автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Совершенствование организации и механизации снегоуборочных работ на станциях

РГ6 Ой

- 9 АВГ да

НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На приах рукописи

КАМЕНСКИЙ Владимир Борисович

УДК 625.174.656.21

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СНЕГОУБОРОЧНЫХ РАБОТ НА СТАНЦИЯХ

Специальность 05.22.06 - Железнодорожный путь

Диссертация в форме научного доклада на сояскавас ученой степени кандидата технических паук

НОВОСИБИРСК 1993

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор А.Х.Дюнин

Доктор технических наук, профессор Э.П. Исаенко

Ведущая организация: Московский Государственный университет путей сообщения.

Защита состоится 1993 г. на заседании специализи-

рованного совета К 114.02.02 в Новосибирском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 630023, г. Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук, доцент

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность лгрсЭкекы. Успешное решение стоящих перед железнодорожным транспортом задач по своевременному и качественному удовлетворению потребностей народного хозяйства и населения в перевозках связано с интенсификацией перевозочного процесса на основе прогрессивных технологий и повышения надежности технических средств.

В зимний период, когда надежность технических средств существенно снижается, во время снегопадов и метелей падает перерабатывающая способность станций, происходит перенасыщение их подвижным составом, снижается маневренность снегоуборочной техники, что еще более усложняет работу станций. Неритмичная работа приводит к избыточному насыщению участков поездами, затрудняет их продвижение, а при длительных экстремальных погодных условиях и непринятии своевременных мер по обеспечению устойчивой работы, прежде всего, сортировочных станций, часто приводит к транспортным пробкам с последующим длительным восстановлением нормального ритма движения поездов.

На сети дорог в настоящее гремя эксплуатируется около 1000 снегоуборочных машин, закрепленных в основном за сортировочными, пассажирскими и крупными участковыми станциями. На станциях расходуется до 80% средств, затрачиваемых на снегоборьбу. Однако до 99% сбоев в движении поездов, вызванных снегопадами и метелями, приходится на станции и, прежде Есего, на сортировочные.

Учитывая это МПС указанием. № 753-у от 3.07.85 г. была предусмотрена разработка эффективных технологических процессов организации снегоуборки на различных типах станций, установлены нормы рейсов снегоуборочной техники и сроков очистки с увязкой в единую технологию с работой станций.

Длительная практика снегоборьбы показала, что в экстремальных ситуациях снегоуборочные поезда типа СМ-2 оказываются недостаточно производительными и надежными. В связи с этим возникла необходимость разработки модульных самоходных снегоуборочных поездов с повышенной производительностью и надежностью.

Ежесуточно на сети дорог для обеспечения работоспособности стрелок во время снегопадов и метелей привлекается 20-30 тыс. человек. Только в первом квартале прошлого года на 100 важнейших станциях сети у

входных сигналов бшо задержано 73 тыс. поездов и 175 тыс. пропущено наружением графика. Это связано, прежде всего, с тем, что применяема в настоящее время для очистки стрелок от снега автопневмообувка н обеспечивает их надежную работу и требует дополнительного привлечени. большого количества людей, работа которых в опасной зоне пр] неблагоприятных условиях, особенно в ночное время, приводит ! многочисленным несчастным случаям. Чтобы изменить сложившеес: положение, необходимое обеспечить внедрение ускоренными темпам] более совершенных систем очистки стрелок от снега, основанных н электрообогреве.

1.2. Целы» работы является создание методики и инженерны методов расчета параметров технологических процессов уборки снега а станций с учетом эксплуатационных показателей их работы, совер шенствование конструкции снегоуборочных машин и устройств очисти стрелочных переводов от снега.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следую щие задачи:

установление закономерностей взаимосвязи выработки снегоубо рочной техники, эксплуатационных показателей работы станции \ применяемых технологий;

разработка аналитических решений и методики нормирования продол жительности рейса снегоуборочного поезда при очистке парковых путей I горловин;

получение решений по улучшению вписывания снегоуборочны? поездов в технологический процесс работы станций, оптимизации длинь снегоуборочных поездов, рациональному размещению мест выгрузки снега;

повышение эксплуатационной производительности снегоуборочньн машин путем создания модульных снегоуборочных поездов;

совершенствование конструкции и технологии обслуживания устройств электрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега.

1.3. Методика исследований. Работа основана на теоретических и экспериментальных исследованиях, анализе и обобщении отечественного и зарубежного опыта разработки и эксплуатации снегоуборочных машин, предложений железных дорог по их совершенствованию.

Методологической основой моделирования процессов очистки путей от снега стало использование аппарата теории надежности, математической статистики и теории массового обслуживания.

Достоверность полученных результатов оценивалась сравнением расчетных данных с фактическими, полученными в результате анализа исполненных графиков'работы станций и снегоуборочной техники.

1.4. Научная иоввгпа. Разработана универсальная методика определения параметров технологических процессов очистки станций от снега исходя из конкретных эксплуатационных показателей работы -простоя вагонов и объема их суточной переработки.

Найдены методы оптимизации технологических процессов очистки путей и стрелочных переводов от снега машинным способом в зависимости от уровня загрузки парков и горловин поездной и маневровой работой.

Получены аналитические зависимости, позволяющие оценить эксплуатационные потери при различной степени приоритетности снегоуборочных работ по отношению к поездным и маневровым передвижениям.

1.5. Практическая ценность работа. Даны обоснования ряда технологических приемов, позволяющих снизить непроизводительные потери времени при задержках снегоуборочной техники в ожидании освобождения путей парков и горловин, а также по оптимальной длине и емкости снегоуборочных поездов.

Разработан аванпроекг модульного самоходного снегоуборочного поезда ПСМ-1С, работающего по циклической или циклически-непрерывной технологии в зависимости от условий работы станции.

Разработаны технические требования на сопротивление электроизоляции ТЭНов на участках с различной частотой тока питания рельсовых цепей. Рекомендованы мощности ТЭНов в зависимости от их конструкции и климатической зоны расположения стрелок. Даны предложения по определению расхода электроэнергии за зимний сезон на ;танцию, оборудованную электрообогревом стрелок.

1.6. Реализация результатов работы. По результатам исследований, троведенных в рамках диссертационной работы, разработаны и тверждены "Инструктивные указания по нормированию выработки :негоуборочной техники на станциях", аванпроекг "Поезд снегоуборочный «адульный ПСМ-1С"; "Технические указания по обслуживанию устройств лектрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега".

1.7. Апробация работа:. Основные результаты диссертационной аботы докладывались и были одобрены на научно-техническом совете тделения "Организация и механизация путевых работ" ВНИИЖТа (1987, 989, 1990 г.г.), на путейской секции научно-технического совета МПС 1988, 1990 г.г.), на заседании кафедры "Путь и путевое хозяйство" ШИЖТа (1993 г.).

1.8. Публикации. Основные результаты работы содержатся в 6 аучно-технических отчетах, 8 статьях и 2 монографиях.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Обзор раз^ггшя п современное состояаве споссбоз борьбы со снегом оа станциях

С момента возникновения железных дорог путейцы начали изыскивать средства защиты пути от снега. Так, в 1863 г. САТитов впервые предложил снеговые щиты, Н.Е.Долгов в 1910 г. - снеговые заборы. Одновременно многие русские инженеры работали над созданием машин для очистки пути от снега (Беренс, 1870 г., Гендель, 1879 г.). Глубокие теоретические исследования по вопросам переноса снега были проведены выдающимися русскими учеными Н.Е.Жуковским, САЧаплыганым, Б.Н.Ведениковым. В послевоенные годы крыпные теоретические исследования и практические наблюдения за работой различных защит выполнены в Сибирском филиале АН СССР и НИИЖТе профессорами А.К.Дкшиным, А.А.Комаровым, Л.М.Дановским, Э.П.Исаенко, а во ВНИИЖГ д.т.н. Д.М.Мельником.

