Развитие технических средств механизации сортировочных горок
B.A. КОБЗЕВ, ведущий конструктор ПКТБ ЦШ, доктор техн. наук
На 137 сортировочных горках российских железных дорог установлено около 4000 единиц тормозной горочной техники - горочных и парковых вагонных замедлителей различных типов, в том числе пневматических КВ-3, Т-50, КНП-5 и РНЗ-2, пневмо-гидравлических ВЗПГ, поставленных на производство еще в 60-80-х годах прошлого века. Вагонные замедлители нового поколения с пневмоцилиндрами и пневмокамерами разработаны и освоены в производстве в последние десятилетия. Пневматические вагонные замедлители с длинной тормозной шиной КЗ, КНЗ, ЗВУ, РЗ являются универсальными тормозными устройствами, которые могут работать как на горочных, так и на парковых тормозных позициях. Модернизированные парковые вагонные замедлители РНЗ-2М и ПНЗ-1 с короткой тормозной шиной предназначены для установки в кривых радиусом более 180 м.
Сейчас разрабатываются пневматические вагонные замедлители, обладающие широким спектром типоразмерных и мощностных показателей, низкими энергопотреблением и трудозатратами на обслуживание, высоким быстродействием, удобством и надежностью конструкции тормозных устройств. Их можно эксплуатировать в разнообразных, в том числе и очень суровых климатических условиях. Поставленные на производство тормозные средства для сортировочных горок в основном отвечают современным эксплуатационно-техническим требованиям. Однако отдельные показатели их работы еще не вполне удовлетворительные, поэтому продолжается поиск оптимальных технических решений. Это особенно актуально, поскольку конструктивные характеристики замедлителя могут существенно влиять на качество автоматизированного управления процессом торможения вагонов.
На стадии разработки и постановки на производство находятся несколько новых типов вагонных замедлителей. Это, прежде всего, пневматический вагонный замедлитель КЗПУ разработки ЗАО «Межгосударственный концерн «Трансмаш», имеющий длинную тормозную шину и пневмокамеры. Он снабжен пружинно-пневматическим механизмом уравновешивания тормозной системы. КЗПУ предназначен для механизации тормозных позиций сортировочных горок большой и средней мощности.
Почти все находящиеся в эксплуатации пневматические вагонные замедлители снабжаются сжатым воздухом от воздухосборников с управляющей аппаратурой ВУПЗ-72. Такая аппаратура разработана еще в прошлом веке и имеет ряд недостатков, которые ограничивают эксплуатационные возможности тормозных средств, влияя на надежность и быстродействие их работы. Элементная база ВУПЗ-72 морально устарела и не отвечает современным требованиям, поэтому в последнее десятилетие разработчики предложили новые технические решения управляющей аппаратуры для пневматических вагонных замедлителей.
В 2006 г. Алатырский механический завод совместно с ОАО «НИИАС» создали модернизированную управляющую аппаратуру ВУПЗ-05М. В ней применен блок пневматических клапанов КПУ-50/12НЗ разработки ООО ПКФ «Полет». Эти клапаны имеют высокую работоспособность даже при образовании в рабочей полости льда толщиной 2 мм при температуре воздуха -50ПС. Рабочий ресурс КПУ-50/12НЗ более 2 млн. срабатываний против 0,25 млн. срабатываний у аппаратуры ВУПЗ-72. Управляющая аппаратура ВУПЗ-05М прошла эксплуатационные и приемочные испытания и с 2009 г. серийно производится на Алатырском механическом заводе.
Хотя управляющая аппаратура ВУПЗ-05М имеет улучшенные конструкцию и показатели работы, в ней сохранились отдельные недостатки модели ВУПЗ-72. Так, конструкция регулятора давления воздуха морально устарела и не отвечает современным требованиям, отсутствуют устройства диагностики и цифровой индикации параметров работы. Чтобы устранить эти недостатки, Калужский электротехнический завод в содружестве с белорусским электромеханическим заводом (г. Молодечно) разработали воздухосборник с электронной управляющей аппаратурой ВУПЗ-05Э. В ней электронный блок управления клапанами БУК ЭП с аппаратурой дистанционного контроля обеспечивает бесконтактное регулирование давления сжатого воздуха, а также цифровую индикацию и дистанционный мониторинг рабочих параметров (уровня давления сжатого воздуха в замедлителе, температуры внутри подогреваемого блока, напряжения питания).
