Устройство автоматического расцепления вагонов

Заявленная полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к способам механизации и автоматизации расцепки вагонов на сортировочной горке. Предлагаемое техническое решение предполагает использование автоматизированного устройства для расцепки вагонов, которое расположено на участке надвига вагонов перед горбом сортировочной горки на месте работы составителя поездов.
Внедрение устройства автоматического расцепления вагонов на сортировочной горке позволит сократить время роспуска вагонов с горки, уменьшить простой транзитных вагонов с переработкой, увеличить объем проходящих через сортировочную горку вагонов, уменьшить вероятность травматизма составителей поездов.
Известно техническое решение на устройство «Система авторасцепки вагонов на сортировочной горке» RU 2450946 С1. Система содержит выполненную с возможностью перемещения относительно подлежащих расцеплению вагонов каретку. На каретку установлены манипулятор и оптико-электронная система, сигналы которой используются для определения скорости и координат расцепного узла. Оптико-электронная система содержит цифровую телекамеру, компьютер и блок обработки изображения. Кроме этого, система содержит измеритель скорости и счетчик осей, связанные каналами связи с компьютером.
Недостатком конструкции данного технического решения является то, что при установке манипулятора на каретке, которая движется по соседнему дополнительному пути, расстояние от захвата манипулятора до расцепной цепи валика подъемника автосцепки расцепляемого вагона слишком большое - более половины ширины вагона. Такая геометрическая схема не является оптимальной, так как из-за большой консоли конструкция манипултора становится громоздкой и тяжеловесной, что негативно скажется на быстродействии и точности выполняемой операции расцепки. Кроме этого, в случае неудачной попытки расцепки нет возможности произвести расцепку с другой стороны через вторую автосцепку, находящуюся в зацеплении с первой.
Наиболее близким по техническому решению является устройство «Способ автоматического расцепления автосцепок движущихся вагонов и устройство его осуществления» (RU 2728968 С1). В данном решении для расцепления используют тележку с манипулятором, размещаемую внутри железнодорожной колеи с возможностью перемещения по оси пути непосредственно под автосцепками в габарите подвагонных устройств.
Однако, данная конструкция имеет ряд недостатков. Во-первых, манипулятор установлен на тележке, колеса которой опираются на внутреннюю грань подошвы рельса, для чего необходимо использовать специальные рельсовые скрепления, устройство передвигается на колесах очень малого диаметра, вследствие чего, любое препятствие, в том числе снег или лед в зимнее время года на пути следования устройства делает невозможным его работу. Во-вторых, устройство имеет возможность взаимодействовать одновременно с цепью только одной автосцепки, так как конструкцией предусмотрена одна вилка для расцепления. В случае неудачного расцепа для взаимодействия с цепью второй автосцепки, которая находится в зацеплении с первой, устройству необходимо выполнять заново позиционирование тележки и наведение вилки манипулятора на цепь расцепного привода.
Предлагаемое техническое решение представляет собой тележку (1), перемещаемую по железнодорожной колее с возможностью перемещения при помощи колес малого диаметра (2) по собственной узкой 600 мм железнодорожной колее. В качестве рельсов используются стандартные рельсы Р18, закрепленные на шпалах из композитных материалов.
На тележке установлен большой рычаг манипулятора (3), малый рычаг манипулятора (4), с двумя рычагами (7) и закрепленными на них вилками (5). Для позиционирования тележки точно под автосцепкой и наведения вилок на расцепные цепи на малом рычаге манипулятора (4) установлен подвижный блок оптико-электронной системы (6). Использование двух вилок дает возможность устройству автоматического расцепления одновременно взаимодействовать с цепями обоих автосцепок, что увеличивает вероятность расцепа.
Устройство автоматического расцепления вагонов интегрируется в систему управления сортировочной горки.