Для механизации работ по удалению снега с путей создан большой парк машин, в разработке которых приняли участие коллективы ПТКБ ЦП, ВНИИЖТ (ЦНИИ), ЦУМЗ и других организаций. Наибольшую известность получили разработки инженеров М.Ф. Гавриченко, В.Х. Балашенко, И.Н. Федотова, снеготаялки системы Б.Н. Арутюнова, воздухообдувки инж. Ф.С. Беличенко, газовые обогреватели системы И.Д. Букшпуна.

Вопросы кинематики, энергоемкости, производительности заборных и загрузочных устройств рассмотрены в работах САСоломонова (МИИТ), О.Н.Буковца (Минское НПТ "Дормаги"), Ю.Н.Орлова (Академия коммунального хозяйства им. Памфилова). Большие исследования по совершенствованию рабочих органов и систем управления снегоуборочными машинами в последние годы выполнены в НИИЖТе проф. Н.В.Мокиным и доц. АП.Филатовым.

На дорогах Европы широкое распространение получили снегоочистители и снегоуборщики фирм "Шмидт" (ФРГ)> "Рольба" (Швейцария), "Генцель" (Норвегия), "Вильнет" (Финляндия), "Джордан" (Швеция). На дорогах Северной Америке машины типа "Расил", фирм "Тэкон Индастриз", "Брос Бойлер", "Эгей", "Кершо", "Тампер". На дорогах Японии снегопогрузчики ЬБЯи и снегоочистители МСЯ-1500 и У-2-У. На зарубежных снегоуборщиках широкое распространение получили машины на комбинированном ходу, навесные устройства, гидравлический привод и самоходность.

Технический уровень отечественных средств для снегоуборочных работ по многим показателям не ниже зарубежных. В то же время производительность и надежность рабочих органов машин 1л>1Ш (Япония), 7-1211 фирмы "Зьел" (США) существенно выше рабочих органов машин СМ-2.

2.2. Взаимосвязь зхсялуатгцЕоппоа деятельности стапцня и процесса уборшз сисга

Очистка путей и стрелочных переводов от снега машинами осуществляется в промежутках времени между поездами или маневровыми передвижениями, поэтому работа снегоуборочных средств должна являться составной частью эксплуатационной деятельности станции.

Оценку резерва времени в парках станции для выполнения снегоуборочных работ сделаем, используя аппарат теории вероятностей и теории массового обслуживания.

Парк станции, группу его путей или отдельный путь с точки зрения ведения снегоуборочных работ можно рассматривать как канал обслуживания, в который поступает два потока требований: в первый поток, связанный с эксплуатационной деятельностью станции, входят поезда или группы вагонов, отдельные локомотивы, поступающие в парк в порядке поездной и маневровой работы; во второй поток входят технические средства, выполняющие снегоуборочные работы с занятием пути. Взаимодействие этих потоков определяется степенью приоритетности относительно друг друга. При этом поток, связанный с эксплуатационной деятельностью станции, обладает, как правило, большей степенью приоритетности перед снегоуборочными средствами, поэтому в дальнейшем будем называть его приоритетным.

Рассмотрим ситуации, возникающие в парке при занятии и освобождении его требованиями приоритетного потока. В течение суток на путях парка появляются промежутки времени, которые могут быть использованы для работы снегоуборочной техники. Назовем их интервалами резерва Поток интервалов резерва носит случайный характер, так как их. возникновение связано со множеством факторов. Очевидно, что появление ¿р происходит при каждом окончании обслуживания приоритетного потока. Исключение составляют лишь сортировочные и сорпфовочно-отправочные парки, где возможно производство снегоуборочных работ на путях, частично занятых вагонами.

Для работы снегоуборочной техники могут быть использованы те интервалы резерва, продолжительность которых не менее промежутка времени занятия пути машиной /занм. Назовем их интервалами свободности Остальные интервалы резерва /¡„, с точки зрения уборки пути, можно считать условно занятыми требованиями приоритетного потока:

4и.м ^ ¡р ~ интервал свободности пути.

Промежуток времени от предыдущего занятия пути парка требованием приоритетного потока до следующего назовем общим интервалом использования пути (рис. 1). Очевидно, что среднее значение этого интервала будет

'общ = тТ / пй, (1)

где т - число путей в парке или в одном из его пучков; пс - число составов поездов, переработанных в парке за время Т.

Лг./.Фрагмент исполненного графика движения в парке станции за период времени Т

Коэффициент использования мощности путей парка по времени выражается формулой

К Атр.с / 'общ

или подставляя /^щ из (1), получим:

£ _ ^пр.с^с

тТ

где 4,р_с - средний простой состава в парке.

Интенсивность поступления требований приоритетного потока на обслуживание с учетом (1) и (2) будет

(2)

К _ ЛЬ

'пр.с

тТ

(3)

Так как число возникающих за время Тв парке общих интервалов и

А

интервалов резерва одинаково, интенсивность образования последних Хр найдем из следующего равенства:

(4)

Если плотность распределения вероятностей /(¡) интервалов резерва известна, то можно определить вероятность их появления, а также вероятность появления интервалов свободности пути

Вместе с тем не все интервалы свободности пути могут быть использованы дня работы снегоуборочной техники. Это относится к интервалам, при возникновении которых освобождаются пути уже очшценные от снега. Их тоже следует считать условно занятыми.

Очевидно, что вероятность возникновения интервалов резерва на неочищенных путях Ррн может быть определена как соотношение суммы таких интервалов, появившихся с начала уборки, к числу интервалов, возникших на т путях за тот же период. При условии, когда дежурный персонал станции не принимает специальных мер регулировки по обеспечению свободности неочищенных путей к моменту подхода снегоуборочного поезда, процессе может рассматриваться как случайный, а появление событий освобождения неочищенного или очищенного пути -равновероятным (за весь период полной очистки парка). В этом случае ^„=0,5. Если процесс полностью регулируется и обеспечивается при каждом подходе снегопоезда свободность неочищенного пути, это событие становится достоверным и Рри= 1. На практике Рри принимает промежуточные значения и может служить критерием управляемости снегоуборочным процессом.

На основании полученных результатов становится возможным определить вероятность появления интервалов резерва, которые могут быть использованы для выполнения снегоуборочных работ. Она будет равна произведению вероятностей двух независимых событий: появления интервала свободности пути Р^ и освобождения неочищенного пути Рт'.

от

(5)

Р = Р Р

'с 1 рс рн-

Ситуация занятости парка как канала обслуживания возникает каждый раз в тех случаях, когда в определенный период времени в парке отсутствует хотя бы один путь, который неочшцен от снега, не занят подвижным составом и возникший на нем интервал резерва по продолжительности не менее времени, необходимого для очистки пути снегоуборочным поездом. Ситуация занятости парка возникает периодически и, следовательно, в его работе будет наблюдаться некоторая цикличность. Если принять за продолжительность цикла ^ (рис. 2) время между

окончаниями предыдущей и по-

"и ¿пои

, "¿аанщ tacH.ii

3она (Мощности. путей '3сш занятости путей

следующей ситуациями занятости, то средняя продолжительность цикла будет определяться числом интервалов возникших на

неочищенных путях за время Т.

Рис 2. Средний цикл функционирования парка

Ц

— ^ПР-С

тпКР,

(7)

Очевидно, что въезд снегоуборочного поезда в парк после возвращения с выгрузки или при перестановке с одного пути на другой дая дополнения емкости кузова может осуществляться через время 4,.

