рельса на расстояние не менее 125 мм. В Таблице 2 представлены перечень и характеристики отечественных и зарубежных стрелочных приводов.

В мировой практике известны стрелочные приводы использующие различные виды энергии:

·  гидравлическую;

·  пневматическую;

·  электрическую (наибольшее распространение).

Для замыкания остряков стрелки (сердечника крестовины) применяются различные типы замыкателей, которые подразделяются на:

1.  вешние замыкатели остряков;

2.  внутренние замыкатели.

По виду восприятия нагрузки от колесной пары при движении подвижного состав в пошерстном направлении по стрелке делятся на:

·  взрезные;

·  невзрезные.

В зависимости от системы электропитания ЭЦ работают с электродвигателями:

·  постоянного тока типа ДПС;

·  переменного тока типа МСА.

По виду коммутации стрелочные электроприводы различаются на:

·  контактные

·  бесконтактные.

На Российских железных дорогах в основном применяются стрелочные электроприводы:

1.  с внутренним замыканием шибера:

·  в системе ЭЦ типа СП-6М (после модернизации - СП-6К);

·  в системе горочной централизации (ГАЦ) типа СПГБ-4;

2.  с внешними замыкателями типа СП-12 на скоростных участках железных дорог используются на стрелочных переводах с непрерывной поверхностью катания (НПК).

Все перечисленные электроприводы являются невзрезными, имеют общую базовую модель и отличаются:

·  величиной хода шибера,

·  временем перевода

·  типом автопереключателя.

4. Требования к стрелочным электроприводам и гарнитуре нового поколения

Взрез стрелки. В случае взреза стрелки, оборудованной невзрезным электроприводам сводится к решению 3-х задач:

1.  обеспечение безопасного прохода подвижного состава по стрелке, т. е. выполнения условия устойчивости по выталкиванию его на рельсы;

2.  обеспечение предсказуемости и наглядности поврежде­ния конкретного элемента стрелочного перевода при сохранении прочности и работоспособности элементов отальных;

3.  обеспечение гарантированного контроля взреза стрелки системой контроля и невозможности получения лож­ного контроля до полного устранения последствий взреза.

Задача сохранения в рабочем (исп­равном) состоянии элементов стрелочного перевода (ост­ряков, соединительных и рабочих тяг и гарнитуры) при взрезе стрелки невзрезным стрелочным электроприводом не ставится.

Система двойного замыкания и удержания остряков. Конструкция электропривода и стрелочной гарнитуры должна строиться на основе системы двойного замыкания и удержания остряков (дублирования) – позволяющей удерживать замкнутыми остряки двумя независимыми каналами (тягами) и сохранять это состояние при потере несущей способности одного из каналов удержания остряка или механизма запирания.

Контрольная система. Контрольная система электропривода должен строиться на основе системы следящего типа с бесконтактной системой переключения.

Система контроля стрелкой должна строится на принципах двухуровневой системы с двумя каналами для передачи информации, иметь дополнительное контрольно-диагностическое устройство стрелок, позволяющей осуществлять фактический контроль положения и состояния всех составляющих стрелочного перевода.

Электропитание привода. Электроприводы должны разрабатываться с электродвигателями трехфазного переменного тока асинхронного типа.

Используемые при изготовлении материалы. Детали электропривода, стрелочной гарнитуры, подвергающиеся интенсивному износу, должны изготавливаться из износостойких, самосмазывающихся материалов без пополнения смазки в условиях эксплуатации.

5. Новые отечественные электроприводы

5.1 Электропривод СП-6К

Назначение: перевод остряков в повторно-кратковременном режиме, запирание и контроль положения стрелок с нераздельным ходом остряков в непрерывном режиме.

Преимущества:

·  детали электропривода, подвергающиеся интенсивному износу изготовлены с применением передовых технологий, позволяющих повысить ресурс электропривода (ножи автопереключателя, подшипники);

·  металло-керамическая муфта;

·  автопереключатель с плавающими ножами;

·  электродвигатель нового поколения;

·  повыненная пыле - и влагозащищенность;

·  снижение эксплуатационных затрат.

