УДК 625.156
Ал. Ан. Демьянов, О. А. Розман, Ал. Ал. Демьянов,
И. Ю. Казинцев, А. А. Цыцылин (РГУПС, Россия)
ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНЦИОННОГО ЗАГРАДИТЕЛЯ
Системы путевого заграждения в заграждающем положении не должны допускать ухода вагонов с путей, на которых они установлены. Среди систем такого типа на железных дорогах России применяются путевые упоры, охранные стрелки, сбрасывающие стрелки, остряки и башмаки.
Путевой упор представляет собой сборную стационарную конструкцию, расположенную в балластной призме. В настоящее время их использование ограничено, так как:
- для сооружения путевого упора требуется площадка земляного полотна порядка 100–150 м2, затрудняющая сооружение горловин;
- путевой упор имеет значительную стоимость.
При использовании охранной стрелки уходящие с пути вагоны направляются на второстепенные пути, имеющие профиль, не ускоряющий движение вагона. Особенно эффективно возможности охранных стрелок реализуются при наличии благоприятного пути по маршруту движения, то есть там, где за счёт дополнительных сопротивлений от уклона, кривых и стрелок движение уходящих вагонов будет замедляться до полной остановки в пределах горловин. После выполнения этой операции охранная стрелка автоматически (при централизованном управлении) или вручную переводится в охранное положение и запирается.
Таким образом, охранные стрелки позволяют оградить главные пути от самопроизвольного ухода на них вагонов и при этом не требуется дополнительных устройств. Однако их использование предусматривает развитую систему горловин при благоприятном профиле, что значительно сужает область применения.
На другом принципе действия основана работа сбрасывающих стрелок, остряков и башмаков.
Эти системы устанавливаются на конце станционного пути со стороны возможного ухода. В ограждающем положении остряки и стрелки отведены от прямого направления движения вагонов, поэтому при наезде колёсной пары происходит её сход с рельсов. В результате резкого увеличения сопротивления движению дальнейшее передвижение состава прекратится. Положение, при котором часть вагонов состава окажется сошедшей с рельсов, можно считать более предпочтительным, чем выход вагонов на перегон и столкновение с проходящими поездами. Подобная система предотвращения самопроизвольного ухода вагонов со станционных путей широко используется также и за рубежом.
При переводе сбрасывающих стрелок и остряков в положение для движения вагонов они прижимаются к рамным рельсам, обеспечивая нормальное движение. Однако в ряде случаев предпочтение отдаётся сбрасывающему башмаку в связи с тем, что он не подвергается износу от проходящего подвижного состава; не нарушает целостности рельсовой нити, может быть установлен практически в любом месте пути; прост по конструкции и экономичен в эксплуатации; требует меньше затрат на установку.
В целях уменьшения ущерба от схода вагонов от сбрасывающих стрелок, остряков и башмаков применяют устройства, защищающие от повреждений шпальные решётки и ходовые части подвижного состава. К таким устройствам относятся направляющие желоба, засыпанные балластом.
Таким образом, общий недостаток сбрасывающих систем заключается в разрушении подвижного состава, груза и железнодорожного полотна.
Анализ современных систем путевого заграждения позволяет говорить о необходимости разработки конструкций, отличающихся малыми габаритами, низкой себестоимостью, как например сбрасывающие системы, но обеспечивающих сохранение подвижного состава и железнодорожного полотна.
Исходя из выполненного анализа, проектируемое устройство путевого заграждения, типа станционный заградитель (СЗ), должно замедлять движение вагонов, при самопроизвольном уходе, с последующей остановкой. Очевидно, для исключения нештатной ситуации на минимальной длине тормозного пути замедление должно происходить с плавно нарастающей мощностью торможения.
Если масса вагона или сцепки m, скорость входа на тормозную позицию V, длина тормозного пути Lт, сила и изменение силы трения, реализуемые в тормозной системе СЗ соответственно Fтр и DFтр, то аналитическое описание задачи проектирования будет иметь вид:
.
Исходя из всего вышесказанного сформулируем задачи проектирования:
1. Разработка внешней тормозной системы подвижного состава на основе клиновых преобразователей с фрикционным эффектом и относящейся к устройствам путевого заграждения.
2. Обеспечение минимальной длины тормозного пути учитывает, что сила трения должна стремиться к максимуму, а изменение силы трения к минимуму.
3. Для исключения нештатной ситуации на минимальной длине тормозного пути параметры проектируемой тормозной системы должны обеспечивать замедление движения вагонов при самопроизвольном уходе до полной остановки с нарастающей тормозной мощностью.
Основные порталы (построено редакторами)