Как показало моделирование, число таких заездов для полной очистки парка, состоящего из гп путей, определяется выражением

Л,=Лр+/И, (8)

где - число рейсов снегоуборочного поезда, необходимых для полной очистки парка.

Занятие путей в сортировочных и сортировочно-отправочных парках отличается тем, что оно происходит при постепенном накоплении вагонов в процессе расформирования пребывающих на станцию поездов. При этом снегоуборка может осуществляться на путях частично занятых вагонами с заездом через одну или обе горловины парка и перестановкой накопившейся к этому моменту группы вагонов снегопоездом или отдельным локомотивом с освобождением еще неочищенного участка пути..

Возможность заезда снегопоезда в сортировочный парк возникает каждый раз при отправлении или перестановке накопившегося состава в другой парк или на перегон. В этом случае средняя продолжительность цикла также может быть определена по формуле (7) при Рс =

Среднюю продолжительность занятия пути составом поезда в таких парках определяется выражением

'лрс = 2/вн + /пн, (9)

где /вн - средний простой всех вагонов, находящихся в сортировочном

парке под накоплением; /пн - средний простой состава в парке после накопления.

Число заездов для одного снегоуборочного поезда при очистке парка с подачей через разные горловины будет

л, + (10)

а через одну горловину по формуле (8).

2.3. Оценка резервов времени в горловинах и на путях станции, входящих в маршрут следования снегоуборочного поезда на погрузку и выгрузку

Дзигаясь на погрузку или выгрузку, снегоуборочный поезд последовательно занимает участки путевого развития станций, в которые входят горловины или отдельные пути. Каждый из этих участков можно рассматривать как канал обслуживания. В процессе эксплуатационной работы приоритетный поток требований, поступающих на эти участки путевого развития, создает непрерывную цепочку интервалов различной продолжительности с плотностью расгтоеделенияу^/). Часть из них может быть использована для выполнения маневров снегоуборочной техникой (рис. 3).

Т

¿м А,

ш м ш и ш

Ра г V .Ьп л к А, V Нг *п , гсг

Рис.3 Интервалы между требованиями приоритетного потока в горловине и ходовых

путях

Если обозначить среднее время занятия участка одним требованием приоритетного потока через а снегоуборочным поездом через /.,. можно сделать вывод, что его пропуск осуществим не во всех интерзалах Интервалы, в которых он возможен без создания помех движению

поездов, назовем интервалы свободности участка /¡Г1, а остальные -интервалами занятости участка. Очевидно, что > /м, и < /м.

Необходимым условием выполнения маневров снегопоездом без задержек является попадание заявки в начальную часть интервала свободности. Заявки, приходящиеся на конец- интервала свободности, интервал занятости или же отрезки ^ будут простаивать в ожидании освобождения участка. Интервалы между требованиями приоритетного потока носят случайный характер и могут повторяться в различных сочетаниях в течение времени Т. Однако каждая из ситуаций занятости обязательно прерывается наступлением интервала свободности. Из этого следует, что так же, как и в парке, канал обслуживания функционирует с некоторой цикличностью, определяемой наступлением интервала свободности участка (рис. 4). Средняя продолжительность цикла определяется количеством интервалов свободности участка, появившихся за время Т.

р4 = 'ц

пРГ ии С = (п)

где я пХ - соответственно число занятий и интенсивность занятия участка поездами и маневровыми передвижениями за время Т, Р^ - вероятность возникновения интервалов свободности участка.

¿п Лзп, ^Пу игЛпуЦГу и

1-ЛГ

Зона занятости гормоЬины или пути

Зона сЬободности\з1

Ж

Зона юнтосп

Рис 4. Структура щиаа в горловине и ходовом пути

За время /суммарная продолжительность ситуации занятости участка равна

г- = /7^(1 - РГ)+/пл + ^пРГ, (12)

а средняя продолжительность помехи выполнению маневров снегопоездом в одном дакле

±

ю

/уч = = ть + / ПЗх

'ПОМ.Ц д/^ . м' '

При этом вероятность возникновения интервалов свободности участка и математическое ожидание интервала его занятости определяется выражениями:

рр = /ЛчСМ (14)

МГЧ'У</*0. (15)

о

Найдем продолжительность задержки снегопоезда в ожидании освобождения участка, приходящуюся в среднем на один цикл. При этом надо учитывать, что помехой выполнению маневра будет являться не только попадание объекта в зону занятости участка, но и конец зоны свободности по продолжительности равный ¿м, так как в противном случае произойдет задержка требований приоритетного потока. Поскольку заявка на маневр снегоуборочного поезда может попасть равновероятно в любую часть цикла, величина средней продолжительности задержки маневра будет равна половине продолжительности

ситуации помехи в цикле, а средняя задержка по всем циклам составит:

р

ТУЧ _ 'помц

'зад - 2 рч ' * '

Выражение (16) определяет время ожидания освобождения одиночного участка (канала обслуживания) требованиями приоритетного потока.

Взаимодействие с другими участками по маршруту движения снегоуборочного поезда может быть установлено исходя из следующих предпосылок:

реализация задержки снегопоезда возможна только на участках, в состав которых входит путь, так как время занятия им горловины должно быть минимальным;

пропуск снегопоезда через горловину возможен при совпадении двух событий - свободности от приоритетного потока маршрута в самой горловине и примыкающего к ней пути;

сквозной пропуск снегопоезда по участку, в который входит путь, возможен при совпадении трех независимых событий - свободности от

приоритетного потока этого и примыкающего к нему пути, а также маршрута горловины, заключенной между ними.

Поскольку вероятность события свободности рассматриваемого одиночного участка входит в выражение (16), математическое ожидание реализуемой на нем задержки снегопоезда с учетом приведенных предпосылок будет

(17)

где Р - вероятность свободности следующих по ходу движения снегоуборочного поезда участков.

Для участка, в который входаг горловина Р - Р", а для участка,

включающего путь , Р = Р^Р™, где Р" - вероятность свободности

следующего за рассматриваемым участком пути, Р^ - вероятность . свободности следующей за рассматриваемым участком горловины. С учетом (11)-(13) математическое ожидание задержки снегоуборочного поезда на участке будет

'зад ~ 2руч

у УЧ _ ' '3 " " " '__/1 о\

'зад ~ 1 руч • '

Найденные аналитические решения позволяют установить взаимосвязь между эксплуатационной работой станции и процессом снегоуборки, выполняемым средствами механизации с определенными техническими характеристиками. По полученным соотношениям становится возможным определение задержек снегоуборочной техники в ожидании освобождения путей и горловин, которые составляют в общем времени рейса 50-60%.

2.4. Результаты статистических исследований

Для практического применения полученных аналитических решений необходимо знать законы распределения интервалов между требованиями приоритетного потока в парках и горловинах станций. Для установления этих законов проводились обследования на трех сортировочных станциях Московской железной дороги, две из которых были двухсторонними с последовательным расположением парков в каждой сортировочной системе, а третья - с комбинированным.

Суточный объем переработки в одной сортировочной системе на этих станциях составлял от 1,5 до 4,6 тыс. вагонов при норме простоя 4,53-6,08 ч. Станции расположены на участках смешанного движения, оборудованных автоблокировкой, имеют механизированные и

немеханизированные горки и парки с одним или несколькими входами при узловых передачах 300-1800 вагонов в сутки.

Продолжительность интервалов и их количество определялось по исполненным графикам работы станции за 12-часовую смену. Отбор графиков осуществлялся случайным образом из ночных и дневных смен летнего и зимнего периода. Во всех случаях в качестве критерия согласия эмпирических и теоретических распределений использовался критерий А.Колмогорова и Н.Смирнова, как наиболее мощное в данном случае средство, поскольку объем сменной выборки не превышал 20-50 значений.