Технические характеристики:

·  Ход шибера 154±2 мм;

·  Ход контрольных линеек 154±4 мм;

·  Номинальное усилие перевода 3500 Н;

·  Номинальное усилие перевода 6000 Н;

·  Время полного перевода, не более 6 с;

·  Габаритные размеры: 790х1060х270 мм;

·  Средняя наработка на отказ электропривода составляет не менее Т0=6,2х105, переводов рабочего шибера.

·  Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет, не менее:

Трн = 1,2х106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н.

Трн = 6х105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

·  Средний срок службы до списания, исходя из назначенного ресурса, составляет 20 лет.

·  Масса - не более 170 кг.

Применение: электрическая централизация на станциях железных дорог, промышленного железнодорожного транспорта.

5.2 Электропривод СП-7

Особенности конструкции:

·  герметичный корпус;

·  электродвигатель типа МСА;

·  составной круглый шибер;

·  составные круглые линейки;

·  герметичный ввод курбеля;

·  герметичный ввод кабеля;

·  крышка с болтами уплотнением.

Назначение: перевод в повторно-кратковременном режиме, запирание и контроль положения стрелок с нераздельным ходом остряков в непрерывном режиме в особых условиях совместно с герметичной кабельной муфтой.

Особыми условиями являются - подтопление напольных устройств СЦБ. Эксплуатация или сохранение исправного состояния электропривода в таких условиях может быть длительная (до 3-х месяцев).

Особенности конструкции:

·  детали электропривода, подвергающиеся интенсивному износу изготовлены с применением передовых технологий, позволяющих повысить их ресурс и электропривода в целом;

·  полная герметичность;

·  металло-керамическая муфта;

·  автопереключатель с плавающими ножами;

·  электродвигатель нового поколения;

·  снижение эксплуатационных затрат.

Технические характеристики:

·  Ход шибера 154±2 мм;

·  Ход контрольных линеек 154±4 мм;

·  Номинальное усилие перевода 3500 Н;

·  Номинальное усилие перевода 6000 Н;

·  Время полного перевода, не более 5 с;

·  Габаритные размеры: 790х1060х270 мм;

·  Средняя наработка на отказ электропривода составляет не менее Т0 = 6,2х105 , переводов рабочего шибера.

·  Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет, не менее:

Трн = 1,2х106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н.

Трн = 6х105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

·  Средний срок службы до списания, исходя из назначенного ресурса, составляет 20 лет.

·  Масса - не более 190 кг.

Применение: электрическая централизация на станциях железных дорог, промышленного железнодорожного транспорта.

5.3 Электропривод ВСП-150

Назначение: перевод, замыкание, контроль и удержание в замкнутом положении остряков и крестовин с подвижным сердечником.

Преимущества:

·  разработан на новой элементной базе - ШВП, двигателя переменного тока типа МСА на 190 В, автопереключатель на базе быстродействующих микропереключателей, кулачковая система замыкания шибера, металлокерамическая фрикционная муфта;

·  контрольная система следящего типа;

·  металло-керамическая муфта;

·  электродвигатель нового поколения;

·  повышенный КПД;

·  повышение уровня безопасности движения поездов;

·  снижение эксплуатационных затрат;

·  принципиально новая схема установки, позволяющая снизить динамические воздействия со стороны подвижного состава.

Технические характеристики:

·  Ход шибера 150±1 мм;

·  Ход контрольных линеек 150±3 мм;

·  Номинальное усилие перевода 3500 Н;

·  Номинальное усилие перевода 6000 Н;

·  Время полного перевода, не более 5 с;

·  Номинальное усилие удер­жания запертого остряка 50 кН;

·  Габаритные размеры: 790х1060х270 мм;

·  Средняя наработка на отказ электропривода составляет не менее Т0=6,2х105, переводов рабочего шибера.

·  Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет, не менее:

Трн = 1,2х106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н;

Трн = 6х105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

·  Средний срок службы до списания, исходя из назначенного ресурса, составляет 20 лет.

·  Масса - не более 185 кг.

Применение: электрическая централизация на станциях железных дорог, промышленного железнодорожного транспорта.

5.4 Электропривод ВСП-2х150Д

Назначение: стрелочные переводы с раздельным замыканием, удержанием и контролем остряков.

