[06-2010] Стрелочные переводы для высокой скорости

[Admin]

Стрелочные переводы для высокой скорости

Б.Э. ГЛЮЗБЕРГ, докт. техн. наук

Решение задач, стоящих перед российскими железными дорогами, требует совершенствования технических средств. В первую очередь это относится к инфраструктуре. Без опережающего развития путевых технических средств невозможно выполнить программы тяжеловесного, скоростного и высокоскоростного движения, осуществить бесперебойное и безопасное движение поездов. Стрелочные переводы, как важный элемент пути, также нуждаются в совершенствовании.

В целом стрелочные переводы массового производства, выпускаемые российскими заводами, обеспечивают перевозочный процесс. Однако многолетняя эксплуатация выявила упущения в их конструкции и технологии производства, которые целесообразно устранить в новых проектах. Создание новых переводов не прерывается, несмотря на недостаточное финансирование и сложности организационного порядка, связанные с изменением статуса разработчиков и изготовителей продукции.

Создание стрелочного перевода — комплексная работа. В ней, кроме ВНИИЖТа, занято несколько организаций — ПТКБ ЦП, ГТСС, РОАТ МИИТ, ПГУПС, ПТКБ ЦШ. С учетом поставки комплектующих в изготовлении образцов принимают участие до десяти заводов. Взаимодействие всех этих организаций координирует лаборатория «Стрелочное хозяйство» ВНИИЖТа.

В последние годы ОАО «Муромский стрелочный завод» и ОАО «Новосибирский стрелочный завод» интенсивно трудятся над улучшением своего производства. Несмотря на кризис, который коснулся в том числе поставок стрелочных переводов потребителям, внедряются современные оборудование и технологии. Активны также производители комплектующих изделий.

Новые технологические возможности позволили приступить к созданию элементной базы для стрелочных переводов следующего — пятого поколения. Базовыми конструкциями, на которых отрабатывалась эта элементная база, стали высокоскоростные переводы проекта 2956.00.000. Апробация инноваций проводилась в ходе испытаний на Экспериментальном кольце.

В первую очередь была модифицирована геометрическая схема стрелочного перевода (рис. 1). Он имеет гибкую стрелку с удлиненными остряками и крестовину с гибко-поворотным сердечником. Перевод длиннее скоростных стрелочных переводов, серийно выпускаемых, за счет удлинения гибкой ветви сердечника крестовины, что улучшает условия прохода поездов по прямому пути.

Технические характеристики стрелочного перевода

Вид обыкновенный

Ширина колеи, мм 1520

Полная длина, мм 39063

Радиус бокового пути, мм 300000

Максимальная статическая нагрузка на рельс, кН 245

Максимальная скорость движения, км/ч:

по прямому пути 250

по боковому пути 50

Нормативный ресурс до снятия, млн т:

стрелки 320

крестовины 320

Взаимозаменяемость переводов с эксплуатирующимися сохранена — теоретическая длина и разбивочные размеры те же. В тоже время подуклонка рельсовых нитей такая же, как и на примыкающих путях. При этом подуклонка рельсовых элементов в соединительной части перевода образуется за счет наклона подрельсовых площадок брусьев. А положение рабочих поверхностей элементов стрелки и крестовины, соответствующее «подуклоненым» рельсам соединительной части, формируется за счет их конструкции и технологии изготовления. Подуклонка рамных рельсов создается специальной обработкой опорных поверхностей стрелочных башмаков и подкладок, а остряков, сердечников и усовиков крестовины — профильной обработкой поверхности катания.

Исходя из опыта эксплуатации принципиально изменен способ прикрепления металлических частей стрелочного перевода к железобетонным брусьям. В настоящее время применяется прикрепление с помощью закладного болта, который не воспринимает горизонтальные поперечные нагрузки, и резиновых прокладок с одинаковыми свойствами постели и буртиков. Со временем «мягкие» буртики, не способные противостоять действию горизонтальных сил, быстро изнашиваются и срезаются, и геометрия рельсовой колеи нарушается. Обслуживание переводов с такой конструкцией узла скреплений требует больших трудозатрат.

В новых переводах применено шурупно-дюбельное прикрепление подкладок к брусьям (рис. 2). Шуруп воспринимает горизонтальные силы, что существенно увеличивает стабильность колеи.

Рельсовые элементы прикрепляются к подкладкам упругими клеммами ОП-105, возможна также постановка клемм фирмы «Фоссло», хорошо показавших себя в испытаниях.

По заданию лаборатории «Стрелочное хозяйство» ВНИИЖТа с учетом условий эксплуатации и динамических воздействий ОАО «Искож» (г. Киров) разработало нашпальные комбинированные прокладки-амортизаторы из материалов с различными физико-механическими свойствами. Для снижения жесткости, шума и вибраций, улучшения упругих свойств подрельсовая зона с рифлениями изготовлена из эластичной резиновой смеси РПИ-8. Чтобы стабилизировать ширину колеи и предотвратить срезание при действии боковых нагрузок, зона упорных буртиков до крайних монтажных отверстий изготовлена из резиновой смеси ЭИ 5077 повышенной твердости.

