CC BY
48
УДК 656.212.5
Розглянуто питання оптимiзацii поздовжнього профшю сортуваль-них пристропв в тдсистемах роз-формування та формування сорту-вальних станцш з позици зменшення каттальних та експлуатацшних витрат на iх реконструкщю при приведенн ^нуючого профшю до нормативного. Запропонований шд-хiд дозволить забезпечити м^маль-ш обсяги земляних робт, тдвищити рiвень безпеки робтнитв станци та оптимiзувати витрати таких видiв ресурЫв, як час, техтчт засоби, паливно-енергетичн ресурси
УДОСКОНАЛЕННЯ ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФ1ЛЮ СОРТУВАЛЬНИХ ПРИСТРО1В З ПОЗИЦИ РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ
I. В. Берестов
Кандидат техычних наук, доцент, завщувач кафедри*
Г.В. Шаповал
Кандидат техычних наук, доцент* Контактний тел.: (057) 730-10-26
А.1. Луцен ко
Мапстр*
Контактний телефон: (057) 730-10-42 *Кафедра „Залiзничнi станци та вузли" УкраТнська державна академия залiзничного транспорту майдан Фейербаха, 7, м. Харюв, УкраТна, 61050
Вступ.
Концепщя Державно! програми реформування за-лiзничного транспорту Укра!ни [1] ставить перед залiз-ничниками задачу б^ьш ефективного використання техшчних засобiв залiзничного транспорту. У зв'язку з цим виникае необхщшсть пiдвищення ефективностi роботи сортувально! станци на основi принципiв ре-сурсозбереження за рахунок удосконалення кнуючих конструктивних параметрiв сортувальних пристро!в.
Це потребуе нових пiдходiв та науково обгрунтова-них рекомендацiй щодо вибору найб^ьш ефективного варiанту удосконалення поздовжнього профшю пiдси-стеми розформування з метою можливого зменшення капiтальних витрат на реконструкщю сортувальних пристро!в та скорочення експлуатацшних витрат на !х експлуатацiю та утримання.
Постановка проблеми.
В умовах жорстко! конкуренцп на транспортному ринку все б^ьш гостро постае проблема тдвищення якостi транспортного обслуговування та конкуренто-спроможностi залiзниць.
Для сортувально'! станци основною задачею е за-безпечення максимально'! переробно! спроможностi та зменшення паливно-енергетичних витрат, покра-щення умов та безпеки працi, скорочення часу на обробку вантажних поiздiв. Значна частина часу при обробщ поiздiв припадае на операцп по розформуван-ню та формуванню поiздiв у вiдповiдних пiдсистемах. Найбiльш важливим елементом цих тдсистем е по-здовжнiй профiль сортувально! гiрки разом iз колiями сортувального парку.
Причини зб^ьшення часу на виконання операцш у пiдсистемi розформування мають рiзноманiтне по-ходження: здача вагонiв з щнними вантажами пiд охорону; накопичення вагошв на одне призначення на декшькох колiях iз-за !х недостатньо! довжини, звiдси i збiльшення часу на огляд вагошв складачем поiздiв на колiях сортувального парку; неможливкть спуску з гiрки вагонiв зпдно технологiчного процесу роботи гiрки (вагони осаджують на коли сортувального парку маневровим локомотивом в обхщ прки) та втрата часу для забезпечення робггниками, яю працюють у цих тдсистемах, безпеки пращ. Але, як показуе практика, у тепершнш час багато затримок у пiдсистемi iз-за неяюсного розпуску вагонiв, причому не за провиною операторiв гiрки, а саме через несприятливий шную-
чий поздовжнш проф^ь гiрки та колш сортувального парку. Наслiдками цього можуть бути: пошкодження автозчепного пристрою або кузова вагошв, змiщення вантажу на вагош або пошкодження його кршлення, тощо. Також час втрачаеться на витяжках формування та на колiях парку ввдправлення iз-за профiлю, який створюе несприятливi умови працi для маневрового локомотиву та пращвниюв тдсистеми, при цьому по-гiршуються умови безпеки пращ.
Аналiз попереднiх дослщжень.
