Стрелочные электроприводы. Какими им быть?

Е.Ю. МИНАКОВ,главный инженер проекта РОАТ МГУПС (МИИТ)
В.В. ШУВАЕВ,старший научный сотрудник
Д.Е. МИНАКОВ,ведущий инженер Юго-Восточной ДИ
 
Ключевые слова: стрелочные электроприводы с внутренним замыканием шибера консольной установки, стрелочные электроприводы с внутренним замыканием шибера в полом металлическом брусе
В современных условиях к средствам ЖАТ предъявляются повышенные требования по надежности, безопасности и технологичности в процессе эксплуатации. Не являются исключением и стрелочные электроприводы.
С ростом скоростей движения и увеличением массы поездов, а следовательно, и нагрузки на ось вагонов претерпевают изменения и требования, предъявляемые к современным устройствам перевода, замыкания и контроля положения стрелок, основными из которых являются:
обеспечение показателей безопасности движения поездов;
повышение надежности за счет использования современных материалов, новых конструктивных решений и передовых технологий изготовления;
механизация сплошной подбивки шпал и стрелочных брусьев, включая стрелочные брусья в местах установки стрелочных электроприводов;
расширение функционального назначения и унификации с целью применения с другими устройствами (колесосбрасывателями башмаков КСБ, защиты переезда УЗП, тормозными упорами УТС и др.);
снижение эксплуатационных затрат за счет перехода на малообслуживаемые технологии.
Очевидно, что стрелочные электроприводы серии СП, которыми оборудовано подавляющее большинство стрелочных переводов на сети дорог, уже морально и технически устарели и не отвечают этим требованиям. А их модернизация, несколько улучшив показатели надежности отдельных узлов, тем не менее не сможет полностью устранить эти проблемы.
 
image
 
РИС. 1
 
image
РИС. 2
 
Следует отметить, что за по- следнее десятилетие отечественные заводы наладили производ- ство электроприводов нового поколения на современной эле- ментной базе. Среди них класси- ческие варианты унифицирован- ного электропривода с внутренним замыканием шибера консольной установки (СП-6МГ, СП-10), которые могут применяться на участках со скоростью движения до 160 км/ч, в маневровых районах и на горках. Стрелочные электроприводы СПМ-150 и УПС-160 с внутренним замыканием шибера размещаются в полом металлическом брусе («привод-шпала») и устанавливаются на стрелочных переводах без внешних замыкателей. Они предназначены для безостановочного пропуска пассажирских и грузовых поездов со скоростью в прямом направлении до 160 км/ч, а также на грузонапряженных участках Транссиба и БАМа. Но для их серийного выпуска необходимо еще доработать конструкцию и подготовить производство, что требует значительных временных и финансовых затрат.
 
image
РИС. 3
 
В настоящее время скоростное и высокоскоростное движение поездов на участках Москва – Санкт-Петербург, Санкт-Петербург
– Хельсинки, Москва – Нижний Новгород, Адлер – Красная По- ляна обеспечивают аналогичные электроприводы СП-12Н, СП-12К, ВСП-150Н, ВСП-150К, ВСП-220Н
и ВСП-220К. Они устанавливаются на стрелочных переводах с не- прерывной поверхностью катания (НПК) и оборудуются внешними замыкателями ВЗ-7 и ВЗК-2.
Уже разрабатывается комплекс переводных, замыкающих и контрольных устройств, способный обеспечить пропуск пассажирских поездов со скоростью до 450 км/ч.
В качестве дополнительных мер, направленных на повышение безопасности движения поездов, на скоростных участках (свыше 200 км/ч) внедряются устройства непрерывного контроля положения стрелки и плотности прилегания остряка к рамному рельсу (подвижного сердечника крестовины ПСК к усовику), передающие информацию в системы технической диагностики и мониторинга. Такой концептуальный подход уже доказал свои преимущества как в России, так и за рубежом.
Разнообразие типов и их мо- дификаций отечественных и зарубежных стрелочных электропри- водов свидетельствует о том, что вряд ли возможно найти вариант, являющийся оптимальным во всех отношениях – каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Сравнение отечественных и зарубежных стрелочных электро- приводов показывает, что в их конструкции обязательно имеются система управления электроприводом, электродвигатель, редуктор, механизм замыкания, автопереключатель, механизм сравнения положения контрольных линеек с положением запирающего механизма (рис. 1). Большинство из них являются электромеханическими и имеют контактный тип авто- переключателя при очевидных преимуществах бесконтактного
управления стрелкой.
Все без исключения электроприводы имеют внутренний замыкатель, хотя некоторые предназначены для работы с внешними замыкателями остряков и подвижных сердечников крестовин. В основном они оборудуются электродвигателями переменного тока. За рубежом это, как правило, электродвигатели общепромышленного назначения или управляемые бесколлекторные. Величина хода шибера варьируется в значительных пределах и зависит от конкретного типа стрелочного перевода и места установки электропривода.
Усилия замыкания прижатого остряка и перевода стрелки у российских и зарубежных электроприводов практически одинаковые, но за рубежом распространены еще и их взрезные варианты.
Решение задачи обеспечения скоростного движения подразумевает создание единого технического комплекса стрелочного перевода с возможностью диагностики его состояния и оценки показателей безопасности движения по нему. Создание такого комплекса невозможно без применения принципиально новых технических решений в области построения стрелочного электропривода и гарнитуры, стрелочного перевода в целом и систем контроля поло- жения стрелки.
 
НОВАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
 
 
image image
РИС. 4
 
Примером такого единого техни- ческого комплекса может служить стрелочный перевод (проект ПТКБ ЦП 2956) с электроприводом отече- ственного производства типа ВСП (рис. 2), оборудованным внешними замыкателями остряков (подвиж- ного сердечника крестовины).
Наиболее перспективной является конструкция, при которой все узлы электропривода размещаются в полом металлическом стрелочном брусе («привод-шпала»), что позволяет оптимизировать процесс его установки и структуру стрелочного перевода в целом. Герметичность конструкции отвечает предъявляемым требованиям по надежности и безопасности движения поездов, делает электропривод малообслуживаемым устройством. Российские электроприводы СПМ-150 и УПС-160 (рис. 3 и 4 соответственно) такой модификации проходят опытную эксплуатацию на станции Унеча Московской дороги, станциях Армавир-1 и Ростов-Главный Северо-Кавказской дороги.
ОАО «ЭЛТЕЗА» совместно со шведской компанией «Bombardier» работает над адаптацией к усло- виям сети дорог России электро- привода EBI Switch 2000 (рис. 5), который устанавливается вместо шпального стрелочного бруса. Сейчас завершаются его эксплуатационные испытания на Октябрьской дороге.
В августе прошлого года на заседании секции «Автоматика и те- лемеханика» Научно-технического совета ОАО «РЖД» перед проек- тировщиками, разработчиками и производителями были поставлены задачи разработки технических решений, направленных на повы- шение скорости движения поездов при безусловном обеспечении безопасности и технологичности процесса перевозок, снижении эксплуатационных затрат.
Опыт разработки, производства, эксплуатации стрелочных электроприводов, обеспечивающих движение пассажирских поездов со скоростью до 300 км/ч и более, у российских специалистов пока невелик, но определенные достижения уже имеются. Этот пробел можно восполнить, изучая зарубежные технические решения, а также способы их реализации.
 
* Дефект – несоответствие продукции установленным требованиям, способное привести к отказу агрегата.