бабулер85

Автоматизация дозированной выгрузки щебня

СЫЧЕВ П.В., Российский университет транспорта (МИИТ), магистр,
ЮДИН А.Н., Российский университет транспорта (МИИТ), магистрант

На сети дорог повсеместно применяется микропроцессорная система выправки и рихтовки пути, устанавливаемая на машинах типа ВПР и др. Наиболее распространена система «Навигатор», также используются ВНИИЖТ-МАТЕСС, ALC и др. Алгоритм их работы заключается в том, что в каждом сечении пути рассчитывается величина смещения (сдвижки, подъемки) в точке переднего конца хорды и сравнивается со значением проектной стрелы изгиба машинной хорды из условий оптимального пространственного положения пути.
Путевые машины, выполняющие планово-предупредительную выправку пути, оборудованы бортовым компьютером, включающим в себя следующие элементы: металлический корпус со встроенным монитором; промышленную системную плату с аналоговыми и цифровыми интерфейсами и процессором; оперативную память; промышленный флеш-диск. Компьютер соединен с контроллером, вход контролера соединен с датчиками измерительного устройства машины ВПР, а выход — с подъемно-рихтовочным устройством. Обнаруженные отклонения от норм содержания рельсовой колеи являются основой для выполнения технологических операций машины по подъемке и сдвижке пути.


Таким образом, процесс подъемки, сдвижки пути автоматизирован, однако балласт из хоппер-дозаторов выгружается вручную, при этом потребный объем не рассчитывается, а определяется на глазок, что приводит к завышенному расходованию щебня. Создание и использование хоппер-до-затора ВПМ-770 позволяет осуществлять прерывистую выгрузку щебня и оптимизировать его расход.
Экспериментальная проверка разработанной комплексной технологии текущего содержания пути и оценки ее экономической эффективности проведена на участке пути Кочетовка—Саратов с 848 по 852 км Приволжской дирекции инфраструктуры в июле 2018 г., где выполнялась планово-предупредительная выправка с применением машины ВПР-02М № 95, оборудованной системой «Навигатор». В программу микропроцессорной системы был добавлен алгоритм, разработанный на основе теоретических расчетов и позволяющий определить объем щебня, выгружаемого из хоппер-дозатора ВПМ-770, потребный для заданных величин подъемок и сдвижек пути. Алгоритм расчета следующий:
измерение стрел прогиба в продольном профиле (стандартный алгоритм «Навигатора»);
расчет изменения поперечной площади призмы при подъемке пути;
определение потребного объема щебня для участка пути длиной L в пределах одной просадки.
Общий расход балласта зависит от количества отступлений в содержании рельсовой нити от норм, числа выплесков и объема вырезанного загрязненного щебня, что позволяет определить потребность в хоппер-дозаторах для планово-предупредительной выправки пути.


Анализ данных вагона-путеизмерителя до выправки и после показал снижение числа отступлений от норм содержания пути (рис. 1, 2).
Планово-предупредительной выправке предшествовали предварительная очистка и замена балласта в местах выплесков. Основные работы осуществлялись в «окно» продолжительностью 4 ч. Фронт работ был разделен на пять участков длиной по 1 км, на каждом из которых выполнялась предварительная измерительная поездка машины ВПР-02М для расчета значений смещения пути, после чего проводилась выправка. Затем из хоп-пер-дозаторов выгружался щебеночный балласт, который распределялся планировщиком балласта ПБ, машиной ДСП стабилизировалась балластная призма, монте-
ры пути подрезали балласт под подошвой рельсов. После проверки состояния пути и устранения выявленных неисправностей участок работ открывался для движения поездов. Результаты работы машины ВПР-02М совместно с хоппер-дозатором ВПМ-770 приведены на рис. 3 и 4, из которых видно, что при использовании хоппер-дозаторов модели ЦНИИ ДВЗ необходимо было бы засыпать участок пути ровным слоем по максимальной величине просадки 242 мм, в то время как ВПМ-770 обеспечивает точечную подсыпку балласта по разработанному алгоритму, согласно расчету величин подъемок и сдвижек пути. Зная объем щебня, несложно рассчитать время и угол открытия крышки в зависимости от скорости высыпания балласта через проем разгрузочного люка, которая зависит от угла открытия крышки, т. е. ширины открываемого проема разгрузочного люка, скорости движения хоппера при укладке балласта и размера фракций щебня.
Таким образом, экономия щебня составила более 60 % и при этом нет необходимости в уборке излишков балласта.
Кроме того, как показал мониторинг состояния пути до и после проведения работ (см. рис. 1, 2), существенно снизилось количество отступлений от норм содержания пути.
По результатам проведенных исследований можно рекомендовать применение разработанной технологии и для других работ по техническому обслуживанию пути, в частности:

• засыпки мест зарядки и разрядки щебнеочистительных машин;
• дозированной выгрузки балласта с изменением толщины балластного слоя в местах устройств отводов, на подходах к мостам;
• дозированной выгрузки балласта при ремонте стрелочных переводов;
  
• выправки пути с дозировкой балласта в местах выявленных отступлений.

Таким образом, при расчете объемов выгружаемого щебня и автоматизации процессов его выгрузки строго по потребности можно сэкономить до 70 % щебня или не менее 3—5 чел-дн. на 1 км выправленного пути.

Список источников
1. Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути: ЦПТ-53 / ОАО «РЖД»; ВНИИЖТ. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 183 с.
2. Сычев П.В. Управление технологическим процессом выгрузки и укладки балласта в путь в АСУ ТП технического обслуживания пути // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 1. С. 7—9.
3. Сычев В.П. Об автоматизированной системе технического обслуживания железнодорожного пути // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2012. № 3. С. 49—52.
4. Технология выправки и текущего содержания пути / А.Я. Коган, С.В. Петуховский, В.П. Сычев, А.Л. Холин // Путь и путевое хозяйство. 2001. № 11. С. 5—6.
5. Сычев В.П. Хоппер-дозаторы. М.: АИСнТ, 2011. 126 с.
6. Патент 2526781 РФ, МПК В 61 D 17/00, В 61 D 7/28. Способ модернизации хоппер-дозатора / П.В. Сычев, М.В. Михович, В.П. Сычев, Л.А. Кузнецова; заявитель и патентообладатель ООО «ИВЦ ВАГОНПУТЬМАШ». № 2012148739/11; заявл. 16.11.12; опубл. 27.05.14, Бюл. № 24. 5 с.
7. Данилов К.В., Сычев В.П. Об автоматизации управления выгрузкой балластных материалов // Путь и путевое хозяйство. 2014. № 9. С. 24—27.
8. Сычев В.П. Гордеев Л.А. Дистанционное управление разгрузочными устройствами грузовых вагонов //
Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. 2013. Т.6, № 6 (6). С.140—145.
9. Патент 124901 РФ, МПК В 61 D 7/28. Привод перемещения крышки люка грузового вагона / В.П. Сычев, М.В. Михович, П.В. Сычев, Л.А. Кузнецова, Л.А. Джан-поладова; заявитель и патентообладатель ООО «ИВЦ ВАГОНПУТЬМАШ». № 2012134801/11; заявл. 15.08.12; опубл. 20.02.13, Бюл. № 5. 9 с.
10. Моделирование системы мониторинга железнодорожного пути для повышения информативности оценки его содержания / В.П. Сычев, А.А. Локтев, Д.А. Локтев, К.А. Изотов // Мобильный бизнес: перспективы развития и реализации систем радиосвязи в России и за рубежом: сборник материалов (тезисов) XXXVIII Междунар. конференции РАЕН. М., 2016. С. 11—13.
11. Сычев П.В., Дудник В.В., Агеев Д.С. Автоматизированная система определения механических напряжений в рельсах на основе акустического метода // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство. 2018. Т. 12. № 12. С. 48—51.
12. Сычев В.П. Для автоматизации текущего содержания пути // Путь и путевое хозяйство. 2008. № 2. С. 9-10.
13. Сычев В.П. Модельный ряд хоппер-дозаторов нового поколения // Путь и путевое хозяйство. 2007. № 7. С. 22-25.
14. Исследование особенностей динамической реакции верхнего строения железнодорожного пути от подвижного состава на основе модели трансверсально-изотропной пластины на деформируемом основании / А.А. Локтев, А.В. Сычева, Е.В. Запольнова, В.П. Сычев, В.Г. Дмитриев // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2018. № 2. С. 55—65.