Проблемi удосконалення конструкцii та розрахун-кам параметрiв сортувальних пристроiв прид^ено значну увагу у працях таких ввдомих вчених, як В.М.Образцов, Ы.Страковський, М.М.Луговцов, В.Я.Негрей, В.б.Павлов, А.М.Карпов, М.В.Правдш та iн.
Зазначенi автори, в процес розробки або удосконалення сортувальних прок, спиралися на единий на той час критерш - тдвищення переробноi спроможностi. Завдяки низьким щнам на паливо та електроенерпю проблема збереження ресурсiв не розглядалася вза-галi. В ринкових умовах дана проблема займае першi позицп у багатьох галузях народного господарства, у тому чи^ i на залiзничному транспортi, що свiдчить про необхiднiсть удосконалення конструкцii техшч-них засобiв з урахуванням сучасних вимог до них.
Багато уваги в роботах сучасних науковщв займае проблема впливу конструкцп поздовжнього профь лю насувноi частини сортувальних пристроiв на iх переробну спроможнiсть з позицп мiнiмiзацii палив-но-енергетичних ресурав [2]. В роботi [3] авторами проведено дослщження ефективностi застосування нових пркових горловин. Значний iнтерес викликае дослщження iснуючих методiв та методик розрахунку сортувальних пристроiв [4]. З iншоi сторони проблема ресурсозбереження у пiдсистемi розформування е значним резервом тдвищення ефективноси роботи сортувальноi станцii в цiлому [5].
Постановка задачь
Таким чином, виникае необхщшсть в аналiзi тех-нiчного оснащення сортувальних пристроiв станцii з метою визначення '¿х вiдповiдностi встановленим нормам проектування та розробщ заходiв по '¿х удо-сконаленню з урахуванням умов ресурсозбереження. Це дасть можлившть зменшити затримки вантажних поiздiв, покращити умови працi та зменшити експлу-атацiйнi витрати.
Виклад основних матерiалiв дослiдження.
Для аналiзу зазначених елеменпв розглядаеться iснуючий поздовжнiй профiль, на прикладi сортуваль-но' гiрки Пiвденноi системи станцii Красний Лиман Донецько' залiзницi (рис. 1).
1снуючий поздовжнш проф^ь значно вщхиляеть-ся вщ норм, що наведено у [6]. Тому, удосконалення поздовжнього проф^ю елеменпв пiдсистем розфор-мування-формування, е актуальним в тепершнш час,
оскiльки дозволить зменшити експлуатацшш витрати та покращити умови пращ.
Конструкщя та техшчне оснащення сортувально' гiрки та колш сортувального парку (проф^ь гiрки та колш сортувального парку, техшчш засоби мехашзацп та автоматизацii) повиннi забезпечувати безперервне, безперебшне та безпечне розформування составiв при дотриманнi усiх техшчних та технологiчних вимог зi швидюстю, не менше зазначено' у нормативних документах.
Таким чином, необхщно спочатку розрахувати поздовжнш проф^ь в«х елементiв пiдсистеми, який буде вщповщати вимогам та нормам проектування, зазначеним у [6]. Конструктивш та технолопчш роз-рахунки сортувальних пристро'в виконуються для розрахункових несприятливих та сприятливих ме-теорологiчних умов [6,7]. Параметри розрахункових метеоролопчних умов (розрахункова температура, швидюсть та напрямок вiтру) встановлюються на тд-ставi даних мкцевих управлiнь Пдрометеоролопч-но' служби, узагальнених за перюд спостережень (не менше 25 роюв), представлених у виглядi розподiлень середньодобово' температури повiтря, швидкост та напрямку вiтру по кожному мшяцю.
Проектування елементiв профiлю [6] засновано на застосуванш прицiльного регулювання швидкостi руху вiдчепiв. Системи сортувального процесу, яю використовують цей принцип, повинш накладатися на гiрки без будь-яких додаткових вимог до зазначених нормативiв профШв.
Спочатку розробляеться поздовжнш проф^ь сортувальних пристро'в, який буде вщповвдати [6]. У поздовжньому проф^ю гiркового сортувального пристрою вид^яються насувна, перевальна (горб), спуск-на частини гiрки та сортувальш колп. Але найбiльший вплив на час обробки составiв у пiдсистемi мають двi останнi частини. Отже, поздовжнш профшь спускно' частини прки слiд проектувати окремо по кожнш дiльницi (табл. 1).