Исследования распределений интервалов резерва и общих интервалов в парках проводились временным методом с обработкой предварительных выборок, которые показали, что они подчинены показательному закону распределения.

Для определения общих объемов выработки в связи с отличием распределений от нормального закона использовалось неравенство Чебышева, при этом число интервалов в выборке определялось по формуле

а2

п =-т

(1 - а)с/2

при доверительном уровне надежности а = 0,05 и допустимой ошибке выборки с! = а/4 ... а/6. Необходимый объем выборки для различных парков составил 320...720 значений интервалов. Интервалы с большим отклонигаем от среднего выборки исключались из совокупности. Всего было обследовано 214 смен. В подавляющем большинстве случаев гипотеза о распределении интервалов резерва по показательному закону подтвердилась (табл. 1).

Таблица 1

Наименование Число обсле- Объем выбо- Подтверждение гипотезы в процентах

парков станций дованных смен на один парк рки на один парк

по сменам по объему выборки

Приема 20 620 92,0 91,7

Отправления 17 516 96,0 99,8

Сортировочные 19 612 92,0 99,7

Сорта ровочно-отправочные 27 1000 96,2 99,9

Были прведены также обследования распределений интервалов между требованиями приоритетного потока в горловинах с использованием исполненных графиков движения и частотного метода по одночасовым

периодам. Всего потоки приоритетных требований были исследованы в 16 горловинах с объемом выборки по каждой 500-1000 значений.

Проведенные статистические исследования позволяют с достаточной степенью уверенности сделать вывод, что интервалы резерва в парках и интервалы между требованиями приоритетного потока в горловинах станций в большинстве случаев имеют показательное распределение с плотностью

(0 при/ < 0.

Эти закономерности и были использованы в дальнейших расчетах.

2.5. Определение выработки снегоуборочной техники ври очистке путей в парке сгапц&н

Продожигельность рейса снегоуборочного поезда может рассматриваться как сумма времени нахождения его на различных участках путевого развития станций.

Расчетная продолжительность рейса снегоуборочного поезда, работающего по цикличной технологии, при очистке парковых путей определяется по формуле

'Р='уб + 2'л7/. <19>

¡=1

где ¿уб - время нахождения снегопоезда в очищаемом парке; /Д -

продолжительность нахождения снегопоезда на /-м участке путевого развития станции, входящего в маршрут его следования на погрузку и выгрузку.

Продолжительность заполнения и опорожнения емкости снегоуборочного поезда, число рейсов, необходимых для полной уборки парка, определяются по существующим методикам.

Продолжительность пробега снегоуборочного поезда через горловину или путь определяются в соответствии с "Руководством по техническому нормированию маневровой работы" как для полурейсов, в зависимости от длины участка и снегопоезда, а также количества прицепных вагонов.

Число заездов в парк для полной его очистки и время занятия -снегоуборочным поездом каждого элемента путевого развития станции в период рейса определяются по методике, разработанной автором диссертации.

Время нахождения снгоуборочного поезда в очищаемом парке зависит от продолжительности и числа циклов (7), используемых для полной очистки, определяемых количеством заездов (8):

. 'уб =^(^,/^,-1) + /^,

¿04

где /дан- средняя продолжительность занятия паркового пути снегоуборочным поездом операциями очистки, приходящаяся на один используемый интервал свободности (один заезд).

Время цикла парка или участка по маршруту движения снегопоезда определяется на основании аналитических решений и законов распределения интервалов между требованиями приоритетного потока, изложенных выше.

Вероятность появления интервалов свободности в парке в соответствии с (5) будет:

Р^ = ехр(-/занм / /прс(1 - К)), (20)

а минимальная продолжительность интервала свободности пути, приходящаяся на один заезд снегоуборочного поезда в парк, с учетом дополнительных затрат времени на занятие им горловины при перестановке с

очищенного пути на неочищенный (/^ п"р) и ожидания освобождения

згой горловины требованиями приоритетного потока (/^дпср), определяется выражением

/ =/04 ц-Г/Г-пер уГ-перч^-1 <2П

'занм зад > „ " к '

■ пз

Из формул (7) и (20) следует, что продолжительность цикла парка

является функцией четырех показателей /ц (^заны, /"про, /?с, Ш) первый из

которых отражает технические характеристики снегопоезда и применяемую технологию очистки пути, а остальные эксплуатационные параметры станции и ее технологию.

Время нахождения снегоуборочного поезда на пути, входящим в маршрут его следования на погрузку и выгрузку, определяется выражением

/П-дг _ .п-х , /г-а рп-у , Л1-У рг-6 рп-г

'м — 'шр "*" 'зад "'"'зад ■'с > I"/

где - время пробега снегопоезда по пути х с учетом (17); -

задержка снегопоезда на пути хв ожидании освобождения поездными и маневровыми передвижениями маршрута следующей по ходу его движения горловины а; /ДГ^- задержка снегопоезда на пути лтв ожидании осво-

вождения следующего по ходу движения пути у, % - вероятность свободности пути у, примыкающего по ходу движения снегопоезда к горловине а, вероятность свободности горловины Ь, примыкающей по

ходу движения снегопоезда к пути у; вероятность свободности пути

г, примыкающего по ходу движения снегопоезда к пути у через горловину А

С учетом формул (14), (15) и (18) задержка снегоуборочного поезда в ожидании освобождения преследуемых им участков при движении по маршруту на погрузку и выгрузку будет

Время занятия горловины снегоуборочным поездом определяется продолжительностью пробега через нее при полурейсе: включающем в себя протяженность маршрута в горловине и примыкающего к ней пути.

Время нахождения снегоуборочного поезда на пути, с которого осуществляется въезд в очшцаемый-парк, определяется по двум вариантам технологии: поезд ожидает появление интервала свободности на неочищенном пути парка или поезд заезжает в парк при появлении интервала свободности на очищенном пути и уже на нем ожидает перестановки на неочищенный путь.

Вероятности свободности путей, определяемые по формулам (6), (14), (20), подучены исхода из условия абсолютного приоритета требований эксплуатационного потока. Вместе с тем при высокой степени заполнения путей парка подвижным составом или интенсивных передвижениях в горловинах и при необходимости ускоренного проведения снегоуборочных работ в условиях сильных снегопадов и метелей может потребоваться более полное использование интервалов резерва для пропуска снегоуборочных поездов.

В этом случае должна быть повышена приоритетность снегоуборочных работ за счет пропуска снегоуборочной техники в интервалах резерва любой продолжительности. Применение такой технологии приведет к некоторому замедлению эксплуатационной работы станции и задержкам поездов у входа в парк.

Продолжительность цикла в этом случае будет

^дрс

/д = тКР 14,11 /ц ~ /занм' ПрИ /ц < /занм /ц =

занм-

Подошедший поезд может быть принят в парк только после освобождения пути снегоуборочной техникой, которая занимает его в течении

/ззнм. Задержка поезда начнется после окончания интервала средняя величина которого определяется выражением

\imdi 1_^и(1,х/занм)

/рз = -=-V р занм/

\rndi

о

Приближенное средаке значение этого интервала будет /рд = 4анм / 2, следовательно, средняя продолжительность задерзкки поезда составит:

*эанм — *рз =

Число задержанных поездов за весь период очистки парка определяется количеством заездов снегоуборочного поезда, попадающих на

интервал /р,:

Двдп = (*, + /*)[ 1 ~ expi-^H« / /прс(1 - тГ))].

