Технические средства и основные элементы маневровой работы

Глава 5

ТЕХНОЛОГИЯ, УПРАВЛЕНИЕ, НОРМИРОВАНИЕ МАНЕВРОВОЙ РАБОТЫ

Виды и классификация маневровой работы

Маневрами называются всякие перемещения локомотивов вхоло­стую (без вагонов) или с вагонами (составами) для целенаправленного выполнения операций технологиче­ского процесса.

По характеру работы маневры делятся на сортировочные -разъеди­нительные по заранее установлен­ным признакам, состоящие в расста­новке вагонов, находящихся в соста­ве, по разным путям для образо­вания одинаковых по назначению групп; группцровочные- соединительные, заключающиеся в подбор­ке вагонов (групп вагонов) с разных путей в состав в определенном по­рядке; перестановочные - для пере­становки вагонов из парка в парк и с пути на путь, подачи (уборки) на местные пункты станции, подъезд­ные пути и т.д., специальные - для осаживания вагонов в сортировоч­ном парке, подтягивания, перемеще­ния их при перевеске, промыке и т. д.

По назначению маневры подразделяются на операции: расформиро­вание поездов, т. е. сортировка ваго­нов в соответствии с их назначением (для груженых транзитных - по наз­начениям плана формирования, гру­женых местных - по путям выгрузки, порожних - по роду вагонов, неисп­равных -по пунктам ремонта и т.д.); формирование - соединение вагонов в поездной состав в соответствии с планом формирования и расста­новки их в соответствии с требова­ниями ПТЭ. Сортировка вагонов при формировании может и отсутст­вовать. Формируют поезда, как пра­вило, одновременно с расформиро­ванием-сортировкой вагонов, т.е. совмещаются два наиболее трудоем­ких станционных процесса. Приме­нение этого метода сокращает время на окончание формирования поездов или полностью его исключает; при­цепка и отцепка вагонов от поездов; подача и уборка вагонов на различ­ные грузовые и другие местные пунк­ты станции; грузовые, выполняемые с вагонами погрузочно-выгрузочных пунктах станции (расстановка по грузовым фронтам, перестановка, сборка); прочие, применяемые для перестановки вагонов из парка в парк с какими-то специальными целями, подачи их на вагоно-ремонтные пункты, в депо, на пути для устра­нения коммерческого брака и т.д.

Технические средства и основные элементы маневровой работы

На станциях, где работает не­сколько маневровых локомотивов, путевое развитие разделяется на от­дельные маневровые районы. Манев­ровые локомотивы специализируют­ся для работы по конкретным райо­нам с учетом специфики работы (массы расформировываемых и фор­мируемых составов, формирования сборных, групповых поездов, подач на грузовые фронты, условий путе­вого развития и др.). Составитель­ские бригады обучают примени­тельно к работе в конкретных ма­невровых районах, учитывая сущест­венное различие в способах, техно­логии и системе управления мане­врами в разных районах. На многих станциях составительские бригады обучены для работы в нескольких маневровых районах, например, в горочном маневровом районе и районе маневровой работы на вы­тяжных путях.

Путевыми техническими средст­вами выполнения маневровой рабо­ты являются вытяжные пути (обыч­ного и специального профиля) в со­вокупности со стрелочными горло­винами, стрелочными улицами и примыкающими путями; горки ма­лой, средней и большой мощности. Стрелочные переводы в районах ма­невровой работы на многих стан­циях оборудованы электропривода­ми, имеют рельсовые электрические цепи и включены в систему управле­ния ЭЦ. Вытяжные пути, маневровые районы оборудуются стационарными колонками радиосвязи с маши­нистами маневровых локомотивов, переговорными колонками с ДСПП и ДСЦ, кроме того, у составителей есть переносные радиостанции.

Наиболее совершенными техниче­скими средствами управления, меха­низации и автоматизации маневро­вой работы оборудованы сортиро­вочные горки (ГАЦ, АРС, АЗСР, КЗП, все виды средств связи, эффек­тивные средства торможения на I, II, III тормозных позициях, АРМ ДСП Г, операторов).

К маневровым средствам отно­сятся маневровые и поездные локомотивы, тягачи, толкатели, элект­рошпили, электролебедки. Электро­шпили, электролебедки, являясь ста­ционарными установками, применя­ются для перемещения вагонов у складов, погрузочно-выгрузочных путей. На станциях магистральной сети перевод маневровой работы на тепловозную тягу практически за­вершен.

Для расформирования составов нередко используют отдельные се­рии тепловозов поездного движения. Локомотивы большой мощности не­обходимы при окончании формиро­вания и перестановке составов из СИ в ПО. Для расформирования составов на некоторых сортировоч­ных горках используют электрово­зы. Имеются конструктивные про­работки и опытные образцы манев­ровых локомотивов двойного пита­ния - дизель-электрических и кон­тактно-аккумуляторных, которые при эффективной и экономичной конструкции могут найти примене­ние на станциях электрифицирован­ных железных дорог, поскольку ряд путей и парков таких станций не имеют контактной подвески и со­оружать ее не везде целесообразно по условиям выполняемых работ и требований охраны труда.