Метою роботи е реконструкщя всiх елементiв тдсистеми розформування-формування, iз дотриманням Правил та норм [6], за умови забезпечення найб^ьшо-го наближення до шнуючого з урахуванням мжмаль-них обсяпв земляних робiт i каттальних витрат на цю реконструкцiю.
Уклон отримано' ново' дiльницi визначаеться за формулою
\ШВ1 = ^103 = ШрЫ 103 , (1)
шв1 шв1
де Н - проектна вщмика iснуючоi вершини гiрки (110,47м);
\Щв1 - уклон першого елементу швидюсно' дiльницi; Ьшв1 - профiльна висота першого елементу швидюсно' дiльницi;
1шв1 - довжина першого елементу швидкiсноi дiльницi (30м);
Ь1а - проектна вщмггка точки 1а (109,13м).
Проектна вщмгтка точки 1 ( Ь4 ) визначаеться за на-ступною формулою
Ь1 = Н - Ьшв1 - Ьшв2 = Ь1а - Ьшв2 , (2)
де Ьшв1 - профшьна висота першого елементу швидкiсноi дшьнищ (1,34м);
ЬшВ2 - профшьна висота другого елементу швидюсно'! дiльницi
Таблиця 1
Поздовжнш проф!ль сортувальноТ прки
Поздовжнш профшь, % 1шв1 ^шв2 11ГП ^мп 1шв1 1сз 1ск1 ^пгп 1ск2 1ск3 1хв
Нормативний 44 19 12 10 7 1,5 1,5 1,5 1 0,6 2
Запропонований 44 19 6 6 7 3,8 3,8 3,8 1,8 0,7 1
h = i • l -103 /Q\
шв2 шв2 Ашв2 1V , (3)
Де 1шв2 - уклон другого елементу швидюсно'! дiльницi (19%0);
1шВ2 - довжина другого елементу швидкiсноi дiльницi (40м);
Коли Bio^i уклони усiх елементiв сортувального пристрою, визначаються ix проектнi висоти
(4)
h2 = h1 - hirn = h1 - ЧгП ■ U "10-3
де h2 - проектна вiдмiтка початку мiжпозицiйноi дыь-нищ (точка 2);
hirn - профшьна висота першоi гальмовоi позици; Чгп - уклон першоi гальмовоi позици (12%); lirn - довжина першо'! гальмово'! позици.
Всi iншi елементи розраховуються за таким же принципом розрахунку (4): доьниця друго'! гальмово'! позици (37,6м), дiльниця стрiлочноi зони (138,6м), дыьниця парково'! гальмово'! позици, дiльниця першо'! та друго'! частин колiй сортувального парку.
цiя Красний Лиман не може собi дозволити. Таким чином, ращонально залишити уклони першо! та друго! гальмових позицiй такими, як вони е у тепершнш час (Чгп = 6%о та i2ГП =7%о) [8,9]. Уклон мiжпозищйноi дiльницi, при незмiнних уклонах гальмових позицш, виправити не мае можливост^ тому пропонуеться залишити проектний. Далi робиться випрямлення iснуючого проектного профыю вiд кiнця дiльницi друго! гальмово! позици до кiнця сортувальних колш, результати якого наведенi в табл. 1.
Для того, щоб попередити самовоьний вихiд ваго-нiв за межi сортувальних колiй, якi були реконструй-ованi, необхiдно передбачити замшу старих вагонних уповiльнювачiв на сучасш типу НК-114 (на першiй та другш гальмових позицiях), або передбачити встанов-лення у кiнцi сортувальних колш загороджувального пристрою з дистанцшним управлшням. Враховуючи умови ресурсозбереження, ршенням дано! проблеми може бути застосування на спускнш частинi сорту-вально! гiрки ланцюга малопотужних уповiльнювачiв (ВНУ-2, ВНУ-2М, ЗВУ), якi мають кращi техшко-еко-номiчнi показники у порiвняннi з потужними уповiль-нювачами.
--л1н1я проектного проф!лю прки
-------л1н1я нормативного проф!лю прки
Рисунок 1. Нормативний проф!ль сортувальноТ прки з колтми сортувального парку.
На рис. 1 видно, що приведення проектного по-здовжнього профыю до нормативного спричинить значнi капггальш витрати на землянi роботи. Отже, iз-за неможливостi на розглянутому сортувальному пристро! поздовжнiй профiль гiрки (у тому числi про-фiль сортувальних колш) привести у вщповщшсть iз [6], виникае необхiднiсть в розробщ iндивiдуального проекту реконструкци з найменшими витратами.
Найбiльш простим i оптимальним ршенням е по-кращення поздовжнього профыю сортувального пристрою методом його спрямлення. Як показано на рис. 2, швидюсна доьниця, яка складаеться з двох еле-мен^в (рис. 1), найбiльше вiдповiдае [6] та отримана за мжмальним обсягом робгг, тому враховуемо !! до запропонованого профою. Перша та друга гальмовi позици встановлюються на спещальних залiзобетон-них котлованах, тому для змши уклонiв гальмових позицiй необхщш значнi фiнансовi витрати, якi стан-
--л1н1я проектного проф!лю прки
-------л1н1я нормативного проф!лю прки
Рисунок 2. Запропонований проф!ль за нормами проектування сортувальноТ прки та колш сортувального парку.
Коли витяжки формування та коли парку вщправ-лення (у поздовжньому профж) також не вщповща-ють встановленим нормам та спричиняють затримки та несприятливi умови у процео виконання операцш [8,9]. Тому необхщно проаналiзувати поздовжнiй про-фыь цих колiй (рис. 3) та реконструювати !х за вста-новленими нормами. Для полегшення та прискорення маневрових операци на витяжцi формування пропонуеться запроектувати спецiалiзовану витяжну колш [7]. Вона повинна мати уклон 2,5% на вщсташ 100м у бш колш сортувального парку. Щоб забезпечити нормальний насув составу (групи вагошв) необхщно передбачити протиуклон, шдйом якого не повинен перевищувати 4,5%. У даному випадку рекомендуеться запроектувати протиуклон на вщсташ 100м з тдйомом 4,3%, що вщ-повiдае [6], а останнi 50м спецiалiзованоi витяжно! коли розташувати на площадщ (рис. 4). Але за таким проектом станщя буде мати значш витрати. Тому необхщно запроектувати уклон 1% на вщсташ 50м у бiк колiй сортувального парку, протиуклон перед спуском на вщ-сташ 51м з уклоном 4,5% (максимально допустимий), а останш 150м розташувати на площадщ, що призведе до значного зменшення капггальних та паливно-енерге-тичних витрат у порiвняннi з попереднiм проектом.
Якщо розглянути коли парку вiдправлення, то видно, що поздовжнш профоь не вщповщае нормам про-
ектування та не забезпечуе надшне виконання операцш iз составом при ввдчеплеш локомотива (рис. 3) [8,9]. Зпдно [6,7] пропонуеться першi 59,8м розташувати на площадщ, а наступнi 956,9м - на уклош 2%о (в трудних мкцевих умовах цей уклон приймаеться рiвним 2,5%о, але для забезпечення надшно' роботи приймаемо 2%о). Останнi 100м разом iз вихiдною горловиною (довжина дiльницi складае 233,3м) проектуються на пiдйомi 2% [7]. Даний проф^ь зображено на рис. 3.
--л^я проектного профтю гiрки
-------лiнiя нормативного профтю прки
Рисунок 3. Профiль колш парку вiдправлення та витяжноТ коли формування.
Але цей варiант не буде рентабельним iз-за знач-ного обсягу роби, що необхiдно зробити для спрям-лення профiлю. Б^ьш простим, значно дешевшим буде проф^ь, отриманий спрямленням iснуючого, та максимально вщповщаючий нормам проектування. Пропонуеться першi 350м (до точки 2) розташувати на площадщ, а далi з'еднавши точки 2 та 3, отримати випрямлений проф^ь на вщсташ 666,7м з уклоном рiвним 1,99%, який повшстю задовольняе нормам проектування. Останню д^ьницю з урахуванням зменшення обсягу земляних роби та витрат пов'яза-них з цим необхiдно розташувати на площадщ.
-------лЫя запропонованого профтю
колш парку вщправлення та маневровоТ витяжки Рисунок 4. Запропонований профть за нормами проектування колш парку вщправлення та маневровоТ витяжки формування.
Хоча поздовжнш профiль колii парку ввдправлення став бiльш сприятливим (рис. 4), вш все одно не дозволить достатньо покращити умови виконання операцш при вщчепленому локомотивь Тому актуальним е роз-рахунок числа гальмових башмаюв для попередження самов^ьного виходу состава та забезпечення умов без-пеки працi робiтникiв на колiях парку вiдправлення.
При закршленш вагонiв на станцiйних колiях, вщ-повiдно до вимог, необхiдно керуватися мжмальними нормами, що розраховуються в залежносп вiд уклону колii, навантаження вагошв у составi (у груш окремих вагошв) та умови укладання гальмових башмаюв (пiд навантаженнi вагони, порожш або з невiдомим на-вантаженням) [10]. Таке число башмаюв для станцii Красний Лиман розраховуеться за формулою
K = — (1,5i +1) 200 -де K - необхiдне число гальмових башмаюв;
(5)
п - число осей в составi (за планом формування станцп - 200 осей);
i - приведений уклон коли або ц дiльницi (i=1,99 %); (1,5i + 1) - число гальмових башмаюв на кожш 200 осей.
При сильному (б^ьше 15м/с) вiтрi, напрямок яко-го збiгаеться з напрямком можливого виходу вагошв, норма закршлення, обчислена даною формулою, зб^ьшуеться укладанням тд колеса вагонiв трьох додаткових гальмових башмаюв, а при дуже сильному (штормовому) вiтрi - семи гальмових башмаюв.
Висновки
Застосування запропонованих заходiв дозволить робиникам станцп виконувати операцп бшьш швидко та яюсно, зробить роботу всiх ланок цих тдсистем зла-годженою, зменшить затримки поiздiв, покращить умови та безпеку пращ, що в свою чергу зб^ьшить ефек-тивнiсть роботи станцп та зменшить експлуатацшш витрати при дотриманш умов ресурсозбереження. Шд-вищення якостi обслуговування вантажозамовникiв дозволить зб^ьшити конкурентоспроможнiсть залiз-ничного транспорту на ринку вантажних перевезень.
Лiтература
1. Концепщя Державноi Программ реформування зашз-ничного транспорту Украни / Схвалено розпоряджен-ням КМУ №651-р вщ 27.12.2006р. - К.: Мапстраль, №1 (1179)10-16 йчня 2007р. - С.6.
2. Топч1ев М.П., Алейник В.С., Берестов 1.В., Огар О.М. Анашз конструкцй поздовжнього профшю насувно1 ча-стини сортувальних пристроТв сганцiй зашзниць Украни // Збiрнмк наукових праць УкрДАЗТ. Укранська акаде-мiя залiзничного транспорту. - 2004. - №62. - С. 67-75.
3. Данько М.1., Берестов 1.В., Огар О.М., Розсоха О.В. До-слщження ефекгмвносгi застосування нових гiрковмх горловин // Залiзничний транспорт Украши. - 2008.
- №1. - С.18-21.
4. Берестов 1.В., Куценко М.Ю. Аналiз iснуючих мегодiв та методик розрахунку сортувальних пристроТв // 1нфор-мацiйно - керуючи системи на залiзничному гранспоргi.
- 2007. - №2. - С. 34-37.
5. Берестов 1.В., Щурова О.С. Ресурсозбереження у тдси-сгемi розформування - резерв тдвищення ефекгивносгi роботи сортувально!' станцп// Iнформадiйно - керуючи системи на зал1зничному гранспоргi. - 2007. - №1. - С. 34-37.
6. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах Союза ССР: ВСН 207
- 89. - М.: Транспорт, 1992. - 105с.
7. Проектирование железнодорожных станций и узлов: Справочное и методическое руководство / Под ред. А.М.Козлова и К.Г.Гусевой. - М.: Транспорт,1981. - 592 с.
8. Технико-распорядительный акт станции Красный Лиман: Рукопись. - Донецк: Управление Донецкой дороги, 2005.
9. Технологический процесс работы станции Красный Лиман: Рукопись. - Донецк: Управление Донецкой дороги, 2005.
10. 1нструкщя з руху поТздв i маневрово1 роботи на зал1зни-цях Украни.- К.: Транспорт Украни, 2004. - 462 с.