Преимущества:

·  разработан на новой элементной базе - ШВП, двигателя переменного тока типа МСА на 190 В, автопереключатель на базе быстродействующих микропереключателей, кулачковая система замыкания шибера, металлокерамическая фрикционная муфта;

·  двойное внутреннее замыкание и удержание остряков;

·  контрольная система следящего типа;

·  повышенный КПД;

·  повышение уровня безопасности движения поездов;

·  металло-керамическая муфта;

·  электродвигатель нового поколения;

·  снижение эксплуатационных затрат;

·  принципиально новая схема установки, позволяющая снизить динамические воздействия со стороны подвижного состава.

Технические характеристики:

·  Ход шибера 150±1 мм;

·  Ход контрольных линеек 150±3 мм;

·  Номинальное усилие перевода 3500 Н;

·  Номинальное усилие перевода 6000 Н;

·  Время полного перевода, не более 5 с;

·  Номинальное усилие удер­жания запертого остряка одним (любым) каналом 50 кН;

·  Габаритные размеры: 790х1060х270 мм;

·  Средняя наработка на отказ электропривода составляет не менее Т0=6,2х105 , переводов рабочего шибера.

·  Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет, не менее:

Трн = 1,2х106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 3500 Н;

Трн = 6х105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

·  Средний срок службы до списания, исходя из назначенного ресурса, составляет 20 лет.

·  Масса - не более 185 кг.

Применение: электрическая централизация на станциях железных дорог на входных (выходных), приемо-отправных стрелочных переводах, а также стрелках, входящих в маршруты по главному пути, пути приема и отправления пассажирских поездов.

5.5 Электроприводы ВСП-220, ВСП-220Н, ВСП-220К

Назначение: перевод остряков в повторно-кратковременном режиме, запирание и контроль положения стрелок с раздельным ходом остряков, оборудованных внешними замыкателями, в непрерывном режиме.

Преимущества:

·  разработан на новой элементной базе - ШВП, двигателя переменного тока МСА на 190 В, автопереключатель на базе быстродействующих микропереключателей, кулачковая система замыкания шибера, металлокерамическая фрикционная муфта;

·  повышенное тяговое усилие по сравнению с применяемыми электроприводами СП-12;

·  контрольная система следящего типа;

·  повышенный КПД;

·  гарантированный контроль взреза (ВСП-220);

·  металло-керамическая муфта;

·  электродвигатель нового поколения;

·  повышение уровня безопасности движения поездов;

·  снижение эксплуатационных затрат;

·  принципиально новая схема установки, позволяющая снизить динамические воздействия со стороны подвижного состава.

Технические характеристики:

·  Ход шибера 220±2 мм;

·  Ход контрольных линеек 154±2 мм;

·  Номинальное усилие перевода 4000 Н;

·  Номинальное усилие перевода 6500 Н;

·  Время полного перевода, не более 6 с;

·  Усилие удержания шибера при взрезе 8000 Н;

·  Габаритные размеры и масса: 1450х720х275 мм;

·  Назначенный ресурс при условии соблюдения правил эксплуатации составляет:

Трн = 1,6х106 переводов рабочего шибера при нагрузке до 4000 Н.

Трн = 6,4х105 переводов рабочего шибера при нагрузке до 6000 Н.

·  Средний срок службы до списания, исходя из назначенного ресурса, составляет 20 лет.

·  Масса - не более 185 кг.

Применение:

·  работа на скоростных участках железных дорог в комплекте с внешними замыкателями;

·  обеспечение в крайних положениях запирания прижатого остряка внешними замыкателями и удержание отведенного остряка с помощью внутреннего замыкателя.

Электропривод ВСП-220Н – отличие - невзрезной.

Электропривод ВСП-220К – предназначен для работы сердечником крестовины. Имеет одну регулируемую контрольную линейку.

5.6 Контрольная система стрелочного электропривода типа ВСП

Контрольная система стрелоч­ного электропривода серии ВСП построена на базе быстродействующих микропереключателей общепромышленного назначения типа МП. Она непосредственно обеспечивает контроль:

·  положения остряков стрелки;

·  размыкания шибера;

·  взрез стрелки;

·  отход прижатого остряка от рамного рельса на 4 мм и более;

·  сме­щение отведенного остряка;

·  вы­рывание контрольной линейки;

·  повреждение самого механизма контроля;

При первом или после­дующем переводе стрелки:

·  излом остряка;

·  излом рабочих, соеди­нительных или контрольных тяг;

·  излом и выпадение валиков крепления тяг.

Отличия контрольной системы ВСП от автопереключателя СП-6М:

·  механизм контроля автопе­реключателя выведен в само­стоятельный узел электро­привода (исключено совмещение механизма автопереключателя и механизма запирания шибе­ра);

·  контрольная система являет­ся системой следящего типа (ис­ключены функции дополнитель­ного замыкания (дублирования) остря­ков контрольными линейками);

·  исполнительными элементами автопереключателя служат мик­ропереключатели общепромыш­ленного назначения, которые являются необслуживаемыми и не­ремонтируемыми.

Контрольная система состоит из:

·  механизма контроля;

·  блока микропереключателей.

Контрольные линейки выпол­нены составными с целью устра­нения ложного контроля при их выравнивании. Это достигается тем, что в случае чрезмерного выхода контрольных линеек из электропривода сухарь 23, удер­живаемый до этого основанием 22, выпадает и остается на дне корпуса электропривода. Вне­шняя часть контрольной линейки 21 может быть удалена из элект­ропривода, а внутренняя 27 ос­тается в нем в положении поте­ри контроля.

Алгоритм ра­боты контрольной системы элек­тропривода ВСП построен на следующих принципах:

·  потеря контроля предшеству­ет размыканию шибера и его пе­реводу с переключением комму­татора с контрольной цепи на рабочую;

·  получение контроля после пе­ревода остряков и замыкания шибера в результате переключе­ния коммутаторов с рабочей цепи на контрольную и разрыва цепи питания электродвигателя;

·  получение контроля возмож­но только при воздействии на группу микропереключателей, а снятие воздействия хотя бы на один из группы приводит к потере контроля.

6. Методы повышения защиты стрелочного перевода от ложного контроля

При движении поезда по стрелочному переводу зазор между остряком и рамным рельсом изменяется, т. е. возникает «динамическая добавка» зазора за счет бокового давления колес на рамный рельс и остряк в определенных точках стрелочного перевода. Причинами увеличения зазора являются:

·  отклонения от норм содержания стрелок,

·  характеристики экипажей,

·  условия их проследования.

При проходе подвижного состава по стрелке наблюдаются также и вертикальные смещения торца остряка относительно рамного рельса. Положение остряка относительно рамного рельса изменяется при нахождении колесных пар в зоне стрелки, ограниченной стыками в переднем вылете рамных рельсов и стыками в корне остряка. При выходе экипажа за эти границы, остряк возвращается в исходное состояние.

6.1 Горизонтальные смещения остряка характеризуются как увеличением зазора, так и его уменьшением относительно первоначального значения. Зазор уменьшается, когда колесо, двигаясь по остряку, прижимает его к рамному рельсу. Электроприводы серии СП допускают перемещение остряка в сторону рамного рельса до 10 мм (по конструкции). Таким образом, уменьшение зазора тем больше, чем больше его первоначальное значение.

Зазор может увеличиваться в двух случаях.

·  Первый из них связан с прохождением колесной парой зоны переднего вылета рамных рельсов. Из-за бокового давления колеса рамный рельс отжимается, и зазор увеличивается. Если при этом соседняя колесная пара не находится на остряке, то увеличение зазора будет наибольшим. Такая ситуация возможна при проследовании первой колесной пары в противошерстном направлении (или последней колесной пары - в пошерстном направлении), а также при движении вагонов с расстоянием между тележками большим длины остряков.

·  Второй случай увеличения зазора связан с прохождением колесной парой той части прижатого остряка, где он прилегает к упоркам, а не непосредственно к рамному рельсу. Остряк соприкасается с рамным рельсом по линии АВ, поэтому при боковом давлении колес на часть остряка АС острие остряка может немного отжиматься. Это отжатие возможно за счет упругого сжатия (или растяжения) тяг. Остряк при этом ведет себя как «коромысло» с центром вращения в точке А и плечами АВ и АС. Особенно заметным становится такое поведение остряка при его изогнутости в горизонтальной плоскости. Изгиб легко обнаруживается при переводе стрелки. При приближении к рамному рельсу такой остряк касается его не по всей линии нерабочей грани острия, а в точке А, а электропривод плотно прижимает перо остряка за счет упругой деформации пера остяка. Если при наличии закладки электропривод работает на фрикцию, то в момент выключения электродвигателя, например, при обратном переводе, перо незамкнутого остряка самопроизвольно отходит от рамного рельса. Вследствие возникновения механических напряжений при замыкании изогнутого остряка, левое плечо остряка АС несколько отжимается от упорок, тем самым, создавая возможность смещения этой части остряка при боковом давлении на нее колес движущегося поезда. В этом случае наблюдается увеличение зазора за счет отжима пера остряка, если в зоне пера не находится соседняя колесная пара. Так же, как и для первого случая, такая ситуация возможна при большом расстоянии между колесными парами, составляющем примерно половину длины остряка.