Системы автоматизации манев­ровой работы используются пока только для сортировочных горок крупных станций. В будущем они должны найти применение на вы­тяжных путях по окончанию форми­рования и перестановке составов в ПО и в других маневровых районах.

Более широкое применение могут найти системы радиоуправления стрелочными переводами с маневро­вого локомотива.

В настоящее время в БелГУТе разрабатываются на микропроцес­сорной элементной базе переносные (наручные) АРМ для составителей, приемщиков поездов, операторов СТЦ и другого персонала, которые позволят оперативно, на месте про­изводства работ воспринимать ин­формацию путем непосредственного ввода, а затем в специально обору­дованных местах переписывать эту информацию через штепсельные со­единения в память ЭВМ в автомати­зированных центрах управления же­лезнодорожными узлами.

Маневровые передвижения для изучения и расчета времени выпол­нения (нормирования) расчленяют на отдельные элементы: полурейсы -маневровые передвижения локомо-

тива с вагонами (груженый полурейс) или без вагонов (холостой полурейс) без изменения направления движе­ния и рейсы - маневровые передви­жения с изменением направления движения (рис. 5.1). На рисунке при­ведена также диаграмма рейса, со­стоящего из двух полурейсов - вытя­гивания и осаживания. В каждом полурейсе разгон выполняется до скоростей и .Маневровые пе­редвижения в зависимости от укло­на пути, маневрового состава, на­личия средств торможения на путях могут выполняться без включения автотормозов, когда торможение обеспечивается силами тормозов маневрового локомотива, и с вклю­ченными автотормозами (большие полурейсы со скоростью выше 25 км/ч).

Рис. 5.1. Технологические графики полурейсов:

а-схема полурейса вытягивания и осаживания; б-схема рейса; в-диаграмма изменения скорости

при выполнении полурейсов

По режиму управления движе­нием полурейсы могут быть различ­ных типов. Их можно наглядно

изобразить в виде графиков функ­ций (рис. 5.2):

и ,

где - расстояние полурейса; т-число вагонов в маневровом составе; -рас­стояние разгона; -торможения, -полурейса; -движения по инерции; t_p-время на разгон; -время на тормо­жение.

Скорость разгона машинистом выбирается с учетом обеспечения бе­зопасности работы в зависимости от длины полурейса и величины маневрового состава. Рассмотрим типы полурейсов и их графики (см. рис. 5.2).

Рисунок 5.2 – Диаграммы основных видов полурейсов

Первый. По этому типу полурей­са машинист выполняет передвиже­ние с вагонами или без них, разго­няясь до некоторой скорости разго­на ,и затем сразу начинает тор­можение до полной остановки. При этом длина полурейса составляет и время .

Второй. Отличие этого типа ма­неврового передвижения от первого состоит в том, что машинист после достижения некоторой скорости разгона отключает тягу, и далее движение идет по инерции до пол­ной остановки. Этот тип полурейса, если позволяют условия, может при­меняться для экономии топлива.

Третий. Отличается от второго тем, что машинист после некоторо­го расстояния движения по инерции далее применяет торможение для того, чтобы остановиться в необхо­димой точке пути.

Четвертый. Этот вид маневро­вого передвижения применяется в том случае, если длина полурейса достаточно велика. Сначала идет разгон до скорости , затем на не­котором расстоянии идет движе­ние с постоянной скоростью , а далее торможение для оста­новки в необходимой точке пути.

Пятый. Аналогичен предыдуще­му, и это видно из диаграммы, но в конце передвижения вместо тор­можения есть возможность двигать­ся по инерции до полной остановки маневрового состава.

Шестой аналогичен пятому с той лишь разницей, что для остановки в заданной точке после передвиже­ния по инерции в конце применяется торможение.

Седьмой. Этот тип маневрового передвижения является более слож­ным: без изменения направления движения применяется несколько разгонов и несколько замедлений до полной остановки. Разгоны делают­ся до скоростей , и т.д. и, как правило, .

Восьмой. Без изменения направ­ления движения производится не­сколько разгонов и несколько (по числу разгонов) замедлений, однако торможение внутри полурейса вы­полняется не до полной остановки маневрового состава. За счет исполь­зования движения по инерции воз­можны варианты седьмого и вось­мого типов полурейсов.

Время на выполнение основных составляющих полурейсов и полу­рейсов в целом нормируется в зави­симости от длины маневрового пе­редвижения, величины маневрового состава, скорости движения, укло­нов пути и других факторов.

Для расчетов основных элемен­тов полурейсов - времени разгона t_p, расстояния разгона , времени тор­можения t_T, расстояния торможения , времени движения по инерции и расстояния движения по инерции - может быть использован метод тяговых расчетов, основанный на использовании таких характеристик локомотивов, как сила тяги, мощ­ность, а также сила сопротивления движению.

