Библиографическое описание:

Бейбулатова С. И., Селиверов Д. И. Этапы повышения надежности конструкции датчиков УКСПС [Текст] // Технические науки: традиции и инновации: материалы Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, январь 2012 г.). — Челябинск: Два комсомольца, 2012. — С. 56-58. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/6/1310/ (дата обращения: 15.12.2017).

Более десяти лет на сети железных дорог России активно внедряются устройства контроля схода подвижного состава УКСПС различных модификаций. Впервые приступить к разработке систем контроля схода подвижного состава в 90-х годах заставила череда крушений, вызванных входом на станцию сошедшего с рельсов подвижного состава. Этих тяжёлых последствий крушений можно было избежать, вовремя остановив на перегоне поезд, имеющий в составе сошедшие с рельс вагоны. Таким первым дополнительным устройством обеспечения безопасности движения с датчиками разрушающегося типа и стало УКСПС, предназначенное для фиксации всех случаев схода подвижного состава с последующим перекрытием ограждающих светофоров.

Основными составными частями УКСПС являются контактные датчики, стальные токопроводящие планки и перемычки. Датчики УКСПС крепятся на деревянной шпале. Устройство имеет пять датчиков: три расположены внутри колеи, два снаружи. Сама конструкция создавалась в сжатые сроки без проведения полноценных исследований и испытаний для определения требуемых и фактических параметров срабатывания (разрушения) датчиков. Этим объясняются многие конструктивные и технологические просчёты конструкции УКСПС. Тем не менее, своевременность и оперативность внедрения этих устройств внесла неоценимый вклад в стабилизацию ситуации – были предотвращены десятки случаев проследования на станцию поездов, имеющих сход колесных пар вагонов, и выявлены сотни случаев волочения деталей или посторонних предметов. В настоящее время на сети дорог ОАО «РЖД» эксплуатируются около 15 тысяч комплектов устройств контроля схода и волочения производства ЗАО «Термотрон - завод» и ЗАО «Дальневосточные технологии».[1]

Большинство недостатков датчиков выявлялось и устранялось уже в процессе текущей эксплуатации. У всех первых вариантов УКСПС есть один и тот же принципиальный недостаток – образование микротрещин в металлических планках, сварных соединениях, а также потеря электрического контакта в разных болтовых соединениях вследствие незащищенности электрической цепи от климатических и динамических воздействий. По данным анализа Управления автоматики и телемеханики ОАО «РЖД» именно по этим причинам допускается до 90% ложных срабатываний устройств УКСПС и как следствие необоснованные задержки поездов. А это уже реальные убытки компании ОАО «РЖД».[4]

Эксплуатационниками принимались различные меры, чтобы повысить надёжность работы несовершенных датчиков. Это и дублирование болтовых соединений приваркой на основания рельсовых стыковых соединителей и напайка проводов для усиления электрического контакта между планкой и основанием. Полости оснований датчиков для стабилизации контакта заполняются графитовой и медно-графитовой смазкой, которые в условиях низких температур неработоспособны.

Неэффективность применения таких смазок вынуждает линейный штат устанавливать второй винт крепления планки в основании и постоянно их подтягивать. В конечном итоге в нём срывается резьба со всеми вытекающими последствиями. Нередко происходит излом самого винта, в результате чего оставшаяся его часть в основании не позволяет изъять планку.

Следует заметить, что усовершенствование первой конструкции продолжалось и следующим шагом стало создание устройства контроля схода подвижного состава УКСПС-У. К недостаткам конструкции УКСПС-У следует отнести наличие изолирующих соединений и фактическое удвоение болтовых электрических соединений, делающих конструкцию менее надежной. В этой разработке стало ошибочным техническое решение по креплению несущей металлической балки УКСПС-У к рельсам. Из-за неравномерного угона рельсов она деформируется и продавливает изоляцию. Замена металлической конструкции балки на полимерную ничего принципиального не изменило.

Дублирование всех элементов электрической цепи (связей, перемычек) существенно повысило надежность конструкции УКСПС-У-1 производства ЗАО «Завод твёрдых сплавов» , которая и стала следующим усовершенствованием ответственного устройства. УКСПС-У-1 представляет собой единую конструкцию. Основой является прямоугольная стеклотекстолитовая балка с закрепленными на ней датчиками. Датчики, перемычки и связи образуют единую электрическую цепь. Все контактные поверхности деталей электрической цепи покрыты оловом. В конструкции применены самостопорящиеся гайки, детали УКСПС-У-1 имеют защитное цинковое покрытие. Датчики имеют одну конструкцию и полностью взаимозаменяемы. Устройство крепится в междушпальном ящике с помощью универсального крепежного комплекта к любому типу железобетонных или деревянных шпал.[5]

Самым слабым звеном существующих устройств УКСПС, создающим основные проблемы, по настоящее время остаётся все-таки сам датчик. В связи с этим задача номер один – разработка и оперативное внедрение их модернизированных и более надёжных вариантов.

