713

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

СОРТИРОВОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

Учебное пособие по дисциплине «Железнодорожные станции и узлы»

Рекомендовано учебно-методическим объединением в качестве учебного пособия для студентов вузов железнодорожного транспорта

НОВОСИБИРСК

2011

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вучебном пособии освещены вопросы проектирования и эксплуатации сортировочныхгорок,а такжедругихсортировочныхустройств,используемыхна станцияхдляпереработкивагонопотоков. Особое внимание уделено вспомогательным сортировочным устройствам; технологии формирования многогруппныхсоставов;технологиипереработкивагонов,имеющихограничения или запрет на пропуск через сортировочные горки; средствам механизации и автоматизации; а также новым техническим средствам регулирования скорости движения отцепов, что соответствует современным направлениям развития и совершенствования систем переработки вагонопотоков. Изложеныперспективныенаправленияразвитиятеориипроектирования

иэксплуатации сортировочных устройств.

Внастоящем издании приведены теоретические положения, ориентированныенаформированиеуобучаемыхзнанийомногообразии задач, связанных с проектированием и эксплуатацией сортировочных устройств, на развитие умений и навыков их решения;практическиепримерырешенияотдельныхзадач.Примеры проектирования сортировочных устройств в данном издании неприводятся.

При подготовке пособия учтены изменения в Правилах и нормах проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм и нормативной документации в области эксплуатациижелезнодорожноготранспорта.

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов. Онотакже может быть полезно инженерно-техническим работникам железных дорог. При работе с пособием рекомендуется отвечать на контрольные вопросы, приведенные в конце разделов.

3

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СУ – сортировочное устройство ГММ, ГСМ, ГБМ и ГПМ – сортировочные горки соответ-

ственномалой, средней, большой и повышенной мощности ОСУ – основное сортировочное устройство, ОГ – основная

горка ВСУ – вспомогательное сортировочное устройство, ВсГ –

вспомогательная горка ВГ – вершина горки РТ – расчетная точка

ТП – тормозная позиция, ПТП – парковая тормозная позиция ДСПГ – дежурный по горке СТЦ–станционный технологический центр ПП – парк приема СП – сортировочный парк ПО – парк отправления

ЗСГ – вагоны, запрещенные к спуску с горки ВМ – взрывчатые материалы ПРС – параллельный роспуск составов ОТ – отсевные пути

ППС – парк предварительной сортировки составов ВСП – вспомогательный сортировочный парк Тр – парк для транзитных поездов без переработки ЦУМР – центр управления местной работой МГС – многогруппные составы ЭЦ – электрическая централизация

ГАЦ – горочная автоматическая централизация ГАЦ МН – горочная автоматическая централизация микропро-

цессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке СЦБ–сигнализация,централизация,блокировка ТВЗ – точечный вагонный замедлитель

КСАУ СС – комплексная система автоматизации управления сортировочнойстанцией

ГАЛС Р – горочная автоматическая локомотивная сигнализация с управлением по радиоканалу

УВК – управляющий вычислительный комплекс АСУ СС – автоматизированная система управления сортиро-

вочнойстанцией

4

КВГ – контроллер вершины горки ГПЗУ – горочное программно-задающее устройство

УУПТ – устройство управления прицельным торможением КЗП – система контроля заполнения сортировочных путей КДК СУ – подсистема контроля и диагностики станционных

устройств КСАУ СП – комплексная система автоматизации управления

сортировочным процессом ЦП – центр стрелочного перевода РБ – расчетный бегун

ОП, П, Х, ОХ (ОХБ, ОХ-100) – расчетный бегун соответственнооченьплохой,плохой,хорошийи оченьхороший

ВВЕДЕНИЕ

На многих железнодорожных станциях ОАО «РЖД» и путях необщего пользования производится сортировка вагонов, для чего используются специальные устройства, называемые сортировочными. Конструкция и техническое оснащение сортировочных устройств во многом определяют перерабатывающую и пропускную способностьстанции в целом, а такжебезопасность функционированиятехнологическихсистемпереработкивагонопотоков. Поэтому обеспечение надежной, эффективной и безопаснойработыстанцийвомногомзависитименноотфункционирования сортировочных устройств.

До 2009 г. на сети железных дорог наблюдался устойчивый рост размеров перевозок, и на многих станциях освоение возрастающих поездопотоков ограничивалось недостаточными мощностями сортировочных устройств. Крометого, увеличениечисла собственниковподвижногосостава привелок необходимости выполнения дополнительной сортировочной работы и, как следствие, дополнительной загрузке сортировочных устройств. В этой связи задачи развития и модернизации сортировочных устройств являются актуальными для сети железных дорог на современном этапе.

По данным Департамента безопасности движения ОАО «РЖД», наибольшее число случаев нарушений безопасности движения в хозяйствеперевозок связаноспроизводством сорти-

5

ровочной работы. Так, около 80 % столкновений подвижного состава происходитпри выполнении маневровой работына сортировочных горках, 30 % случаев брака – при расформировании составов [1]. По-прежнему основное количество грузовых вагоновповреждается при роспускес сортировочныхгорок– 55 %от общего количества вагонов, поврежденных по вине работников хозяйстваперевозок. Поэтомуизучениюконструкции, технического оснащения и технологии работы сортировочных устройств следует уделять особое внимание. Отметим, что раздел «Сортировочныеустройства»является однимиз наиболеесложных при изучении дисциплины «Железнодорожные станции и узлы» с точки зренияпонимания, осмысления и уменияприменятьполученныезнания.

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

1.1.Этапыразвитиясортировочныхустройств

Сортировочным устройством (СУ) называют технически оснащенноеинженерноесооружение,предназначенноедляпереработки вагонопотока в соответствии с планом формирования поездов, имеющее путевое развитиеопределенного плана и профиля.Можновыделитьнесколькоэтаповразвитиятеориипроектированияипрактики эксплуатациисортировочныхустройств.

Первый этап – относится к первой половине XIX в., когда с необходимостью сортировки вагонов возникла потребность в специальных устройствах. Сначала сортировка выполнялась на горизонтальных путях, при этом использовали конную тягу, в США – шест. Затем вагоны начали осаживать, а позже – выполнять маневры подталкиванием заранее расцепленных групп.

Второй этап – середина XIX в., когда стали строить станции на уклоне для использования при маневрах силы тяжести вагонов. Впервые на уклоне была построена ст. Дрезден в Германии в1846г., воФранции в1863г. ст. Сент-Этьен, в Англии в1873г. ст. Эдж-Хилл. Примерно в то же время в США начали строить науклонеотдельныепарки,специализированныедлясортировки вагонов, в результате появилась потребность в торможении катящихся вагонов. Сначала вагоны тормозили деревянными рычагами (вагами), но они не обеспечивали нужный темп и

6

качествосортировки,и в1857г. вГерманииизобрели тормозной башмак. Кроме того, затруднения возникали при расцепке вагоновна уклоневсторону скатывания, так каксцепныеустройства находились в натянутом положении. Состав на период расцепки приходилось притормаживать ручными средствами торможения.

Третий этап – строительство сортировочных горок: в Германии в 1876 г. на ст. Шпельдорф, во Франции в 1888 г. на ст. Терр-Нуар, в России в1889 г. на ст. Ртищево. Сортировочная горка–этостанционноеустройствоввиденасыпи,позволяющее благодаря уклону путей использовать силу тяжести вагонов для самостоятельного их движения на разветвляющиеся сортировочныепути.Применениегорокпозволилопроизводитьрасцепку вагоновнанадвижнойчасти,имеющейпротивоуклонпоотношению к путям скатывания, на котором сцепные устройства вагонов находятсявсжатом(благоприятномдлярасцепки)положении.

Четвертый этап – развитие средств горочной механизации длярегулированияскоростейскатываниявагонов(началоXX в.). Тормозные башмаки сначала использовались только для остановки вагонов, затем понадобилось снижать скорость движения отцепов, и в 1900 г. изобрели башмакосбрасыватель, позволяю- щийрегулироватьскоростьскатыванияотцепов.В1913–1914гг. вГермании появилисьпервыебалочныезамедлители, обеспечивающие уменьшение скорости движения вагонов нажатием балок с тормозных шин к боковым поверхностям колес. В 20-х гг. прошлогостолетиядляпродвижения вагоновпосортировочным путям и качественного их заполнения были изобретены первые вагоноосаживающие устройства, а также первые ускорители и ускорители-замедлители. Первой механизированной горочной станцией стала ст. Гамм (Германия), в России впервые была механизирована ст. Красный Лиман в 1934 г.