Управляющая аппаратура ВУПЗ-05Э может эксплуатироваться в жестких климатических условиях
- при температурах наружного воздуха от -60° до +50°С. Сжатый воздух подается к вагонному замедлителю как одновременно от двух воздухосборников аппаратуры, так и от одного. При подаче воздуха двумя воздухосборниками один из них (по выбору) работает в режиме ведущего, другой - ведомого. В случае каких-либо неисправностей аппаратуры одного воздухосборника допускается управление аппаратурой другого воздухосборника. Режим выбирается с помощью специального переключателя.
Управляющая аппаратура ВУПЗ-05Э прошла испытания на железной дороге республики Беларусь. Более чем за два года опытной эксплуатации не было случаев сбоя в ее работе или конструкционных отказов. В прошлом году завершены эксплуатационные испытания такой аппаратуры на российских железных дорогах и постановка ее на производство на Калужском электротехническом заводе. В этом году планируется организовать ее серийное производство и поставку на сортировочные горки.
Все эксплуатирующиеся на сети дорог вагонные замедлители используют в качестве рабочего энергоносителя сжатый воздух, который подается от компрессорных станций. Сейчас в эксплуатации находятся более 80 горочных компрессорных станций, а также 30 объединенных узловых компрессорных станций, обеспечивающих функционирование пневматических вагонных замедлителей, пневмообдувку стрелочных переводов и питание других потребителей. Правильный выбор основного и вспомогательного оборудования компрессорных станций и качество сжатого воздуха являются важным условием, определяющим надежность и эффективность функционирования всей тормозной горочной техники, безопасность процесса формирования составов на сортировочных станциях.
Парк установленных компрессоров состоит в основном из разнообразных машин поршневого типа (около 85 %), достоинствами которых являются достаточно высокие экономичность (малый удельный расход электроэнергии), живучесть и ремонтопригодность конструкции. Половина всех эксплуатируемых поршневых компрессоров работают 16 и более лет. Назначенный ресурс их механической части использован на 130-170 %. Основные недостатки таких машин - большая материалоемкость, потребность в массивном фундаменте, высокий уровень шума и вибрации, необходимость организации сложной и громоздкой системы водяного охлаждения. Поршневые компрессоры были разработаны много лет назад и устарели не только физически, но и морально. Предлагаемые промышленностью новые модели поршневых компрессоров - это, как правило, всего лишь модификации старых машин.
Современные компрессорные станции должны базироваться на применении винтовых компрессоров, рабочими органами которых являются роторы с нарезанными на них винтовыми зубьями, вращающиеся в корпусе, выполняющем роль цилиндра. Используя винтовые компрессоры, например, с воздушным охлаждением, можно получить компактную компрессорную станцию контейнерного типа требуемой производительности, максимально приближенную к потребителям сжатого воздуха и снабженную всеми необходимыми аксессуарами для его очистки и осушки. Для компрессорных станций с поршневыми машинами требуется строительство капитальных зданий с мощными фундаментами под каждый компрессор, организация разветвленной пневмосети. При этом теряется энергоёмкость, конденсируется влага в трубопроводах, образуются ледяные пробки в зимнее время. Используемые на станциях объемные воздушные ресиверы необходимо регистрировать в органах Госгортехнадзора.
Современные модульные компрессорные установки контейнерного типа, поставляемые, например, Челябинским компрессорным заводом, комплектуются винтовыми компрессорами последнего поколения. Эти компрессоры разработаны для круглосуточной эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -40° до +40° С и имеют систему подготовки сжатого воздуха, осветительные приборы, систему электроотопления, а также пожарно-охранную сигнализацию. Такой блок-контейнер представляет собой автономную компрессорную станцию, для которой необходима горизонтальная площадка и возможность подключения к электросети 380 В требуемой мощности. Блок-контейнеры устанавливают непосредственно рядом с потребителями сжатого воздуха, и поэтому нет необходимости в транспортировке сжатого воздуха на большие расстояния. В результате существенно уменьшается утечка воздуха из пневмосети. Расчеты показывают, что при внедрении блок-контейнерных компрессорных установок инвестиции в оборудование компрессорного хозяйства в зависимости от местных условий снижаются в 2,0 - 2,5 раза, а эксплуатационные расходы на генерацию сжатого воздуха - почти в 2 раза по сравнению с традиционными компрессорными установками стационарного типа.