Общая продолжительность задержки поездов за весь период уборки парка при абсолютном приоритете в пропуске снегоуборочной техники составит:

Тзщп = 0,5/^^, ДвдП. При этом дополнительный простой вагона в парке увеличится

В сортировочном парке, где снегопоезд работает на частично занятых вагонами путях, задержка может произойти, если в период его работы будет прерван процесс накопления вагонов на данное назначение. При равномерном распределении вероятность этого события приближенно

составит /занм / 2/вн, а средняя задержка на один заезд снегопоезда в

парк будет 0,5/^ м. Тогда с учетом интенсивности переработки составов

в парке X, дополнительный простой вагона за счет занятия' пути снегоуборочным поездом составит.

р.

Л/вн = ■ ^ м . (25)

^/дцАЛр/р

Причем эта задержка будет реализована в парке приема данной сортировочной системы.

Аналогичным образом определено время задержки поездов и маневровых передвижкой в горловинах и ходовых путях станции по маршруту движения снегоуборочного поезда при пропуске его с абсолютным приоритетом.

Конкретные величины занятия участков соответствующими видами передвижений и их интенсивность получают из суточного план-графика работы станции и расчетных нормативов, определяющих технологию ее работы.

Норматив времени продолжительности рейса следует рассчитывать на размеры движения, установленные графиком для данной станции при убираемом слое снега 10-15 см и выбранной оптимальной технологии работ. Как варианты могут быть рассчитаны нормативы при уборке слоя снега толщиной 20 и 30 см.

2.6. Оптимизация технология снегоубврочиых работ

Эффективность разработанной методики проверялась по параметрам, связанным с эксплуатационной работой станции. В качестве таких параметров принимались: время задержки снегоуборочного поезда в ожидании освобождения пути и горловин. Для определения указанных величин использовались исполненные графики работ станций. На график наносились варианты движения снегоуборочного поезда при условии очистки всех путей парка. Непосредственно из графика определялись данные для аналитического расчета: число обработанных в парке составов, средний простой состава в парке. Разница результатов, полученных в обоих случаях, не превышала 12-18%.

На рис. 5-7 приведены графики зависимости продолжительности цикла

К й 0,7 работы снегоуборочных поездов при чистке парков станции при различной приоритетности эксплуатационного потока и задержек в ожидании освобождения горловин по маршруту следования на погрузку и вьорузку.

В парках приема, отправления и транзитных продолжительность цикла, а, следовательно, и рейса снегоуборочного поезда, существенно

зависит от уровня загрузки требованиями эксплуатационного потока и продолжительности занятия пути операциями по снегоуборке.

Рис. 5. Графики загмсн^остн от м в парках приема, отправления и транзитных

При малой и средней загрузке парка (К < 0,7) продолжительность цикла растет пропорционально времени занятия пути снегоуборочным поездом, а при высокой загрузке (К > 0,7) растет быстрее 4-щ м. В связи с этим необходимо стремиться к сокращению времени занятия пути операциями по уборке снега, подбирая в зависимости от дальности возки к местам выгрузки соответствующую емкость снегоуборочного поезда, что может быть установлено с использованием предлагаемой методики. С этой же целью очистку следует производить в темпе надвигаемого на горку состава, подавая снегоуборочный поезд в сцепе с горочным тепловозом в парк. В парках отправления и транзитных уборка может осуществяться

вслед отправляющемуся поезду с предварительной подводкой его на соответствующий путь. Такие приемы сокращают /333 м на 6-8 мин.

П.

зад

16-

1&

й-

200

160

Щ

кО

X /

V

Ррн=Ш

-иприи

ОМ 0,5

0,6

0,1

К

Рис. 6. Графики зависимости и л^д от Къ парках приема, отправления и транзитных

При высокой загрузке парков и использовании для очистки интервалов свободносги пути время цикла может быть сокращено за счет очистки только части пути. В результате, несмотря на увеличение числа

заездов в парк, при существенном уменьшению! tЗЯR1^ возможно сни-| жение продолжительности рейса в целом, что должно устанавливаться расчетом различных вариантов. Особенно это характерно в период сгущенного подхода поездов. Увеличение загрузки парка за счет роста вре-

мени простоя вагонов при падении перерабатывающей способности горки в период сильных снегопадов и метелей создает ситуацию, при которой для ускорения оборота снегоуборочного поезда потребуется использование всех интервалов резерва. Это позволяет при К < 0,7 уменьшить продолжительность цикла в 4-7 раз, но вместе с тем в большинстве заездов снегоуборочного поезда приведет к задержкам требований эксплуатационного потока. В связи с этим такую технологию в парках приема и отправления следует использовать в ограниченных пределах, особенно на участках со смешанным движением, так как на подходах к станции наряду с грузовыми могут быть задержаны и пассажирские поезда.

поезд/ч'

в

0{

ЬП=Змин =9мин

=5 мин ■¿г

шн

¥

10

15

20 Ь.

'задт.' мин

Рис. 7. Графики зависимости 4ад г от X и ^ в парках приема, отправления и транзитных

В сортировочных парках, где очистка может выполняться на частично занятых путях, затруднений в пропуске снегоуборочного поезда даже при высоких коэффициентах загрузки парка по времени не возникает, если

соблюдается норма простоя вагонов. При снижении темпа переработки время цикла растет пропорционально падению ее интенсивности. Рациональной с точки зрения снегоуборочных работ является заполнение путей сортировочного парка по длине не более 80%.

Решающее значение в повышении выработки снегоуборочной техники имеет проведение оперативных регулировочных мероприятий дежурным персоналом станции, связанных с обеспечением свободносги пути к моменту подхода снегоуборочного поезда. При прочих равных условиях их выполнение позволяет уменьшить цикл очистки парка до 2 раз.

Время задержки снегопоездов на участках путевого развития станций, входящих в маршрут следования на погрузку и выгрузку, при средней занятости требованиями эксплуатационного потока до 7 мин и интенсивности передвижений до 6 заявок в час, не превышает 10 мин.

С дальнейшим ростом интенсивности движения задержки снегоуборочной техники резко возрастают и могут достигать 15-20 мин на каждом участке. В связи с этим на участках с особо интенсивным движением во избежание значительных задержек снегоуборочного поезда его следует пропускать с абсолютным или частичным приоритетом по отношению к эксплуатационному потоку. Это может быть приоритет перед пропуском отдельных локомотивов для надвига или отправляемых в депо, осуществляющих осаживание и соединение составов.

Эффективным мероприятием является специализация снегоуборочных поездов за счет их перекомпановки. Поезда, занятые на очистке горловин и менее напряженных районов станции, формируют с одним промежуточным вагоном, а для очистки парковых путей - с двумя-тремя промежуточными вагонами. При очистке парков, в том числе одновременно с примыкающими горловинами, эффективно формирование снегоуборочного поезда, состоящего из двух частей с локомотивом посередине, к которому с каждой стороны прицепляются концевые, два-три промежуточных и головной вагоны.

При значительной нехватке снегоуборочной техники могут быть рассмотрены варианты двухстадийной технологии уборки. В этом случае во время интенсивных снегопадов и метелей очистка парков приема, отправления и транзитных производится с уборкой междупутий, а остальных парков только ротором-питателем с последующей очисткой междупутий после окончания снегопада.

В экстремальных условиях для очистки пути на части парков может быть использован плуговой снегоочиститель с последующей уборкой междупутий снегоуборочным поездом. При этом следует отметить, что такая технология не может быть применена в сортировочных парках, где торможение вагонов производится башмаками.

Рациональность каждого из этих решений проверяется расчетом.

На основании расчетов, проведенных с использованием разработанной автором методики, представилась возможность оценить эффективность

технических решений, направленных на повышение эксплуатационной выработки снегоуборочных поездов (рис. 8).