Пятый этап – автоматизация переработки вагонопотоков. В 1914 г. на ст. Герне (Германия) был осуществлен первый централизованный перевод стрелки, а в США на ст. Потомак с горочного поста начали управлять всеми стрелками горочной горловины. В40–60-хгг. XX в. были созданыпервыеустройства горочной автоматики, а также сформулированы теоретические положения по автоматизации горок. Однако степень внедрения

7

автоматизации в разных странах оказалась различной. В настоящее время в России идет процесс автоматизации сортировочных горок, позволяющий производить расформирование составов с минимальным участием человека.

Следующий этап – переработка вагонопотоков, предполагающая автоматическоеуправлениеработой сортировочной горки в комплексе с автоматизацией работы станции в целом. При этом функции человека сводятся к контролю работы автоматических систем.

1.2.Назначение и классификация сортировочных устройств

Сортировочные устройства предназначены для выполнения сортировочнойработынастанциях(расформирование,формированиесоставовпоездов, подачипередач, втомчислемногогруппных; сортировка вагонов подругим признакам).

Сортировочные устройства подразделяются на СУ негорочногои горочноготипа.

Устройства негорочного типа классифицируют

по принципу работы:

—вытяжные пути со стрелочными горловинами. При расположенииихнауклонахвсторонусортировочныхпутейпри сортировке используется как сила тяги локомотива, так и сила тяжести вагонов; на горизонтальных вытяжных путях – только сила тяги локомотива;

по конструкции и мощности:

—вытяжные пути со стрелочными горловинами на укло-

не – для переработки до 250 ваг./сут при 4–6 сортировочных путях. Конструкция устройства зависит от способа сортировки вагонов. При сортировке методом осаживания полезная длина

вытяжного пути Lвыт устанавливается в соответствии с длиной перерабатываемых составов с учетом длины локомотива и резерва (не менее 10 м) на неточность установки состава. Вытяжной путь и стрелочную зону следует располагать на спуске в сторонусортировки вагонов. Крутизна спуска недолжна превышать2‰,атам, гдеманевровыеоперациивыполняютсяпреимущественнос порожними вагонами, – 2,5 ‰(рис. 1.1). При сортировке вагонов толчками полезная длина вытяжного пути увеличиваетсянадлинуучасткаудаления(Lуд =150–200м),впределах

8

которого производятся расцепка вагонов и разгон состава до расчетной скорости толчка. Стрелочная горловина устраивается на спуске крутизной до 1,5 ‰, на таком же спуске должен располагаться примыкающий к горловине участок вытяжного пути длиной до 50 м (рис. 1.2). Предыдущий участок вытяжного пути длиной 350 м проектируется на подъеме до 2 ‰ или на площадке, что облегчает процесс расцепки вагонов. Расположение этой части вытяжки на спуске до 1,5 ‰ допускается только в трудных условиях [3];

Рис. 1.1. Конструкция вытяжного пути со стрелочной горловиной на уклоне при сортировке вагонов осаживанием

—вытяжные пути со стрелочной горловиной на гори-

зонтальной площадке – для переработки обычно не более 125 ваг./сут(как правило, сортировка производитсяосаживанием) при 4–6 сортировочных путях. При выполнении сортировки вагонов толчками предусматривается участок удаления;

—профилированные вытяжные пути (или пути специ-

ального профиля) – это устройство, позволяющее переработать до 600 ваг./сут при числе сортировочных путей менее 10 [4]. Вагоны сортируются толчками. Конструкция включает подающую и спускную части (рис. 1.3). В отличие от вытяжных путей сострелочными горловинами (см. рис. 1.1 и 1.2) профилированные вытяжки имеют скоростной участок между вытяжкой и стрелочной зоной. На нем отцепы разгоняются, здесь же может устраиваться немеханизированная тормозная позиция. Кроме этого имеется тормозная позиция в парке. В настоящее время профилированные вытяжки не проектируются.

9

Рис. 1.2. Конструкция вытяжного пути со стрелочной горловиной на уклоне при сортировке вагонов толчками

Рис. 1.3. Конструкция профилированноготвытяжного пути

Работа сортировочных устройств горочного типа осно-

вананаследующемпринципе:прискатываниииспользуетсясила тяжести вагонов (надвиг осуществляется локомотивом).

По конструкции и мощности устройства горочного типа классифицируют:

— на полугорки – этоустройства, позволяющиепереработать от 600до1200 ваг./сут при числесортировочных путей до10 [4]. Летомполугорки работаютпогорочномупринципу(вагоныскатываются под действием силы тяжести), а зимой используется

10