15. Локтев А.А., Сычева А.В., Чернояров О.В. Задачи динамического воздействия на плоские конструкции при моделировании работы железнодорожного пути. М.: АИСнТ, 2014. 288 с.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОЗИРОВАННОЙ ВЫГРУЗКИ ЩЕБНЯ
Ключевые слова: планово-предупредительная выправка, хоппер-дозатор ВПМ-770, технологический процесс, АСУ ТП, микропроцессорная система «Навигатор», ВНИИЖТ-МАТЕСС, ALC, ВПР-02М.
Сычев Петр Вячеславович — магистр Российской открытой академии транспорта Российского университета транспорта (МИИТ). Москва, Россия. E-mail: vp@vpm77D.iTi
Юдин Андрей Николаевич — магистрант Российской открытой академии транспорта Российского университета транспорта (МИИТ). Москва, Россия. E-mail: andrei surtitov@inbox,ru
Аннотация. Приведены результаты экспериментальной проверки предложенной технологии выправки пути на основе применения хоппер-дозатора ВПМ-770 и проведена оценка возможности ее автоматизации за счет создания АСУ ТП планово-предупредительной выправки железнодорожного пути. Эксперимент проводился на полигоне Приволжской дирекции инфраструктуры на участке Кочетовка—Саратов с 848 по 852 км, в ходе которого выполнялись предварительная измерительная Ппоездка с расчетом выправки, запись просадок рельсовых нитей и расчет потребного объема щебня для подъемки пути. Выправку проводили машиной ВПР-02М. Впоследствии были проанализированы показания вагона-путеизмерителя по геометрии рельсовой колеи до выправки и после, по результатам которого установлено снижение отступлений. Кроме того, показан экономический эффект при внедрении автоматизированного процесса выправки.

AUTOMATION OF THE DOSATED BALLAST UNLOADING
Keywords: planned preventive alignment, hopper VPM 770, technological process, industrial control system, microprocessor system «Navigator», VNIIZHT-MATESS, ALC, VPR-02M.
Sychev Petr — master of ROAT RUT (MIIT). Moscow, Russia. E-mail: vp@vpm770.ru
Yudin Andrey — master student of ROAT RUT (MIIT). Moscow, Russia. E-mail: andrei._saratov@inbox.ru
Abstract. The results of the experimental verification of the proposed track alignment technology based on the use of the VPM 770 hopper metering unit are presented, and the possibility of its automation is evaluated by creating an automated process control system using the preventive track alignment. The experiment was conducted at the ground of the railway of the Volga Region on the site of the odd-numbered route at the direction Kochetovka—Saratov from 848 km to 852 km during the gap on May 18th, 2018. The preliminary measuring trip was carried out with the calculation of the alignment, record of subsidence of the track rails of the aligned section of the track and calculation of the required volume of crushed stone for lifting the track, after which the machine VPR-02M conducted the alignment. Subsequently, an analysis of the indications of the track-recording car was made particularly concerning the identified deviations in the geometry of the rail track before the alignment and after, based on the results of which the reduction in deviations in the geometry of the rail track was revealed. Besides, the economic effect during the introduction of the automated alignment process was asserted.