-и £?=465м3

0=3ЧОм*

т

1200

1800

Рис.8. Эксплуатационная выработка снегоуборочных поездов циклического действия

Оснащение снегоуборочных поездов автоматами загрузки, позволяющими увеличить их полезную вместимость до 25%, дает возможность при минимальных затратах повысить эксплуатационную выработку на 1825%.

Придание снегоуборочным поездам самоходности наряду с ликвидацией отвлечения локомотивов от основной деятельности позволяет только в рамках технологического процесса снегоуборки увеличить эксплуатационную выработку на 5-16%.

Фактически производительность основного рабочего органа снегоуборочных поездов с головными машинами СМ-2 и СМ-2М, составляющая 400 м3/ч, явно недостаточна. Особенно это сказывается при уборке снега слоем более 10 см, при котором эксплуатационная выработка поезда начинает резко пздать с увеличением его вместимости.

При работе в профилактическом режиме (уборка слоями 10-20 см) вместимости поезда должна соответствовать определенная производи-

тельность рабочего органа. Для поездов, оборудованных автоматами загрузки и стандартной вместимостью, принятой в настоящее время -340 м3, производительность рабочего органа должна быть не менее 650 м3/ч, при вместимости 465-670 м3/ч - не менее 1200 м3/ч. При нарушении этих соотношений имеет место существенное снижение эксплуатационной выработки поездов, причем темп ее нарастает с увеличением слоя убираемого снега.

При производительности рабочего органа 1200 м3/ч и уборки снега слоями до 10 см наиболее рациональная вместимость поезда составляет 465 м3. Дальнейшее наращивание вместимости хотя и дает абсолютный рост выработки, однако темп ее снижается в два раза. При больших объемах уборки наиболее рациональная вместимость 650-700 м3. Исходя из этого дальнейшая разработка конструкции снегоуборочных поездов должна позволять вести их формирование в зависимости от конкретных эксплуатационных условий станции.

На основании проведенных исследований разработаны "Инструктивные указания по нормированию выработки снегоуборочной техники на станциях". По результатам практического применения инструктивных указаний за счет оптимизации технологии работы снегоуборочных средств предполагается обеспечить рост их выработки не менее чем на 15-20%.

2.7. Повышение производительности снегоуборочных поездов за счет использования циклично-непрерывной технологии

Основной объем работ по очистке железнодорожных станций от снега и засорителей выполняется в настоящее время несамоходными снегоуборочными поездами СМ-2 (СМ-2А, СМ-2Б, СМ-2М), парк которых составляет 800 единиц. В опытной эксплуатации на дорогах сети находится несколько самоходных снегоуборочных машин: СМ-3 (2 машины на Октябрьской железной дороге, 1 на Приволжской), СМ-4 (1 на Московской), СМ-2С (1 на Октябрьской).

Все перечисленные поезда работают по цикличной технологии, при которой каждая последующая операция в период рейса может быть выполнена только по окончанию предыдущей.

Было проанализировано 19 вариантов снегоуборочных поездов с различными техническими характеристиками, в том числе опытные образцы и запроектированные, выпущенные серийно. В процессе анализа по разработанной методике определена эксплуатационная производительность каждого образца в условиях конкретной сортировочной станции. Наиболее характерные результаты приведены в табл. 2.

Сравнительный анализ показал, что для поездов, работающих по цикличной технологии, есть предел эксплуатационной производительности. Он реализован в поезде ПСУ-1 (проект ПТКБ ЦП), производительность которого в 1,7-2 раза выше серийно выпускающегося в настоящее время

СМ-2М и на 25% больше, чем у СМ-3. Дальнейшее увеличение производительности заборного органа и емкости не дает существенного роста

Таблица 2

Типы снегоуборочных поездов Емкость поезда, м^ Число вагонов Производительность рабочего органа, м^/ч Эксплуатационная производительность, м^/ч, в зависимости от толщины слоя снега, см

10 20

СМ-2 340 4 400 92 79

СМ-2С 340 4 400 97 92

СМ-2М 340 4 400 109 99

СМ-3 410 4 750 150 167

ПСУ-1 670 6 1200 186 210

ПСМ-1С 700 2x3 1200 267 320

эксплуатационной выработки. В связи с этим был сделан вывод, что последующие шаги по увеличению темпов уборки должны состоять в принципиальном измерении технологии работы снегоуборочных поездов. Основной недостаток цикличной технологии - это последовательное выполнение операций с накоплением задержек поезда в течение рейса, затрудненное вписывание в эксплуатационную работу станции.

Автором была предложена циклично-непрерывная технология очистки станций, позволяющая разделил, операции уборки, транспортировки снега и обеспечивающая их параллельное выполнение. Для ее реализации необходимы снегоуборочные поезда, состоящие из двух типов модулей.

Головкой модуль производит очистку, погрузку и временное накопление снега; трапспортгый модуль производит перевозку снега перегруженного с головного модуля х месту выгрузки. Перегрузка снега осуществляется в очищаемом парке, может вестись одновременно с очисткой и не требует занятия дополнительного пути. В случае больших затрат времени на перевозку снега с головным модулем могут работать несколько транспортных. На крупных станциях, где используется одновременно несколько головных модулей, транспортные модули могут за ними жестко не закрепляться, а использоваться как единый комплекс.

Темп уборки при циклично-непрерывной технологии определяется временем оборота головного или транспортных модулей. Оборот головного и транспортного модулей соответственно будет

а

'обг = 'уб + 'пер > 'обтр = 'пер + У!'а/ > (26)

/=1

где /пер - время затрачиваемое на перегрузку снега из одного модуля в другой.

Продолжительность рейса определяется сочетанием максимальных и минимальных значений оборота обоих модулей.

Средние обороты модулей определяются так же, как при цикличной

технологии. Минимальные обороты модулей учитывают затраты времени

на непосредственное выполнение операций, связанных с уборкой и

проездом к местам выгрузки без задержек, а также с требованиями

эксплуатационного потока. Максимальное значение оборота модулей

определяется выражением

/Шах _ , /min 'об - ¿'об - 'об •

Продолжительность рейса при циклично-непрерывной технологии будет:

/min , /шах ,mm /min / обг 'об

при Гобг > /о6тр tp =---; (27)

^max , ^min

/min „ /min , об "'"'обтр /п„\

при /о6г < об тр {р =-2- ' (27а>

где - максимальное из максимальных значений оборота одного из двух модулей.

Циклично-непрерывная технология позволяет за счет варьирования емкостью и сочетанием модулей гибко вписываться в работу любой станции, достигая наибольшей эксплуатационной выработки снегоуборочных поездов. Постоянное нахождение головного модуля в очищаемом парке дает возможность дежурному персоналу станции в максимальной степени использовать интервалы свободное™ пути, сокращая цикл уборки. Мобильный транспортный модуль меньше задерживается по маршруту следования на погрузку и выгрузку, чем обычные поезда.

При той же емкости и производительности рабочего органа поезда, работающего по циклично-непрерывной технологии, можно повысить эксплуатационную выработку по сравнению с самим производительным цикличным поездом ПСУ-1 в 1,5 раза, а по сравнению с серийным СМ-2М в 2,5-3,5 раза. На станциях, где основные потери связаны с транспортировкой поездов, эта разница еще более значительна.

Использование методик позволило установить оптимальные технические характеристики снегопоездов, работающих по циклично-непрерывной технологии (рис. 9). Так же, как для поездов цикличного действия,

наиболее рациональная производительность основного рабочего органа модульных поездов составляет 1200 м^/ч.

