[01-2024] Дооснащение снегоуборочных машин устройствами автоматизированного мониторинга

[Admin]

Дооснащение снегоуборочных машин устройствами автоматизированного мониторинга

АБРАМОВ А.Д., Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС), докт. техн, наук, КОЧЕРГИН В.И., СГУПС, докт. техн, наук, СЕМЁНОВ М.А., СГУПС, канд. техн, наук

Работа снегоуборочных машин, особенно при обильных осадках, сопровождается их частыми остановками из-за выхода из строя транспортера или повреждения прилегающей инфраструктуры пути. Это влечет за собой задержку движения поездов, негативно влияя на пропускную способность станции. Осадки все чаще носят циклонический характер, единовременно выпадает от 10 см снега и более, что не позволяет бригадам снегоуборочных машин своевременно обслуживать технику, а плохая видимость замедляет реакцию машиниста.

Для устранения влияния погодных условий и обеспечения безопасности при движении техники поставлена задача разработать техническое решение и внести предложения по дооснащению снегоуборочных машин устройством для защиты от аварий привода транспортера и устройством безопасности.
При работе снегоуборочных машин возможно заклинивание транспортера, что влечет за собой резкое увеличение нагрузки на электроприводе и обрыв транспортерной ленты. Поэтому необходимо оперативное
оповещение о предельных значениях нагрузки. Для предотвращения перегрева обмоток электродвигателей требуется экстренное отключение питания электродвигателя, что значительно сокращает его срок службы и разрушает изоляцию обмоток.

Снегоуборочные и аналогичные транспортно-технологические машины при аварийном отключении транспортера незамедлительно прекращают движение. Кроме того, при уборке снега с путей в полувагоны вместе со снежной массой попадает щебень, который при движении транспортера проваливается в зазоры между пластинами, что приводит к их изгибу. Изогнутые пластины упираются в направляющие ролики транспортера. В итоге возникает растяжение, приводящее к разрыву цепи и падению транспортера на раму машины.
Ранее уже предпринимались попытки решить данную проблему [1~3], однако все предлагаемые устройства имели существенные недостатки, например:

• необходимость изменения конструкции электропривода транспортера;
• сложность конструкции;
• большое количество датчиков;
• невозможность дифференцирования отказов транспортерного механизма при перегрузке с продолжением движения транспортерной ленты и при полной остановке транспортера.

Учтя все недостатки предложенных технических решений, разработано устройство для защиты от аварий привода транспортера, в котором предусмотрены и другие полезные функции:

• возможность контролировать возникновение изгиба пластин;
• автоматическая остановка движения машины при аварийном отключении привода транспортера;
• запись и передача информации о возникновении аварийных режимов работы электропривода.

Блок-схема устройства для защиты от аварий привода транспортера представлена на рис. 1.
При изгибе пластин сигнал с датчика изгиба 15 (см. рис. 1) поступает на блок управления электродвигателем 11 для отключения пускового реле электродвигателя привода транспортера и прекращения движения машины с помощью электропнев-матического клапана 14.
Устройство датчика изгиба пластин представлено на рис. 2.

Снегоуборочная машина типа СМ может работать как с закрытыми, так и с открытыми крыльями (для увеличения площади очистки). Открытые крылья выходят за габариты подвижного состава, поэтому возможно повреждение мачт светофоров, габаритных планок, устройств управления и сигнализации, расположенных вдоль железнодорожного полотна.
Частота повреждений элементов увеличивается во время интенсивных осадков, когда ухудшается видимость и требуется быстрая и качественная очистка пути. Повысить безопасность снегоуборочных работ в сложных погодных условиях можно автоматическим управлением крыльями снегоуборочной машины и дублированием непрерывного контроля их положения.
Ранее уже предпринимались попытки оснащения снегоуборочных машин устройствами, повышающими безопасность движения железнодорожных снегоочистителей [4, 5]. К недостаткам этих конструкций можно отнести отсутствие следующих компонентов:

• система предупреждения о приближении к препятствию;
• автоматическоге управление крыльями снегоуборочной машины;
• дублирование контроля положения крыльев со стороны машиниста при возможных ошибках и отказах элементов системы управления.

Все недочеты учтены в изобретении [6], которое обеспечивает автоматическое управление крыльями снегоуборочной машины и дублирование непрерывного контроля их положения (рис. 3).
При переводе машинистом крыльев снегоуборочной машины в рабочее положение с концевых выключателей 9 и 10 на входы блоков управления 5 и контроля 11 поступают сигналы, включающие устройство в работу, а также световую индикацию блока сигнализации 6. Ультразвуковые датчики локации 1 и 2 блоков локации 3 и 4 сканируют путь по направлению движения машины. При получении отраженного сигнала от посторонних предметов информация поступает на световой индикатор. Если в течение определенного времени, например 5 с, машинист не предпринимает необходимых действий, крылья снегоуборочной машины автоматически убираются в транспортный режим.
Представленные устройства для защиты от аварий привода транспортера и безопасности на снегоуборочных машинах опробованы на машинах Западно-Сибирской железной дороги и подтвердили свою эффективность, обеспечив безопасность выполнения снегоуборочных работ за счет предотвращения повреждения элементов путевого оборудования.

Список источников

1. А.с. № 1071743 СССР, Е21С 35/24. Устройство зашиты цепи скребкового конвейера перегрузки / Дубинин С.В., Мальцев Л.Е., Кривущенко Н.Т.; правообладатель НПО «Автоматгормаш». № 3515064; заявл. 26.11.1982; опубл. 07.02.1984; Бюл. № 5.
2. Патент № 2415504 РФ, Н02Н 7/08. Устройство для защиты трехфазных асинхронных двигателей / Филичев О.А., Поздеев Н.Д.; правообладатель ВоГТУ. № 2009110614/07; заявл. 23.03.2009; опубл. 27.03.2011; Бюл. № П.
3. Патент № 206663 РФ, Н02Н 7/08. Устройство для контроля нагрузки электродвигателей / Кочергин В.И., Кочетков А.С., Абрамов А.Д., Семенов М.А.; правообладатель СГУПС. № 2021114588; заявл. 20.05.2021; опубл. 21.09.2021; Бюл. № 27.
4. А.с. № 117891 СССР, Е01Н 5/04. Снегоуборочная машина / Нелюбин С.Н. / правообладатель ПКБ Главного управления пути и сооружений МПС. № 591495/27; заявл. 05.02.1958; опубл. 01.01.1958.
5. Патент № 164795 РФ, Е01Н 5/00. Устройство безопасности на снегоуборочных машинах / Нелюбин С.Н.; правообладатель ОАО «Российские железные дороги». № 2015149890/11; заявл. 20.11.2015; опубл. 20.09.2016; Бюл. № 26.
6. Патент № 2787026 РФ, Е01Н 5/00, Е01Н 8/02. Устройство безопасности на снегоуборочных машинах / Кочергин В.И., Семенов М.А., Минеев Е.И.; правообладатель СГУПС. № 2022109164; заявл. 06.04.2022; опубл. 28.12.2022; Бюл. №