Наибольшая скорость разгона v в полурейсе зависит от расчетной силы тяги локомотива, массы ма­неврового состава, удельных уско­ряющей силы и сопротивления дви­жению, а также дополнительного удельного сопротивления от кри­вых, стрелок, уклона пути и расстоя­ния разгона, при котором эта ско­рость становится уже равновесной или постоянной. При этом чем боль­ше масса маневрового состава, тем меньше при заданной мощности ло­комотива максимально возможная скорость его разгона. Наибольшую возможную скорость разгона манев­рового состава v_p определяют из условия соотношения мощности ло­комотива N_л, л. с, и силы тяги при установившейся скорости , кгс:

,

где - к. п. д. передачи локомотива (от­ношение мощности двигателей к каса­тельной мощности на ободе ведущих колес; при тепловозной тяге и ско­рости, характерной для маневров, к. п. д. ≈ 0,8).

При движении маневрового со­става с установившейся скоростью условие равновесия сил тяги F_K, кгс, и сопротивления, действующих на состав, можно выразить формулой:

,

где Р- масса локомотива в рабочем со­стоянии, т; Q_M-масса маневрового состава, т; w- суммарное удельное сопро­тивление движению, кгс/т;

,

- удельное сопротивление движе­нию соответственно основное и допол­нительное от стрелок и кривых, кгс/т; - коэффициенты основного удельно­го сопротивления маневрового состава w₀ (вместе с локомотивом); рекоменду­ется принимать 0,5 кгс/т; 1,2; 0,007; 0,00015; ; - приведенный уклон пути,‰.

Зависимость максимально воз­можной скорости разгона маневро­вого состава от его массы и мощно­сти локомотива на горизонтальном пути ( = 0) можно выразить:

.

Максимально возможные скоро­сти разгона не всегда могут быть реализованы в полурейсах первых трех типов главным образом из-за недостаточного расстояния разгона, а в полурейсах четвертого-шестого типов - из-за ограничений скорости при маневрах.

Таким образом, нормирование маневров при помощи тяговых рас­четов заключается в графическом или аналитическом определении времени элементов полурейса и его продолжительности, исходя из зави­симости между силами тяги и сопро­тивления при маневровых передви­жениях. С помощью аналитических тяговых расчетов обычно опреде­ляют лишь время и расстояние раз­гона и торможения (или замедления) при каждом полурейсе и . Они могут быть найдены по второму закону Ньютона следующим обра­зом:

,

где F-суммарная сила, действующая на маневровый состав и вызывающая егодвижение (сила тяги), кгс; - ускорение маневрового состава.

С учетом инерции вращающихся колес вагонов и локомотивов

, (5.1)

где g - ускорение свободного падения; v-коэффициент инерции вращающихся масс подвижного состава (для вагонного парка в среднем ).

Средние значения удельной каса­тельной силы тяги локомотива , кгс/т, для каждого расчетного ин­тервала скоростей и удельное значе­ние силы сопротивления движению , кгс/т, определяются:

,

где W-суммарное сопротивление движе­нию маневрового состава, кгс.

Если маневровый состав нахо­дится в режиме торможения, на каж­дую тонну массы состава и локомо­тива действует удельная тормозная сила , кгс/т:

где - среднее значение суммарной тор­мозной силы в рассматриваемом диапа­зоне скоростей.

Размерность F в формуле (5.1) зависит от размерностей составляю­щих ее элементов. Если массу локо­мотивов и маневрового состава при­нять в кг, а ускорение свободного падения g и ускорение движения dv/dt выразить в одной и той же размерности, то сила тяги F будет выражена в кг.

Алгебраическая сумма сил, кгс/т, действующих на маневровый состав, выражается уравнением

,

где F_к- касательная сила тяги локомо­тива, кгс/т.

Для условия F_K - W>0 удель­ную ускоряющую силу на 1 т массы маневрового состава (с локомоти­вом) определяют:

,

где - удельная касательная сила тяги локомотива, кгс/т.

Отсюда

.

Ускорение свободного падения можно выразить

Тогда

.

Время разгона в полурейсах , ч, определяется:

, (5.2)

или в минутах

. (5.3)

В свою очередь, расстояние раз­гона в полурейсах 1-8 при равно­ускоренном движении , м, равно половине произведения ускорения на квадрат времени разгона и с уче­том размерности составит:

,

а расстояние торможения , м, и время торможения , мин, соответ­ственно:

; (5.4)

. (5.5)

В полурейсах 2, 3, 5, 6 время движе­ния по инерции , мин, составит

. (5.6)

а расстояние движения по инерции, м:

. (5.7)

В знаменателях формул (5.2)-(5.7) параметры полурейсов опреде­лены для горизонтального пути. Если профиль пути в районе манев­ров не горизонтальный, необходимо учесть ускорение (со знаком «-») или замедление (со знаком « + ») от уклона ( ).