т

з оо

200

()=500м*

й-500 м3

£=350м3

Ш

1200

1800

П,

Рис. 9. Эксплуатационная выработка снегоуборочных поездов, работающих по циклично-непрерывной технологии

На станциях с интенсивными снегоотложениями наиболее выгодно применение четырехвагонных модулей (£2=500 м3), при средних снего-отложениях - трехвагонные модули (0=350 М3), на горловинах - двух или трехвагонные. На станциях, где продолжительность транспортировки превышает время заполнения головного модуля следует с одним головным использовать два транспорных.

На основании проведенных исследований по заданию Главного управления пути был разработан аванпроект модульного снегоуборочного поезда, который был утвержден МПС в 1989 г. Таким образом положено начало новому поколению снегоуборочной техники, в наибольшей степе-

ни отвечающей современным и перспективным требованиям эксплуатации отечественных железных дорог.

2.8. Соверсденствовапге устройств злектросЗогргпа для очистки стрелочных переводов от скгга

Электрообогрев стрелочных переводов предназначен для таяния снега и льда, отложившегося в зоне остряков и рамных рельсов стрелок, а также подвижного сердечника и усовиков крестовины. Его применение сводит к минимуму ручные работы по очистке стрелок от снега и льда, обеспечивает при правильном подборе мощности электронагревательных элементов и температуры в системе терморегулирования надежное функционирование стрелок в любых погодных условиях с оптимальным расходом электроэнергии. Затраты рабочей силы по сравнению с пневмообдувкой снижаются в 6-8 раз, соответственно сокращается продолжительность нахождения людей в опасной зоне, в том числе и в ночное время. Экономический эффект от электрообогрева одной стрелки в зависимости от места ее нахождения и условий станции по сравнению с пневмообдувкой составляет в ценах 1988 г. 600-800 руб. в год без учета потерь, связанных с нарушением графика движения поездов.

Опытные и конструкторские работы по электрообогреву стрелок на сети дорог были начаты более 20 лет назад. На Прибалтийской железной дороге он используется в течение длительного периода, получены положительные результаты. Однако решение о серийном внедрении электрообогрева стрелок принято МПС в 1986 -г. К этому времени на основании исследовательских работ, проведенных ВНИИЖГом и институтом "Гипро-транссигналсвязь" был разработан проект системы электрообогрева для участков с рельсовыми цепями, питающимися током частотой 25 и 75 Гц. В 1987 г. по этому проекту на дорогах оборудовано 560 стрелок. В 1988 г. закончены разработки типовых решений по элекгрообогреву стрелок при любых рельсовых цепях.

Рабочим органом электрообо1рева являются ТЭНы, от надежности и эффективности которых во многом зависит успешная эксплуатация всей системы.

Обогреватели представляют собой плоскую сварную конструкцию коробчатой формы, внутри которой помещен нагревательный элемент, электро- и термоизоляция. Нагреватель, ширина которого примерно равна ширине подошвы рельса, крепится под подошву рамного рельса скобами.

Одновременно с созданием подошвенных ТЭНов лабораторией "Организация и механизация снегоуборочных работ" ВНИИЖГа были проведены исследования возможности применения стержневых ТЭНов производства ГДР в условиях отечественных дорог. Эти нагреватели имеют плоскоовальную форму, что обеспечивает большую площадь контакта с нагреваемым рельсом и позволяет снизить установочную мощность по сравнению с круглыми на 10-15%. Проведенные исследования показы-

Бают, что стержневые ТЭНы наиболее рационально располагать с внешней стороны рамного рельса под упорками. При этом обязательно между упорками следует устанавливать стальной экран с заполнением пространства между ним и рельсом теплоизоляцией. В качестве последней могут быть использованы стекловата, стеклоткань, технический фетр и друпге изоляционные материалы, слабо впитывающие воду.

Все ТЭНы перед установкой на стрелках должны проверяться мегоме-тром типа М-1101 на сопротивление изоляции в течение 1 мин испытательным напряжением 500 В. Уровень изоляции ТЭНов при этом должен быть не менее указанного в табл. 3. Если он ниже установленного, нагревательный элемент сушат в течение двух суток под напряжением 110-130 В и затем повторно проверяют сопротивление изоляции.

Таблица 3

Мишя.гальное сопротивление изоляции ТЭНов на участках с различной частотой тоха питания _рельсозых цепей, МОм_

Тип ТЭНа Перед установкой на стрелке В процессе эксплуатации

25 и 75 Гц 50 Гц 25 и 75 Гц 50 Гц

Стерэсневие 10 15 ] 3

Подошвенные 20 . 40 3 5

В процессе эксплуатации уровень изоляции в системе электрообогрева контролируется специальными приборами, которые включают группу стрелок, если он упал низке минимального предела.

От правильного выбора мощности ТЭНов зависит надежность спирали и оптимальность расходов на устройство электрообогрева. Рекомендуемая мощность нагревателей приведена в табл. 4.

Подошвенные ТЭНы целесообразно устанавливать на участках с малой засоряемогтью, в районах Севера, Урала, Сибири, на крестовинах с подвижным сердечником.

Для обеспечения рационального расхода электроэнергии в систему обогрева введен регулятор температуры. Он установливается на группу стрелок в шкафу управления. В настоящее время для этих целей используются регуляторы типа РТ-049, позволяющие экономить до 30-40% электроэнергии от установочной мощности ТЭНов. Рекомендуемый уровень температуры нагрева рельса, задаваемой на РГ-049, следующий: Юг и Запад - 15-20°С, Центр - 20-25°С, Север Европейской часта, Урал, Сибирь - 25-30°С. При этом величина зоны возврата, устанавливаемая на приборе, не должна превышать 5°С. Однако эти температуры следует рассматривать как ориентировочные. В зависимости от местных условий они могут меняться в довольно широких пределах и их необходимо установить опытным путем. Во всяком случае заданная температура рельса должна

обеспечивать нагрев стрелочной подушки на участке между отведенным остряком и рамным рельсом в установившемся режиме не менее 10°С.

Таблица 4

Рекомендуемые мощности ТЭНов в зависимости от их конструкции и климатической зоны расположения стрелки, кВт

Климатические Типы нагревателей Стрелки типов Крестовины с

зоны ПОДВИЖНЫМ

Р50 Р65 сердечником

Юг, Запад Стержневые круглые 6,0 8,0 6,0

Стержневые овальные 4,0 5,2 4,0

Подошвенные 4,0 4,8 4,0

Центр, Стержневые круглые 8,4 10,4 6,0

Дальний Стержневые овальные 6,4 8,0 6,4

Восток Подошвенные 5,0 6,0 5,0

Север, Урал, Стержневые овальные 9,6 12,8 9,6

Сибирь Подошвенные 6,0 7,2 6,0

Планируемый расход электроэнергии за зимний сезон на станцию, оборудованную обогревом, определяется по формуле

^ = 0,74/05 + ^/^, (28)

где Ре - суммарная мощность всех нагревателей, установленных на стрелках, кВт; /0б - продолжительность работы системы злекгрообогрева, ч. Приближенно она может быть принята для Юга и Запада - 450-500 ч, Центра - 750 ч, Севера, Урала, Сибири - 1200 ч; - мощность обогревательных приборов в шкафу управления, кВт'; Ящ - число шкафов управления на станции; /ш - продолжительность сезона с отрицательными температурами, ч.

В целях получения максимальной эффективности и снижения затрат ручного труда электрообогревом следует, в первую очередь, оборудовать удаленные группы интенсивно работающих стрелок, а при поэтапном выполнении работ - целиком отдельные горловины станций.

При оснащении электрообогревом станций, ранее оборудованных очисткой, рекомендуется сохранить шланговую обдувку для использования ее на работах по плановому уходу за централизованными стрелочными переводами.