Максимальные значения зазора соответствуют:

·  прохождению колесными парами торца остряка,

·  наблюдаются перед вкатыванием колеса на остряк в противошерстном направлении,

·  при сходе колеса с остряка на рамный рельс в пошерстном направлении движения.

По сравнению с этим увеличение зазора при прохождении колесными парами зоны стрелки, где остряк не прилегает к рамному рельсу (зона упорок), незначительно. Увеличение величины зазора зависит от:

·  осевой нагрузки подвижного состава;

·  направления движения.

6.2 Изменение положения остряка по вертикали происходит за счет смещения остряка и рамного рельса. Если торец остряка плотно без зазора лежит на подушке, то при движении поезда возможен только его подъем относительно рамного рельса. При наличии зазора между остряком и первой подушкой возможно смещение остряка вниз на величину этого зазора.

Вертикальные смещения объясняются оседанием рамного рельса под действием вертикальной силы давления колеса у острия, когда колесо еще не перекатилось на остряк.

Когда колесо находится на остряке, вертикальные смещения возможны, если остряк неравномерно лежит на подушках. Если, например, остряк плотно лежит на третьей или четвертой подушке, но имеет зазор между последующими (пятой или шестой) подушками, то остряк также представляет собой «коромысло», но уже в вертикальной плоскости. Точка плотного прилегания остряка к подушке служит центром такого «коромысла», и вертикальное давление колес в зоне провисания остряка над подушками вызывает подъем торца остряка.

Вертикальные смещения остряка относительно рамного рельса определяют следующие факторы:

·  осевая нагрузка подвижного состава;

·  расположение колесных пар в зоне стрелочного перевода;

·  зазор между остряком и стрелочными подкладками.

Наибольшие вертикальные смещения при движении по боковому пути наблюдаются при прохождении колесными парами торца остряка. Если остряк не лежит на всех подкладках, то наибольшие вертикальные смещения соответствуют прохождению колесными парами сечения стрелки, где имеется зазор между подошвой остряка и стрелочной подкладкой.

Рассмотренный характер поведения остряков стрелки в динамическом режиме функционирования стрелочного перевода и полученные значения увеличения максимально допустимого зазора позволяют говорить о необходимости пересмотреть методы контроля стрелки, применяемые в настоящее время.

6.3 Реализация контроля положения остряков типовыми схемами контроля

Безопасность движения - состояние защищенности ж.-д. транспортной системы от возникновения транспортных происшествий и связанных с ними возможных потерь.

Опасный отказ – событие заключающееся в нарушении работоспособного и защитного состояния системы, приводящий к крушению или аварии.

Защитное состояние – состояние системы, при котором нарушается ее работоспособность, но обеспечивается безопасность движения.

Предотказное состояние – предельное состояние объекта, при котором велика вероятность его отказа.

В настоящее время в системе электрической централизации (ЭЦ) и горочной автоматической централизации (ГАЦ) в основном используются 3-и схемы управления:

·  2-х проводная – для ЭЦ со стрелочными электроприводами, оборудованными двигателями постоянного тока;

·  5-ти проводная – для ЭЦ со стрелочными электроприводами, оборудованными двигателями переменного тока (3-х фазными);

·  бесконтактная 9-и проводная – для ГАЦ со стрелочными электроприводами, оборудованными двигателями постоянного тока.

В электроприводах серии СП автопереключатель совместно с типовыми схемами обеспечивает косвенный контроль остряков стрелки только по положению контрольных линеек, что не отвечает современным требованиям безопасности движения. Другими словами – осуществляется контроль положения самих контрольных линеек.

