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.