Заключение

' 1. В результате проведенных исследований установлены закономерности взаимосвязи выработки снегоуборочной техники от эксплуатационных показателей работы станции и применяемых технологий.

Разработаны аналитические решения и методика нормирования продолжительности рейса снегоуборочных поездов при очистке парковых путей и горловин.

Найдены методы оптимизации технологических процессов очистки путей и стрелочных переводов от снега машинным способом в зависимости от уровня загрузки парков и горловин поездной и маневровой работой.

2. Получены аналитические зависимости, позволяющие оценить эксплуатационные потери при различной степени приоритетности снегоуборочных работ по отношению к поездным и маневровым передвижениям. Анализ показал, что они показывают значительно меньшее влияние на увеличение простоя вагона, чем несвоевременная очистка и уборка снега иа станции.

На основании расчетов, проведенных по предложенной в работе методике, установлено, что наиболее эффективно и с наименьшими потерями для поездной и маневровой работы очистку и уборку снега в сортировочных парках можно вести при использовании их путей подвижным составом по времени до уровня 80-90%, а в остальных парках - до 60-70%. В связи с этим целесообразно для крупных узлов и станций на время выполнения снегоуборочных работ предусматривать необходимые регулировочные мероприятия, обеспечивающие рациональное заполнение их путей.

3. Анализ полученных данных показывает, что нарушение рационального заполнения путей вызывает рост задержек снегоуборочной техники в ожидании освобождения путей в 2-3 раза и для сохранения темпов очистки пропуск ее должен осуществляться в первую очередь.Эго особенно важно при интенсивных и длительных снегопадах и метелях и недостаточном оснащении станции средствами очистки. Нарушение этого порядка приводит к резкому снижению перерабатывающей способности станции и невосполнимым эксплуатационным потерям несравнимо большим, чем при приоритетном пропуске снегоуборочной техники.

4. В работе даны обоснования ряда технологических приемов, позволяющих снизить непроизводственные потери времени при задержках снегоуборочной техники в ожидании освобождения парков и горловин. Установлено оптимальное соотношение между производительностью рабочего органа и емкостью снегопоезда. Для поездов стандартной вместимости, принятой в настоящее время - З40м3/ч, производительность рабочего органа должна быть не менее 650 м3/ч, при вместимости 450-650 м3 - не менее 1200 м3/ч.

5. На основе проведенных исследований разработаны "Инструктивные указания по нормированию выработки снегоуборочной техники на станциях", которые рекомендованы Главному управлению пути МПС направить на дороги для опытного использования. В результате применения Инструктивных указаний за счет оптимизации технологии работы снегоуборочных средств обеспечивается рост их выработки не менее, чем на 1520%.

6. Разработана циклично-непрерывная технология очистки станций от снега, положившая начало созданию нового поколения снегоуборочной техники, в наибольшей степени отвечающей современным и перспективным условиям эксплуатации отечественных железных дорог в зимний период.

7. Разработан и утвержден МПС аванпроект модульного снегоуборочного поезда, реализующего циклично-непрерывную технологию очистки. Установлены его оптимальные технические характеристики. Эксплуатационная выработка модульного поезда, имеющего одинаковые параметры рабочего органа и емкости с работающим по цикличной технологии, в 1,5 раза выше.

8. Применяемая в настоящее время для очистки стрелок от снега система аатопневмообдувки не обеспечивает их надежную работу и требует дополнительного привлечения большого количества людей. ПнеЕмо-очистка не эффективна при влажном снегопаде и гололеде.

Электрообогрев стрелочных переводов позволяет в значительной степени ликвидировать недостатки, присущие пневмообдувке. При одинаковой с ней строительной стоимости и значительно меньших издержках в содержании электрообогрев может обеспечить стопроцентную надежность очистки стрелок. Затраты рабочей силы по сравнению с пневмообдувкой снижаются в 6-8 раз, соответственно сокращается продолжительность нахождения людей в опасной зоне, в том числе в ночное время.

9. Для обеспечения надежной и эффективной работы устройств для очистки стрелочных переводов от снега путем электрообогрева разработаны технические требования на сопротивление изоляции ТЭНов от металлических частей стрелочных переводов на участках с различной частотой тока питания рельсовых цепей. Рекомендованы мощности ТЭНов в зависимости от их конструкции и климатической зоны расположения стрелок. Даны предложения по определению расхода электроэнергии за зимний сезон на станцию, оборудованную электрообогревом стрелок.

10. Под руководством автора разработаны "Технические указания по обслуживанию устройств электрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега". Указания предназначены для организации и выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств электро-оботрева стрелочных переводов на участках с частотой тока питания рельсовых цепей 25, 50, 75 Гц и тональных, а также по уходу за централизованными стрелочными переводами, оборудованными этими устройствами.

Экономический эффект от электрообогрева одной стрелки в зависимости от места ее нахождения и условий работы станции по сравнению с пневмоочисткой составляет в ценах 1988 г. 600-800 руб. в год без учета потерь, связанных с нарушением графика движения поездов.

Осгошые положевзэ диссертация опублнхоагшл в следующих работах:

1. Каменский В.Б. Справочник дорожного мастера. М. Транспорт, 1975. 240 с.

2. Каменский В.Б, Горбов Л.Д. Справочник дорожного мастера и бригадира пути. М..Транспорт, 1985. 480 с.

3. Каменский В.Б., Шац Э.Я. Содержание железнодорожного пути в кривых. М.:Транспорт, 1987. 200 с.

4. Каменский В.Б., Бурцев Б.Г., Брыскин В.Н., Ларин B.Ii. Опыт использования плоскостных подошвенных электронагревателей для алеорообсгрсЕЗ стрелочных переводов на Южной железной дороге // Ж--д.транспорт. Сер. Путь и путевое хозяйство: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. 1987. Вып. 1 с. 3-9.

5. Каменский В.Б., Радыгин Ю.Я. Грелки для стрелки - перспективы внедрения // Гудок. 1988. Mi64.

6. Каменский В.Б. Совершенствование организации и механизации снегоуборочных работ // Ж.-д.Транспорт. Сер. Путь и путевое хозяйство: ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. 1988. Вып. 1. с. 3-15.

7. Каменский В.Б. Пособие монтеру пути. М.Транспорт, 1982. 265 с.

8. Каменсхчй В.Б., Пирин В.Н., Зельвянский ЯЛ. Технические указания по обслуживанию устройств электрообогрева для очистки стрелочных переводов от снега / МПС СССР. М. 1990, 35 с.

9. Каменский В.Б. Расследование случаев нарушения безопасности движения при производстве путевых работ // Путь и путевое хозяйство. 1991. №12. с. 12-14.

10. Каменский В.Б. Нормы и основные положения проектирования ВСМ Ленинград-Москва на стадии ТЭО // ВСП-ОО-ОО. 1991. с.15.

1 Х.Каменский В.Б., Махарычеа H.I. СНиП 2.05.01. Железные дороги колеи 1520 мм. Разд. 5. Защита пути и сооружений. Полоса отвода земель. М, 1988. 5 с.

12 A.c. 1370179 СССР.МШ Б01Н8/06. Устройство для очистки железнодорожных путей / Каменский В.Б., Воронов А,М., Тихомиров Г.И. 4 с.

13. A.c. 1441001 СССР.МШ EOWS/OO. Снегоуборочный поезд. / Каменский В.Б., Зоронов А.М. 4 с.

14. A.c. 1557232 СССР. МШI01B/7/24. Устройство дня обогрет стрелочных переводов. / Каменский В.Б., Несвит В.Н., Толобсц В.Н., Пирин В.Н., Брискин В.М., Сергиенко О.В. Зс.