Главная >> Железнодорожный путь >> Механизация и автоматизация сортировочных горок

Механизация и автоматизация сортировочных горок

Вагонные замедлители. Стрелочные приводы. Ограничивающие обстоятельства в работе сортировочных горок. Преимущества механизации. Аппараты управления и посты. Автоматическое управление стрелками. Автоматическое управление замедлителями. Система автоматического управления горочными устройствами фирмы Юнон.

Ранее, до применения силовых устройств, на сортировочных горках стрелки переводились вручную, а каждый вагон или группа вагонов, или, иначе говоря, отцеп, сопровождались тормозильщиком, который ручным тормозом регулировал скорость движения отцепа на подгорочный путь. При превышении необходимой скорости тормозилыцик, находящийся на путях, накладывал перед спускающимся отцепом ручной башмак.
На современных сортировочных горках стрелки централизуются и управление ими осуществляется из горочных постов; вагонные замедлители регулируют скорость движения отцепов, спускаемых с горки на подгорочные пути; скорость надвига вагонов на горки управляется сигналами. В некоторых установках используются специальные приводы для накладывания на рельсы башмачных замедлителей.
На горках оборудуется громкоговорящая телефонная связь для непосредственной связи операторов постов с дежурными по станции и с машинистами локомотивов. На некоторых сортировочных станциях практикуется установка громкоговорителей для связи с работниками, находящимися на путях.
На большинстве механизированных сортировочных станций имеются буквопечатающие телеграфные установки для передачи сортировочных листков из технической конторы на горочные посты и распорядителю сортировки. В этих листках дополнительно к номеру пути, куда следует направить каждый вагон, цифрами 1,2,3 или 4 указывается категория веса вагона, что используется для выбора правильного режима торможения.
На некоторых станциях для передачи сортировочных листков применяется пневматическая почта. Для удобства работы на горках в ночное время зоны размещения стрелок и замедлителей освещаются заливающим светом.
Вагонные замедлители. Каждый замедлитель состоит из группы балок с тормозными шинами, расположенными вдоль каждой стороны рельсовой нити. При работе замедлителей тормозные шины нажимают на бандажи колес, замедляя этим движение вагона.
Нажатие тормозных шин определяется пневматическими устройствами или тормозными пружинами. Обычно применяются четыре ступени торможения. Давление на обе стороны бандажа колеса должно быть одинаковым, чтобы предотвратить выжимание колеса. Для установки выжатых колесных скатов на место применяются специальные автоматические устройства.
Тормозная система вагонного замедлителя соединена рычажным механизмом с электропневматическим или электрическим приводом. У электропневматического привода степень торможения определяется давлением сжатого воздуха в тормозном цилиндре; у электрических приводов степень торможения определяется положением приспособлений, регулирующих силу нажатия пружин на тормозные балки.
Пути подгорочного парка объединяются в пучки.
В каждый пучок входят 5—7 путей. Перед каждым таким пучком устанавливается замедлитель. Далее на отрезке пути, который соединяет 2—3 пучка, снова устанавливается замедлитель и еще один замедлитель ставится на общем для всех пучков отрезке пути у горба сортировочной горки (рис. 1).
Число элементов каждой тормозной позиции и соответствующее им общее замедление определяются высотой горки и максимальным весом вагонов. Для снижения величин замедления высоту горки следует снизить, но эта высота определяется ускорением, которое необходимо придать порожнему вагону для следования его по стрелкам и далее до удаленного конца подгорочного пути. При этом следует учесть сопротивление встречного ветра и метеорологические условия. Расчет ведется на плохой бегун.
После расчета высоты горки по весу тяжелогруженого вагона определяется максимальная величина торможения, необходимая для снижения скорости выхода с замедлителя нижней позиции до 4,8 км/ч и проследования последней стрелки стрелочной зоны со скоростью примерно 4 км/ч.
Стрелочные приводы. Стрелочные приводы, устанавливаемые на сортировочных горках, должны быть быстродействующими для возможности быстрой установки маршрутов. Перевод стрелки, оборудованной электропневматическим приводом, осуществляется за небольшую долю секунды, тогда как для электропривода необходима 1 сек, но обе цифры удовлетворяют практическим потребностям.
Механизмы и схемы управления стрелками на горках разработаны так, что при следовании вагона или локомотива в пошерстном направлении с отжатием остряков стрелка остается в этом положении и после ее освобождения подвижным составом. Целесообразность подобной системы обусловливается тем, что если движение в пошерстном направлении производится при осаживании, то в случае последующего движения в обратном направлении стрелка остается в переведенном положении до перевода ее рукояткой; этим предотвращается сход подвижного состава с рельсов при таком движении.
Подгорочный парк с пучковым расположением путей
Рис. 1. Подгорочный парк с пучковым расположением путей механизированной сортировочной станции Хамлет