При приближении распускаемого состава к позиции, где расположено устройство, в блоке оптико-электронной системы (6) производится вычисление координаты нужной автосцепки, величины и направления требуемой скорости передвижения тележки (1) с тем, чтобы встреча манипулятора и автосцепки произошла в расчетной точке пути.
После этого бортовой компьютер выдает сигнал блоку управления двигателем на начало движения. Устройство начинает движение в сторону расчетной точки встречи с требуемой автосцепкой.
Блок оптико-электронной системы (6), состоящий из цифровой видеокамеры и компьютера (1), благодаря своей подвижности, получает непрерывное изображение движущегося вагона и распознает изображение автосцепки, к которой необходимо осуществить движение. Затем подсчитывает количество автосцепок (вагонов), мимо которых устройство должно проследовать без остановки, а при приближении к заданной автосцепке выдает сигнал на выравнивание скорости тележки (1) и состава. Устройство начинает движение со скоростью надвига. Блок оптико-электронной системы (6) захватывает изображение нужной автосцепки и выдает сигналы для позиционирования тележки (1) точно под нужной автосцепкой для наведения вилок (5) малого рычага манипулятора (4) на обе цепи автосцепки.
Для наведения на элементы расцепного привода автосцепки система на изображении автосцепки распознает характерные линии, например, вертикальную линию кромки большого зуба автосцепки и горизонтальные линии нижних кромок зубьев, а также контур цепи и высчитывает расстояние от вилки до цепи. По результату вычисления система формирует и выдает сигналы устройству наведения.
Рычаги вилок (7) выдвигаются, вилки (5) захватывают цепи, проворачиваются и задвигаются в исходное положение. На поворот вилок (5) и на возвращение их в исходное положение команду выдает бортовой компьютер. Расцепка произведена. Бортовой компьютер выдает блоку управления устройства команду на торможение и движение назад в исходное положение для следующей отцепки.
В случае сбоя в работе и не расцепления вагонов в нужной точке подает сигнал машинисту горочного локомотива. Машинист, получив сигнал, останавливает роспуск, снимает не расцепленные вагоны с надвижной части сортировочной горки для повторения расцепа в расчетной точке.
Сущность предлагаемого устройства автоматического расцепления вагонов поясняется на фигурах 1-4.
Источники информации
1. Патент «Способ автоматического расцепления автосцепок движущихся вагонов и устройство его осуществления» RU 2728968 С1.
2. Патент «Система авторасцепки вагонов на сортировочной горке» RU 2450946 C1.
3. Патент «Шпала композитная» RU 132452 U.
На фигуре 1 изображено рабочее положение устройства при наведении на автосцепку для ее расцепки
поз. 1 - тележка;
поз. 2 - колеса;
поз. 3 - большой рычаг манипулятора;
поз. 4 - малый рычаг манипулятора;
поз 5. - вилка;
поз 6. - блок оптико-электронной системы;
поз 7. - рычаг вилки.
На фигуре 2 представлено транспортное положение устройства при передвижении под вагонами от одной автосцепки к другой.
поз. 1 - тележка;
поз. 2 - колеса;
поз. 3 - большой рычаг манипулятора;
поз. 4 - малый рычаг манипулятора;
поз 5. - вилка;
поз 6. - блок оптико-электронной системы;
поз 7. - рычаг вилки.
На фигуре 3 представлен поперечный профиль пути с устройством, находящимся в рабочем положении.
поз. 1 - тележка;
поз. 2 - колеса;
поз. 3 - большой рычаг манипулятора;
поз. 4 - малый рычаг манипулятора;
поз 5. - вилка;
поз 6. - блок оптико-электронной системы;
поз 7. - рычаг вилки.
На фигуре 4 представлен поперечный профиль пути с устройством, находящимся в транспортном положении.
поз. 1 - тележка;
поз. 2 - колеса;
поз. 3 - большой рычаг манипулятора;
поз 5. - вилка;
поз 6. - блок оптико-электронной системы;
поз 7. - рычаг вилки.