Автопереключатель электропривода СП не контролирует фактическую величину отжима остряка как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, которая при проходе подвижного состава по стрелке превышает допустимые значения.

6.4 Аппаратура бесконтактного автоматического контроля стрелки (АБАКС)

Датчики контроля фактического положения остряков входят в состав АБАКС и предназначены для контроля зазора между остряками и рамными рельсами стрелочных переводов всех типов.

Конструкция датчика представляет собой чувствительный индуктивный элемент, установленный на основании и закрытый защитным колпачком. С другой стороны основания крепится резьбовая втулка, через которую выводятся сигнальные провода от чувствительного элемента. Установка датчиков производится во втором шпальном ящике. Датчики позволяют контролировать случаи излома пера.

Совместный контроль, осуществляемый автопереключателем и системой АБАКС, обеспечивает более надежный контроль стрелки.

Недостатками рассмотренного метода контроля является:

·  сложность установки датчиков;

·  не обеспечивает непосредственный контроль пера остряка;

·  значительно усложняет существующую систему контроля стрелки (дополнительные жилы кабеля) и как следствие увеличивает вероятность возникновения отказов;

·  увеличивает эксплуатационные затраты на обслуживание и ремонт, что в настоящее время является актуальным;

·  допускает возникновение неконтролируемого отказа стрелочного перевода в целом;

·  автопереключатель электропривода совместно с АБАКС контролируют только произошедший отказ;

·  дополнительная информация о положении стрелки, получаемая от датчиков контроля, требует дополнительной оценки и принятия решения дежурным работником, что, в случае рассогласования с основной информацией о положении стрелки от автопереключателя электропривода проблематично и носит необъективный характер.

5.5 Реализация фактического контроля комплекса стрелочного перевода

В настоящее время нет сомнений в актуальности введения дополнительных элементов независимого (дублированного) контроля фактического положения остряков, с выполнением следующих функций:

·  контроль зазора между остряком и рамным рельсом в различных режимах работы стрелочного перевода;

·  контроль взреза стрелки;

·  контроль положения остря­ков при выключении стрелок из централизации.

Для реализации данной задачи предполагается создать контрольно-диагностическое устройство (КДУ) с функциями постоянного контроля изменения состояния всех ответственных деталей и узлов технических средств, входящих в состав комплекса стрелочного перевода.

Контроль осуществляемый на таких принципах позволит выявлять предотказное состояние стрелочного перевода в целом, что позволит исключить такое явление, как «опасный отказ».

Реализация данного метода контроля основывается на применении:

·  современных микропроцессорных технологий;

·  контрольной системы электропривода следящего типа;

·  датчиков контроля фактического положения остряков;

·  контрольно-диагностического устройства (КДУ)

В случае достижения контролируемыми параметрами своих критических значений, контрольно-диагностическое устройство автоматически приостанавливает дальнейшую эксплуатацию стрелки.

В состав КДУ входят:

·  аналоговые датчики фактического положения прижатого и отведенного остряков (ДПО);

·  процессор (один на станцию) с соответствующими интерфейсами, который в диалоговом режиме работает с пусковым блоком стрелки (СП).

По результатам анализа информации о состоянии элементов системы стрелочного перевода, получаемого во время перевода остряков и сравнения их с критическими значениями контролируемых параметров, заложенных в памяти процессора, вырабатывается соответствующая информация, которая передается на АРМ ДСП, АРМ ШЧД, а в критических случаях блокирует управление стрелкой.

Контрольно диагностическое устройство работает в увязке с микропроцессорными станционными системами в автоматическом режиме и выполняет следующие функциональные задачи:

·  контролирует техническое состояние узлов и электропривода в целом и обеспечивает объективную информацию о его предотказном состоянии;

·  контролирует техническое состояние стрелочной гарнитуры и обеспечивает получение объективной информации о ее предотказном состоянии;

·  контролирует факт взреза стрелки и исключает дальнейшее использование стрелки без ее ревизии;

·  контролирует фактическое положение прижатого и отведенного остряка;

·  контролирует состояние стрелочного перевода и дает информацию о возникновении предотказного состоянии стрелочного перевода в целом;

·  контролирует фактическое положение прижатого остряка при прохождении по стрелке подвижного состава.