На Экспериментальном кольце шурупно-дюбельное прикрепление подкладок к брусьям и нашпальные прокладки с «твердыми» буртиками ОАО «Искож» обеспечили стабильность рельсовой колеи. За время полигонных испытаний наработка составила более 300 млн i груза брутто. Изменение ширины колеи на переводе и примыкающих к нему звеньях не превысило 1 — 2 мм. Полученные положительные результаты испытаний на примыкающих к стрелочному переводу звеньях пути позволяют рекомендовать прокладки-амортизаторы к более широкой проверке на дорогах. В настоящее время прокладки ОАО «Искож» из резиновой смеси РПИ-8 для скрепления КБ-65 сертифицированы в PC ФЖТ как прокладки повышенной долговечности с ресурсом не менее 1 млрд т груза брутто, сохраняющие работоспособность в течение 30 лет.

С целью увеличения стабильности колеи и снижения трудозатрат на текущее содержание стрелочных переводов имеет также смысл распространить применение прокладок-аммортизаторов ОАО «Искож» с различной жесткостью постели и буртиков на стрелочные переводы других проектов, в первую очередь 2726.00.000 и 2750.00.000.

Освоение российскими стрелочными заводами сварочных технологий позволяет конструировать переводы как составляющую бесстыкового пути. В частности, на приварных рельсовых окончаниях, остряках и сердечнике крестовины стрелочных переводов проекта 2956.00.000 могут быть сварены все стыки, за исключением изолирующих и поворотного стыка короткой ветви сердечника крестовины.

При укладке и эксплуатации переводов возникают трудности с выправкой пути в зоне стрелки, в местах расположения тяг переводных устройств. Подбивка машинами в этих местах невозможна, а с помощью электроинструмента не дает хорошего результата (мешают элементы переводных механизмов). Выход из положения — размещение тяг и замыкателей в специальных полых металлических брусьях. Такие конструкции разработаны и опробованы в новых стрелочных переводах (см. рис. 1). Полые брусья оборудованы крышками, предотвращающими попадание в них загрязнителей. Для обеспечения работы переводных механизмов зимой в них располагаются системы электрообогрева.

Многолетний опыт эксплуатации скоростных стрелочных переводов проекта 2726.00.000 выявил недостатки конструкции переводных механизмов и их крепления к элементам перевода. Консольное прикрепление электроприводов, конструктивно связанное с рамными рельсами через фундаментные угольники, колеблется от воздействия каждой колесной пары. При высоких скоростях движения колебания резко возрастают. Наложение колебаний от последующих колесных пар вызывает явления, близкие к резонансным (рис. 3,а). Это крайне отрицательно сказывается на эксплуатационных качествах стрелочного перевода и ограничивает конструкционную скорость по условиям безопасности движения поездов.

Для улучшения работы электроприводов переводных механизмов и уменьшения расстройств пути в местах их расположения предложен новый способ крепления. Оно осуществляется не к рамным рельсам через фундаментные угольники, а к переводным брусьям. Способ, примененный в стрелочном переводе проекта 2956.00.000, ликвидировал резонансные колебания. Колебания электроприводов качественно ничем не отличаются от аналогичных колебаний рельсов, возникающих при проходе колесных пар.

Резонансные явления не наблюдаются ни при скоростях, с которыми по переводу проходят обычные поезда, ни при следовании высокоскоростных поездов типа «Сапсан». По величине вертикальных перемещений установлено, что электроприводы достаточно надежно закреплены и нет опасности ослабления их крепления. Такая конструкция снижает расстройства пути и повышает надежность работы переводных механизмов.

Важное место в стрелочных переводах уделено системам безопасности. В конструкции стрелки использованы два внешних замыкателя, один из которых располагается в острие остряка, а другой

— в конце остроганной части. Система обеспечивает надежную фиксацию пары остряк — рамный рельс в рабочем положении даже в случае обрыва тяг. Кроме того, при попадании между остряком и рамным рельсом постороннего предмета замыкание стрелки невозможно.

Аналогичная система применена и в крестовине. Здесь, помимо внешнего замыкателя в острие сердечника, в переводное устройство добавлен фиксатор сердечника, расположенный за окончанием усовиков. Цели и эффект этого технического решения такие же, как и у нового переводного механизма стрелки.

Кардинально изменена схема и конструкция переводных устройств. На стрелке и крестовине в каждом месте приложения переводного усилия расположен свой электропривод. Всего на стрелочном переводе четыре электропривода ВСП винтового типа — по два на стрелке и крестовине. Это дало возможность отказаться от продольных тяг и существенно упростило переводные механизмы. Стали проще их регулировка и обслуживание при эксплуатации. Были разработаны и опробованы две схемы включения устройств перевода и контроля положения элементов стрелочного перевода в систему СЦБ станций (с магистральным и центральным питанием).

Новые стрелочные переводы прошли проверку. Двенадцать высокоскоростных переводов (восемь в составе съездов) работают на линии Санкт-Петербург — Москва на участке, где реализуются скорости движения поездов до 250 км/ч. Во время динамико-прочностных испытаний в 2009 г. переводы этой конструкции обеспечили скорость движения поезда «Сапсан» до 290 км/ч.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin