Организация и обеспечение безопасности маневровой работы

Рис. 33. Схема выполнения маневров осаживанием

Р – разгон; Т – торможение

Для полурейсов осаживания характерны полурейсы 1-го и 2-го типов. Такой малопроизводительный способ сортировочной работы в настоящее время применяется, как правило, в случаях, когда вагоны запрещено сортировать толчками – при маневрах с вагонами, требующими большой осторожности – гружеными разрядными грузами, сжатыми и сжиженными газами, негабаритными грузами 3-4 степени, отдельными видами специального подвижного состава и вагонами, занятыми людьми (кроме проводников и других сопровождающих груз работников) или когда составитель работает в одно лицо, а также в случаях, когда требуется точность в постановке вагона (на грузовом дворе, например, где работают люди).

Маневры толчками бывают трех разновидностей: одногруппными изолированными толчками, одногруппными серийными толчками и многогруппными изолированными толчками.

Маневры одногруппными изолированными толчками являются самым распространенным, хотя и не самым производительным способом сортировки на вытяжных путях. Они заключаются в том, что каждым толчком в СП направляется один отцеп и после каждого толчка маневровый состав оттягивается обратно на вытяжку (рис. 34).

Рис. 34. Схема выполнения маневров одногруппными

изолированными толчками

Сортировочная работа этим способом выполняется на вытяжных путях, имеющих недостаточную длину для выполнения ее следующим способом (см. серийные толчки). Выполнение маневровой работы таким способом состоит из полурейса Р-Т с направлением в сортировочный парк отцепа в момент достижения максимальной скорости разгона. Расцепка отцепа с маневровым составом выполняется в начале полурейса толчка. Следует иметь ввиду, что невозможно с достаточной точностью определить необходимую скорость разгона и отцепы, следующие по инерции в парк станции, могут не полностью проходить необходимое расстояние или же подходить к стоящим на путях парка вагонам со скоростью, превышающей допустимую (5 км/ч). Поэтому при выполнении сортировочной работы толчками необходимо иметь штат регулировщиков скорости, которые с помощью ручных тормозных башмаков снижают в необходимых случаях скорость следования отцепа на специальных тормозных позициях.

Способ одногруппных серийных толчков предполагает не полную остановку маневрового состава после толчка с обратным оттягиванием маневрового состава, как это делается при изолированных толчках, а снижение скорости при торможении до 5 км/ч для выполнения расцепки и последующего разгона для направления следующего отцепа в сортировочный парк (рис. 35).

Рис. 35. Выполнение маневров способом одногруппных

серийных толчков

Маневры одногруппными серийными толчками выполняются в следующей последовательности: состав вытягивается на вытяжной путь дальше от разделительной стрелки, чтобы можно было произвести несколько толчков без перемены направления (рис. 36).

Рис. 36. Схема выполнения маневров одногруппными

серийными толчками: От – отпуск тормозов

После отцепки первой группы вагонов состав разгоняется в сторону СП и резко затормаживается до скорости примерно 5 км/ч. При этом отцепленная группа вагонов под действием инерции от разгона уходит в парк. В то же время отцепляют следующую группу вагонов. Состав вновь разгоняют до нужной скорости и тормозят, после чего второй отцеп уходит в СП. Так повторяется несколько раз, пока не потребуется произвести оттягивания вагонов на вытяжной путь, после чего сортировку возобновляют в том же порядке.

Число толчков зависит от мощности локомотива, длины отцепов и вытяжного пути. Маневры таким способом наиболее производительны на вытяжном пути с уклоном в сторону СП. Наличие уклона дает возможность снизить скорость разгона при толчках и увеличить их количество в каждой серии до 6-8. При маневрах одногруппными серийными толчками наиболее целесообразный уклон 3-4 ‰.

Маневры многогруппными изолированными толчками (рис. 37) заключаются в следующем: после вытягивания состава на вытяжной путь от него сразу отцепляют несколько групп вагонов. Затем состав разгоняют и резко затормаживают; при этом от состава отцепляются и следуют в парк все отцепленные группы вагонов. В зависимости от ходовых свойств отцепы следуют либо вместе, либо расходятся, образуя некоторые интервалы между собой. Создание необходимых интервалов или увеличение их до нужных размеров для перевода разделительных стрелок между смежными отцепами производят подтормаживанием вагонов на специальных тормозных позициях. С этой целью вытяжные пути и стрелочную зону СП оборудуют тормозными устройствами.

Рис. 37. Схема выполнения маневров многогруппными толчками

Многогруппные серийные толчки – один из наиболее сложных приемов сортировки вагонов на вытяжном пути; он заключается в том, что без возвратных движений локомотива (оттягиваний) производят несколько (серию) толчков, каждым из которых в сортировочный парк направляется по несколько отцепов. Такие маневры наиболее производительны, но не получили широкого распространения, так как требуют устройства профилирующих вытяжных путей.

Способ непрерывной сортировки вагонов на вытяжном пути специаль­ного профиля с элементами уклонов разной крутизны (от 1,8 до 5,7 ^о/_оо) при минимальном участии маневрового локомотива заключается в том, что после вывода состава на вытяжной путь отцепленный локомотив толкает состав, придавая ему скорость 3-5 км/ч и уходит по обходному пути, в парк приема за очередным составом. Дальнейшее движение вагонов до окончания расформирования состава происходит под действием сил инерции и тяжести. При этом движении с равномерной скоростью или небольшим ускорением, когда вагоны достигают разделительного противоуклона, скорость головных вагонов несколько уменьшается, сцепные приборы сжимаются и становится возможным отделить от состава очередной отцеп. Затем, попав за разделительной площадкой на скоростной уклон, отцеп устремляется в СП. Интервалы между отцепами, необходимые для перевода разделительной стрелки, образуются за счет более позднего выхода последующих отцепов на скоростной уклон.

3.16 Лекция № 16 «Методика нормирования маневровой работы на вытяжных путях»

Вопросы:

1 Способы нормирования маневровой работы на вытяжных путях.

2 Порядок производства и обработки хронометражных наблюдений. Определение расчетных параметров для полурейсов, выполняемых осаживанием.

3 Определение расчетных параметров для полурейсов, выполняемых толчками.

4 Определение расчетной скорости разгона для полурейсов, выполняемых толчками.

1 Способы нормирования маневровой работы на вытяжных путях. Установление необходимого времени на выполнение тех или иных маневров называется нормированием.

Задача нормирования – установление прогрессивных норм времени на выполнение маневровой работы при разработке технологического процесса станции, определение норм выработки комплексных маневровых бригад для установления уровня их зарплаты с целью повышения производительности труда на базе эффективного использования технических средств и научной организации труда в условиях рынка.

Нормирование маневров выполняется двумя способами:

- расчетными параметрами;

- тяговыми расчетами.

Оба эти способа нормирования маневров дополняют друг друга, так как каждый из них имеет определенную сферу применения.

Способ расчетных параметров применяется при нормировании сложных маневров (расформирование-формирование составов), которые носят массовый характер, т. е. повторяются при постоянных основных условиях выполнения маневровой работы. В основу нормирования профессором А.Н. Фроловым положена прямолинейная математическая зависимость времени выполнения полурейса от величины маневрового состава, по которой с достаточной точностью для практических целей можно определить продолжительность маневрового полурейса.

, мин,

где – число вагонов в маневровом составе;

– расчетные маневровые параметры, представляющие собой:

– часть времени полурейса или рейса, приходящаяся на движение локомотива;

– часть времени, приходящаяся на передвижение одного вагона маневрового состава.

Геометрическая интерпретация а и b может быть представлена графически (рис. 38). При этом , .

Через расчетные параметры можно найти среднее значение времени на маневровую работу, которое позволяет достаточно надежно строить технологию работы станции:   ,   где r – число полурейсов.

tпр tпрi = а + bmс,     mс Рис. 38. Зависимость времени полурейса от величины маневрового состава

Для простых маневров, состоящих из более или менее длинных одиночных полурейсов 2-го типа по подаче, уборке, перестановке групп вагонов, а также маневров со сборными поездами на промежуточных станциях следует применять способ тяговых расчетов.

Тяговые расчеты заключаются в графическом или аналитическом определении времени элементов полурейса и его продолжительности в целом по физико-механическим зависимостям между силами тяги и сопротивлениями при маневровых передвижениях.

При графическом решении этой задачи строят кривые скорости и времени полурейса с маневровым составом в зависимости от длины полурейса, приведенные на рис. 39, где V = f() – кривая скорости полурейса; а t = f() – кривая времени полурейса в функции его длины.

V,t     V = f() tт   tуст tпр     tр Рис. 39. Элементы маневрового полурейса в тяговых расчетах

Время и расстояние разгона и замедления для каждого полурейса при маневрах можно определять и по номограммам, построенным на основании тяговых расчетов (рис. 40).

Этот способ требует большой вычислительной работы и обладает недостаточной точностью при малых (до 10 км/ч) скоростях передвижения маневрового состава.

Рис. 40. Номограмма для определения времени и расстояния

разгона и замедления в зависимости от веса маневрового состава

Однако в практических условиях для станционных диспетчеров и других работников, связанных с маневрами, необходимое время на полурейс быстрее и целесообразнее определять по заранее построенным диаграммам (рис. 41).

tпр, мин 3.5   3 2.5   2   1.5     0.5					700
				500
					Q мс, m

250 500 750 1000 1250 1500

Рис. 41. Зависимость времени полурейса от его длины

и веса маневрового состава

По ним без промежуточных расчетов можно найти время полурейса (без подготовительно-заключительных операций) в зависимости от его длины и величины маневрового состава.

Установленные для конкретных маневровых районов параметры а и b могут использоваться в расчетах до тех пор, пока не изменятся основные условия выполнения маневровой работы, а именно применяемый маневровый локомотив, план и профиль маневрового района и состав вагонного парка. В случае изменения хотя бы одного из указанных условий необходимо выполнение хронометража длительности полурейсов в изменившихся условиях.

2 Порядок производства и обработки хронометражных наблюдений. Определение расчетных параметров для полурейсов, выполняемых осаживанием. Приведенная выше зависимость характерна для полурейсов осаживания, оттягивания, перестановки, т. е. для полурейсов, выполняемых осаживанием. Наиболее доступным способом определения расчетных параметров являются хронометражные наблюдения. Хронометраж проводится при помощи секундомеров. В этом случае при организации хронометража для каждого полурейса фиксируется длительность полурейса () и число вагонов в маневровом составе ().

Общее число наблюдений (n) анализируемых полурейсов должно быть . Данные о наблюдениях следует фиксировать в специальном журнале, где предусматривается первичная обработка данных.

Обработка наблюдений за полурейсами осаживания представлена в форме табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчета параметров a и в

№ наблюдения	m	t (сек)	Обработка наблюдений
m ∙ t	m
… n	… m	… t	… m ∙ t	… m

Данные наблюдений наносятся на график (рис. 42).

Остается подобрать линию, характеризующую зависимость

.

Используемая линейная зависимость из-за разброса продолжительности полурейсов не может быть функциональной, а является корреляционной, определяемой способом наименьших квадратов, т. е. по условию минимизации отклонений результатов реальных наблюдений от предполагаемой линейной зависимости. Согласно данному условию, наилучшим коэффициентами a и b будут те, которые соответствуют минимальной сумме квадратов отклонения опытных данных от расчетных. Иначе суммарные расхождения значений линии от значений точек должны быть минимальными, что можно представить как

S= t – (a + bm )]²®min,

где S – сумма квадратов отклонений опытных данных от расчетных;

t – продолжительность опытного полурейса;

(a + bm ) – продолжительность расчетного полурейса.

Вторая производная этого выражения положительна, следовательно, функция имеет минимум (наименьшее значение), который может быть найден, если приравнять первую производную этой функции к нулю.

Найдем частные производные и :

=2[ t – (a + bm )](– 1) +…+2[ t – (a + bm )(– 1) = 0.

Так как 2¹0, выражение в скобках равно 0.

Тогда

– t+ na + b m= 0 или na + b m=t;

=2[t – (a +bm)](– m)+…+2[t – (a +bm)] = 0;

– t∙ m+am+ bm= 0

или am+ bm= -t∙ m.

Составим систему уравнений:

am+ bm=t∙ m;

na + bm=t,

откуда a =.

Подставим значение a в 1-е уравнение системы и найдем b:

m+ bm=t∙ m;

b=.

Таким же образом определяются параметры маневровой работы для полурейсов вытягивания, оттягивания и др. Продолжительность полурейса зависит от тяговых устройств, плана профиля вытяжки, так как данные виды маневровых полурейсов выполняются от начальной скорости до определенной максимальной скорости, которая зависит от вышеуказанных факторов.

3 Определение расчетных параметров для полурейсов, выполняемых толчками. Дополнительным фактором, оказывающим влияние на продолжительность таких полурейсов, является расчетная скорость разгона . При выполнении маневров толчками максимальная скорость разгона V _max определяется не длиной полурейса, а величиной кинетической энергии, приданной отцепу, за счет которой он (отцеп) следует на определенное расстояние. В этом случае для полурейса необходимо определить скорость разгона , которая определяется из условия прохода отцепом расчетного расстояния. Продолжительность маневрового полурейса толчка устанавливается отдельно для разгонов, отдельно для торможений.

Тогда = (a_р + b_р m), с,

, с,

где a_р, a_т – часть времени соответствующего маневрового полурейса (Р, Т), приходящаяся на перемещение маневрового локомотива при изменении скорости разгона (торможения) на 1 км/ч;

b_р,– часть времени маневрового полурейса (Р, Т), приходящаяся на перемещение одного вагона при изменении скорости разгона (торможения) на 1 км/ч.

При организации хронометражных замеров маневровых полурейсов каждый раз следует фиксировать продолжительность полурейса, число вагонов в маневровом составе и максимальную скорость разгона. А при обработке этих наблюдений рассматривать вместо величины , что позволяет установить расчетные параметры , способом наименьших квадратов, если в приведенные формулы для полурейсов, выполняемых осаживанием, подставить вместо :

a_р + b_р m.

Необходимо вести две таблицы наблюдений (для разгона и торможения) по образцу таблицы 2.

Таблица 2

Исходные данные для расчета параметров а и b при разгоне состава

t р (с)	m	V р	Обработка наблюдений
tр= t р / V р	tр ∙ m	m
3,7			3,7
	å m		åtр	åtр ∙ m	å m

Полученные значения подставляются в формулы для получения расчетных параметров

а = ; b = .

4 Определение расчетной скорости разгона для полурейсов, выполняемых толчками. Необходимая скорость разгона маневрового состава может быть определена из условия равенства кинетической энергии разгона (Э_р) и работы всех сил сопротивления движению отцепа (W_с) при следовании его по инерции до необходимого места в парке, т. е. Э_р = W_c. На рис. 43. приведена схема маневров толчками.

V_р

Рис. 43. Схема маневров одногруппными изолироваными толчками

Как известно, кинетическая энергия

где М – масса тела;

V_р – начальная скорость движения по инерции (скорость разгона).

Применительно к маневрам толчками эта формула для определения кинетической энергии отцепа примет вид

,,

где Q – масса отцепа, т;

V_р – скорость разгона (толчка), м/с;

q/=– ускорение силы тяжести с учетом влияния вращающихся частей вагонов (9,5 – 9,7 для груженных и 8,7 – 9,0 для порожних вагонов).

.

Работа сил сопротивления W может быть выражена как

,

где – расстояние следования отцепа по инерции от места отрыва до места остановки на сортировочном пути, м;

– суммарное среднее удельное сопротивление движению вагонов отцепа, состоящее из основного удельного сопротивления движению, сопротивления среды, сопротивления от кривых, стрелок и продольного профиля пути движения отцепа, кгс/т.

, кгс/т,

где – профиль маневрового района.

При уклоне вытяжного пути и стрелочной горловины в сторону сортировочного парка общее удельное сопротивление снижается по сравнению с сопротивлением для маневрового района, располагаемого на площадке, т. к. в этом случае вычитается из суммы предшествующих ему слагаемых (т. е. полурейс потребует меньшего расстояния и меньшую длину вытяжки). Таким образом расположение вытяжных путей на сплошном уклоне потребует меньшей длины вытяжного пути, т. к. полурейс Р-Т маневрового состава требует меньшей длины этого полурейса.

Приравняем значения Э_р и W:

=

После упрощения и преобразования получим

м/с

или , км/ч.

3.17 Лекция № 17 «Нормирование продолжительности расформирования-формирования составов на вытяжных путях»

Вопросы:

1 Факторы, влияющие на продолжительность расформирования-формирования поездов.

2 Нормирование продолжительности маневров при выполнении их способом осаживания.

3 Нормирование продолжительности маневров при выполнении их серийными толчками.

4 Нормирование продолжительности маневров при выполнении их одиночными толчками.

5 Упрощенные формулы нормирования маневров на вытяжных путях.

1 Факторы, влияющие на продолжительность расформирования-формирования поездов. В процессе расформирования прибывающих на станцию составов поездов вагоны направляются на пути сортировочного парка в соответствии с планом формирования поездов этой станции и специализацией сортировочных путей. В результате на сортировочных путях накапливаются составы новых поездов или группы вагонов определенных назначений, т. е. в процессе расформирования образуются новые составы поездов. После накопления состава может потребоваться лишь незначительная работа по окончанию его формирования. В связи с этим говорят не о расформировании составов, а о едином процессе расформирования-формирования составов.

Продолжительность расформирования-формирования составов поездов зависит от способа выполнения маневров, числа вагонов в маневровом составе, величины отцепов (число отцепов определяет количество маневровых полурейсов, а величина маневрового состава определяет продолжительность полурейса).

Кроме того, теория и практика выполнения маневров показали, что для ускорения маневров необходимо величину состава делить на части, т. е. при нормировании маневров необходимо установить оптимальное число частей состава, при котором время расформирования-формирования Т_р.ф. стремится к минимальному значению (рис. 44).

Рис. 44. Зависимость продолжительности расформирования-формирования от числа частей состава: х – число частей, на которое делится состав.

Другими способами ускорения маневров является применение передовых методов труда (двустороннее расформирование состава, комбинаторный способ и др.). Для вывода расчетных формул, по которым можно определять продолжительность маневров с составами, возьмем наиболее типичную схему горловины участковой станции (рис. 45), примем значение величины состава в вагонах m; число частей состава х1, х2, х3; число отцепов в составе g. С помощью этих данных определим время на расформирование-формирование составов.

Рис. 45. Схема горловины станции

2 Нормирование продолжительности маневров при выполнении их способом осаживания. Расформирование–формирование способом осаживания состоит из следующих полурейсов (рис. 46):

а) заезд маневрового локомотива с вытяжного пути на путь приемо-отправочного парка (1);

б) вытягивание состава или отдельных его частей на вытяжку из приемо-отправочного парка на вытяжной путь (2);

в) сортировочные полурейсы – осаживание состава на сортировочные пути в соответствии с назначением вагонов и планом формирования (3);

г) полурейсы обратного оттягивания (4), совершаемые при возврате маневрового состава на вытяжной путь за разделительную стрелку сортировочного парка после каждого рейса сортировки (разделительная стрелка – стрелка, которая отделяет два отцепа. Например, один отцеп находится на пути 5, а другой отцеп на пути 6, стрелка z является разделительной).

Рис. 46. Маневры осаживанием

Общее время выполнения сортировки состава осаживанием складывается из суммы времени на выполнение полурейсов перечисленных категорий

, мин.

Данные о количестве полурейсов каждого вида, их продолжительности и средней величине маневрового состава при расформировании состава осаживанием приведены в табл. 5.1.

Допустим, что состав делится на х частей (рис. 46).В этом случае заезд представляет собой холостой полурейс, т. е. его продолжительность , а общая затрата времени (табл. 3).

Таблица 3

Исходные данные для вывода расчетной формулы

Вид полурейса	Число полу-рейсов	Средняя величина маневрового состава	Продолжительность одного полурейса	Общая продолжительность
Заезд	x	-	a
Вытягивание	x	m/x
Осаживание	g
Оттягивание	g–x	m/2x

Число полурейсов вытягивания также равно числу частей состава Один полурейс вытягивания определяется как

,

а общая затрата времени

(т. е. при увеличении числа частей затраты времени возрастают).

Число полурейсов осаживания