На большинстве сортировочных горок перед остряками на расстоянии 10 м оборудуется указательная рельсовая цепь длиной примерно 17 м. Схема замыкания стрелки предусматривает невозможность перевода ее под составом. Схемы рельсовых цепей учитывают необходимость быстрого срабатывания путевого реле. Некоторые дороги применяют нормально разомкнутые рельсовые цепи, замыкаемые при занятии их вагонами; другие дороги применяют нормально замкнутые рельсовые цепи, где время на переключение не превышает 0,05—0,08 сек.
Применение одной рельсовой цепи для сдвоенного стрелочного перевода нежелательно, так как при этом обе стрелки остаются замкнутыми до проследования отцепа. Для раздельного замыкания стрелок сдвоенного стрелочного перевода применяется специальная схема с тремя путевыми реле, питаемыми из одного источника.
Для передачи машинистам и составителям поездов указаний о положении стрелок, что необходимо при работах по осаживанию, возле каждой стрелки устанавливается карликовый светофор.
Стрелки подгорочного парка
Рис. 2. Стрелки подгорочного парка, оборудованные электроприводами.
Ограничивающие обстоятельства в работе сортировочных горок. Сортируемые вагоны должны следовать на таком расстоянии один от другого, чтобы можно было перевести стрелки для последующего отцепа, кроме того, необходимо, чтобы это расстояние было увязано со скоростью надвига вагонов на горку. Максимальное расстояние между вагонами и максимальная скорость надвига увязываются между собой при помощи специальных устройств.
Увеличение расстояния между вагонами обеспечивается наличием скоростного уклона на первом элементе профиля спускной части горки. Далее для увеличения расстояния между вагонами головная горочная стрелка должна находиться по возможности ближе к горбу горки, что ускоряет переход отцепов на свой маршрут. Это же положение может быть распространено и на следующую стрелку, а также и на все остальные стрелки, включая и стрелки пучков. Таким образом, стрелочная зона спускной части должна быть спроектирована так, чтобы стрелки находились, по возможности, ближе к горбу горки. Применение сдвоенных стрелочных переводов помогает решению этой задачи (рис. 2).
Для экономии места применены сдвоенные стрелочные переводы
Уклоны подгорочных путей зависят от кривизны длины пути. Уклоны этих путей должны быть такими, чтобы скорость следования отцепов по этим путям не превышала скорость, которую они имеют при проследовании предельного столбика. Иначе говоря, эти уклоны должны быть неускоряющими. Для вагонов с товарами широкого потребления этот уклон должен быть примерно 2,2%0 для вагонов с весом, превышающим 10 т, некоторые дороги применяют уклон 2,5%0. Скорость на подгорочном пути должна быть такой, чтобы сцепление отцепа со стоящими на подгорочном пути вагонами происходило плавно, без боя вагонов. Для вагонов с товарами широкого потребления некоторые дороги снижают эту скорость до 3,2 км/ч, а для вагонов с углем — до 6,4—8 км/ч. Эти скорости регулируются замедлителем нижней позиции.
Преимущества механизации. Как правило, порожние или легкогруженые вагоны могут быстрее проходить замедлитель, чем тяжелые вагоны, для которых необходимы повышенные тормозные усилия, а это вызывает задержки в их проследовании. При правильно запроектированной горке сортировка 110-вагонного состава, у которого в среднем в отцеп входит 1,4 вагона, занимает 23 мин. Таким образом, в минуту сортируется 5,2 вагона. Скорость надвига составляет при этом примерно 4,2 км/ч. На некоторых горках работают со скоростями надвига от 4,8 до 6,4 км/ч.
В среднем сортировка продолжается 45—50 мин в течение каждого часа. При обычном среднем количестве вагонов в отцепе и при не очень тяжело груженых вагонах за восьмичасовую смену производится сортировка 1200 и большего количества вагонов.
Основные преимущества механизации — это возможность проводить работу по сортировке в полном объеме при любой погоде, снижение эксплуатационных расходов и уменьшение травматизма обслуживающего персонала.
Горки, работавшие ранее с тормозильщиками в одну или две смены, после оборудования их замедлителями работают 24 ч в сутки. Это уменьшает время пребывания вагонов на сортировочных станциях и ускоряет обработку поездов. Механизация сортировочных горок позволяет, кроме того, отказаться от приемных парков, где простаивают составы в ожидании сортировки, а также и от парков отправления.
В значительном количестве случаев сортировка, производившаяся ранее на нескольких станциях, сосредоточивается после механизации на одной станции, что снижает эксплуатационные расходы и ускоряет переработку составов. Так, например, на одной сортировочной станции, перерабатывавшей в среднем 2 750 вагонов в сутки, введение механизации позволило снизить стоимость переработки вагона с 43 до 18 центов. Экономия эта обусловлена снижением времени пребывания вагона на станции.
Применение механизации не ограничивается только большими станциями, она выгодна и для сравнительно небольших станций, где сортировка производится только в продолжение нескольких часов в сутки.
Для ускорения строительства механизированной горки на одной из дорог была выполнена предварительная сборка замедлителей, после чего их погружали на платформы и затем устанавливали кранами на заранее подготовленные площадки (рис. 3).
Крановая установка предварительно смонтированного замедлителя
Рис. 3. Крановая установка предварительно смонтированного замедлителя

Пульт горочной автоматической централизации
Рис. 4. Пульт горочной автоматической централизации
Аппараты управления и посты. На сортировочных горках, где механизация была введена давно, применяется обычная система с аппаратами управления, на которых размещены рукоятки и кнопки. Такие аппараты устанавливаются на втором этаже поста, что позволяет оператору обозревать обслуживаемый им район.
На сортировочной станции с тридцатью и большим количеством путей обычно один пост оборудуется в нижней части горки для управления замедлителями этой части горки и стрелками пучковых путей. Кроме того, в остальных частях горки дополнительно устанавливаются два, а иногда и большее количество постов для управления соответствующими замедлителями и стрелками.
Аппараты управления применяются специального наклонного типа. На аппаратах размещаются миниатюрные незамыкаемые рукоятки. Аппараты невысокие и оператор, работая у такого аппарата, может наблюдать за сортировкой.
Автоматическое управление стрелками. Для ускорения обработки вагонов и снижения стоимости этой обработки на горках оборудуются новые системы управления, включая и электронные устройства. Железные дороги Канадиан Пасифик и Иллинойс Центральная оборудовали горочные автоматические централизации. Здесь до проследования вагонами горба горки оператор нажимает на аппарате кнопки маршрутов, по которым надлежит следовать отцепам (рис. 4).
Железная дорога Рединг установила пульт горочной централизации, совмещенный с аппаратом управления замедлителями. Это позволило одному оператору управлять всеми стрелками и замедлителями сортировочной горки с 33 подгорочными путями. При таких системах можно предварительно до перехода вагонами горба горки накапливать 4—5 маршрутов. Можно, при желании, осуществить накапливание 6 и более маршрутов. Система горочной централизации, разработанная железной дорогой Юнион Пасифик, позволяет осуществить предварительный набор маршрутов для 120 вагонов. Система эта является опытной, и ею оборудована   станция с 8 путями.
Железная дорога Норфолк Вестерн установила горочную автоматическую централизацию с передачей управляющих кодов посредством телетайпной ленты. Лента перфорируется для сортировки состава в 100 и более вагонов еще до надвига состава на горку.
Автоматическое управление замедлителями. Следующим этапом после горочной автоматической централизации является автоматизация работы замедлителей. Система автоматического управления замедлителями, где скорость движения вагонов определяется короткими рельсовыми цепями, была оборудована   на сортировочной горке железной дороги Милвоки. На станции Джери железной дороги Элжин Джолиет Иистерн была оборудована опытная установка автоматического управления замедлителями для 16 путей. Здесь скорость измеряется радарной установкой (рис. 5). Позже эта установка была расширена для обслуживания всего парка, в котором расположены 58 путей.

Радарная установка, размещенная по оси пути
Рис. 5. Радарная установка, размещенная по оси пути, измеряет скорость движения отцепа и передает соответствующую информацию на счетно-решающее устройство, определяющее выходную скорость отцепа

Аппарат управления замедлителями и стрелками на механизированной сортировочной станции
Рис. 6. Аппарат управления замедлителями и стрелками на механизированной сортировочной станции Хамлет. Приборы для управления замедлителями от руки н контрольные лампы расположены на небольшом табло. Индикаторная панель, находящаяся в верхней части аппарата, передает информацию о маршрутах
Здесь сопротивление движению вагона отцепа из одного или нескольких вагонов определяется по весу и по ускорению на участке определенной длины в спускной части горки. Следующим обстоятельством является степень кривизны маршрута, по которому следует отцеп. Соответствующие информации подаются на счетно-решающее устройство, которое определяет необходимую скорость вагона при выходе с замедлителя и соответствующий этой скорости режим торможения.
Железная дорога Юнион Пасифик оборудовала опытную установку автоматического управления горочными замедлителями на восьми путях станции Нортз Плэйт, использовав радарные принципы для измерения скорости. Новым элементом в этой установке является определение расстояния, которое необходимо пройти отцепу до вагона, находящегося на подгорочном пути, куда следует отцеп.
Работы по автоматизации горочных замедлителей с применением всех упомянутых новых элементов завершены   железной дорогой Саутзерн на большой станции Чаттануга, железной дорогой Сиэборд на станции Хамлет (рис. 6) и железной дорогой Саутзерн Пасифик на станции Хаустон.
Антенна прибора  для определения скорости движения вагона
Рис. 8. Антенна прибора системы Юнион Велаг для определения скорости движения вагона
распределительно-передающий блок горочной автоматической централизации
Рис. 6. Предварительно перфорированная накопительная лента вкладывается в распределительно-передающий блок горочной автоматической централизации
Все эти установки позволяют предварительно, до подачи состава из 120—150 вагонов на горку, произвести набор всех необходимых маршрутов нажатием соответствующих кнопок. После этого вагоны, надвигаемые на горку, следуют по своим маршрутам с соответствующей автоматической электронной регулировкой замедления каждого из отцепов.

Вагон проходит устройство, определяющее его весовую категорию
Рис. 8. Вагон проходит устройство, определяющее его весовую категорию

Система автоматического управления горочными устройствами фирмы Юнион. Фирма Юнион для своей автоматической системы использует обычное оборудование механизированных горок. В дополнение к этому устанавливаются устройства, целью которых является определение характеристик сортируемых вагонов.
Система увеличивает пропускную способность горки, предотвращает бой вагонов благодаря надлежащему регулированию скорости. Система не требует переоборудования устройств механизации горки, а накладывается на существующие устройства механизации.
Для автоматизации горок фирма Юнион использует электронные счетно-решающие устройства для управления замедлителями и горочную автоматическую централизацию с накоплением маршрутов на перфорированной ленте (рис. 6).
При движении вагона по замедлителю его скорость непрерывно измеряется и тормозное нажатие замедлителей регулируется в зависимости от необходимой выходной скорости вагона.
Определение необходимой скорости вагона при выходе с замедлителя производится автоматически. Для замедлителей верхней и промежуточной позиций выходная скорость устанавливается применительно к категории веса вагона. Вагон по своему весу относится к одной из трех категорий — легкий, средний и тяжелый.
Выходная скорость для замедлителей нижней позиции рассчитывается электронным счетно-решающим устройством на основании информаций о сопротивлении вагона движению, расстояния до вагонов соответствующего подгорочного пути, характеристики маршрута и веса вагона.
Устройство для взвешивания вагона устанавливается на подходе к замедлителю верхней позиции; оно представляет собой специальный рельс длиной 2,2 м с небольшим желобком в его средней части (рис. 7).
Прогиб рельса при следовании вагона приводит в действие один, два или три контакта для определения веса вагона по категориям: легкий, средний и тяжелый. Если для отдельных вагонов отцепа зафиксированы разные весовые категории, то отцеп в целом относится к средней весовой категории.
Важнейшим элементом для горочной автоматизации является определение сопротивления движению каждого вагона как на прямых, так и на кривых участках пути. Эти данные определяются прибором Юнион Велаг (рис. 8), которым измеряется скорость и ускорение вагона в процессе его движения по замедлителю.
Здесь высокочастотные волны направляются в сторону движущегося вагона. Волны отражаются от вагона к прибору, позволяя ему немедленно и точно определять скорости движения вагона.
Для определения длины каждого отцепа число его вагонов устанавливается счетчиком осей. Эта информация передается на электронное счетно-решающее устройство.
Специальным устройством определяется степень заполнения подгорочных путей вагонами и расстояние, которое необходимо пройти отцепу до вагона на подгорочном пути.
Счетно-решающее устройство, получая информации по весу, сопротивлению движению и характеристике маршрута, рассчитывает такую выходную скорость отцепа, которая позволяет ему подойти с надлежащей конечной скоростью для сцепления с вагоном на подгорочном пути.
Информации, воспринятые и переработанные счетнорешающим устройством, определяют величину выходной скорости в пределах между двумя крайними величинами. Так, например, минимальная скорость устанавливается для тяжелогруженого вагона с хорошей ходовой характеристикой при следовании на почти заполненный подгорочный путь при попутном ветре.
С другой стороны, для легкогруженого вагона при скверной ходовой характеристике и со следованием вагона на незаполненный путь при встречном ветре устанавливается максимальная выходная скорость.
В комплекс полной автоматизации входит также и горочная автоматическая централизация, работающая по ленточной телетайпно-накопительной системе. Накопление осуществляется предварительным нажатием маршрутных кнопок.
Информация передается на устройства горочной централизации при подходе вагона. При необходимости маршрут может быть изменен в последний момент нажатием маршрутной кнопки.

 
« Методы установки труб   Механизация погрузочно-разгрузочных работ »
железные дороги