Таким новшеством на данном этапе стало устройство контроля схода подвижного состава на полимерном основании – УКСПС-П разработки ООО «Научно – технический центр информационные технологии», которое уже во второй половине 2011 года появится на железных дорогах. Основными преимуществами такой разработки является высокая надежность устройства достигающаяся, благодаря минимальному количеству элементов изделия включаемых в контрольную электрическую цепь.

Соединение датчиков между собой, а также с подрельсовыми шинами и перемычками осуществляется в новой конструкции резьбовыми виброустойчивыми соединениями. Отсутствие составляющих деталей датчика и дополнительных элементов связей датчиков, находящихся внутри рельсовой колеи, обеспечено цельнометаллической конструкцией датчиков, что сокращает количество источников переходного сопротивления. Контактные поверхности элементов электрической цепи УКСПС-П лужены и обладают повышенной коррозионной защищенностью обеспечивающей надежный электрический контакт.

Несущей частью УКСПС-П является основание, выполненное из диэлектрического высокопрочного композиционного материала (пултрузионный армированный стеклопластик), на котором смонтированы все элементы устройства.

Контрольная электрическая цепь отличается от предыдущих типов и включает в себя – датчики, изготовленные из стальной полосы методом штамповки с последующей термообработкой. Устройство УКСПС-П крепится хомутами к шпале и механического, как и электрического контакта, с рельсами не имеет, как следствие не воспринимает колебания рельса. Устройство не требует (противопоказано разработчиком) периодической подтяжки резьбовых соединений т.к. все имеющиеся резьбовые соединения повышенного класса прочности, гайки применены самостопорящиеся с неметаллической вставкой.[3]

Усилия инженерной мысли, и накопившийся опыт эксплуатационников дают положительные результаты. Количество ложных срабатываний устройства УКСПС снижается с каждым годом приблизительно на 20%. Однако резервы повышения надёжности работы датчиков УКСПС ещё имеются.

Так в настоящее время на Северной дороге проходит испытание датчик нового поколения на основе композитных и полимерных материалов - УКСПСк. Это современное устройство совместная разработка ООО «Спектр» и ПКТБ ЦШ. УКСПСк крепиться к железобетонным и деревянным шпалам посредством собственной фундаментной балки или оснований и не имеет всех упомянутых недостатков. Корпус датчиков УКСПСк выполнен из стеклопластиковой трубы (1) с внутренней электрической цепью на основе эмалированного провода (3,4) сечением 0.75-0.9 мм2 расположенного по их центру, фиксируется в защитной трубе торцевыми крышками (2). Выводы датчиков (5) имеют разъёмы – штепсель (6) и розетку (7). Резервированная электрическая цепь не подвергается прямым динамическим и климатическим воздействиям. Конструкция УКСПСк исключает возникновение обходных электрических цепей в процессе его эксплуатации и необходимость применения специальных технологий. При внедрении УКСПСк увеличение периодичности обслуживания и уменьшения количества внеплановых отвлечений специалистов за счет значительного повышения надежности снизят эксплуатационные расходы не менее чем в 4-5 раз. При отсутствии сильных механических воздействий расчётный срок службы датчика составляет не менее 25 лет.

Ещё одним серьезным недостатком существующих УКСПС последних версий является то, что вся конструкция вместе с датчиками монолитна, что крайне затрудняет её установку с соблюдением требуемых габаритов, а при дефектах литья на концах железобетонных шпал может сделать невозможной. Кроме того подобные конструкции исключают возможность регулировки габаритов датчиков с учетом бокового износа рельсов и очень затрудняют при вертикальном. Следует отметить, что устройство УКСПСк надежно крепиться на любых шпалах. Положение его датчиков легко регулируется во всех плоскостях. В комплект УКСПСк входит защитное устройство для ограждения его от незначительных динамических ударов, что позволило разработчикам отказаться от искусственного завышения прочностных характеристик датчиков.[2. c24]


Литература:

1. Резервы повышения надёжности УКСПС. Журнал Автоматика, связь, информатика. №4 2008г.
2.УКСПСк гарантирует повышение надёжности. Журнал Автоматика, связь, информатика. №2 2011г.
3. info@ntc-infotech.ru Устройство контроля схода подвижного состава УКСПС-П
4. scbist.com. Анализ работы устройств УКСПС Департамента автоматики и телемеханики.
5. http://www.pulscen.ru/go?to=http%3A%2F%2Fwww.zts.wmsite.ru ЗАО «Завод твёрдых сплавов» Устройство УКСПС-У-1.
Основные термины (генерируются автоматически): схода подвижного состава, контроля схода подвижного, повышения надежности, повышения надежности конструкции, Этапы повышения надежности, датчиков УКСПС, устройства контроля схода, Использование датчиков адаптивного, электрической цепи, надежности конструкции импульсных, надежности конструкции датчиков, датчиков адаптивного управления, устройств УКСПС, конструкции импульсных реле, подвижного состава УКСПС, случаев схода подвижного, повышения качества обработки, работы датчиков УКСПС, элементов электрической цепи, электрического контакта.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос