Oops! Something went wrong while submitting the form.
Первые модели специального подвижного состава для выгрузки и укладки балласта при ремонте железнодорожного пути – хоппер-дозаторы – были разработаны учеными Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта» (ЦНИИ МПС, ныне АО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)) в середине прошлого века. В соответствии с аббревиатурой названия института в то время модели созданных хоппер-дозаторов получили обозначения ЦНИИ ДВЗ и ЦНИИ ДВЗ М .
В эксплуатации первое поколение хоппер-дозаторов находилось до начала XXI в. Их конструкция не позволяла прерывать начатую выгрузку, поэтому излишки выгруженного балласта приходилось удалять вручную. По этой причине данные модели не использовались при текущем содержании пути.
Новая серия хоппер-дозаторов модели ВПМ-770 с прерывистой выгрузкой, разработанная ООО «Вагонпутьмаш», была поставлена на производство в начале нынешнего века и выпускается до настоящего времени . Их принципиальное отличие от моделей прошлого поколения ЦНИИ ДВЗ заключается в конструкции разгрузочно-дозирующих устройств, обеспечивающих прерывание выгрузки. Конструкция этих устройств защищена группой патентов на изобретение и на момент организации производства не имела аналогов в мире. ООО «Вагонпутьмаш» продолжило работы над совершенствованием этих хоппер-дозаторов и в 2021 г. было освоено производство хоппер-дозаторов модели 19-6940 увеличенной грузоподъемности. Отличия модели 19-6940 от ВПМ-770 следующие: увеличенная до 25 тс осевая нагрузка и, как следствие, возросшая на 5 т грузоподъемность; увеличенный с 28 до 40 лет назначенный срок службы, в частности за счет запатентованного способа изготовления рамы; бо̀льшие межремонтные интервалы. На хоппер-дозаторах модели 19-6940 установлены автономный датчик контроля дислокации на базе GSM/GPS для мониторинга местоположения, радиочастотные датчики идентификации (RFID) для мониторинга состояния деталей в процессе эксплуатации и ремонта, а также система освещения рабочей зоны.
Современные технологии текущего содержания и ремонта железнодорожного пути ориентированы на минимизацию влияния на человека и окружающую среду вредных производственных факторов (шум, вибрация, пыль и др.), а также на снижение травматизма работников в зоне повышенной опасности вблизи работающего подвижного состава. Все это необходимо учитывать в перспективных конструкциях хоппер-дозаторов. Они должны обладать более широкими функциональными возможностями, обеспечивать переход к безлюдным технологиям, а также уменьшение динамического воздействия на железнодорожный путь за счет применения инновационных способов равномерного распределения и уплотнения балласта [4; 5].
Можно выделить несколько направлений модернизации существующих и разработки новых моделей хоппер-дозаторов. Так, в случае их северного исполнения для снижения вероятности смерзания балласта, доставляемого в регионы с низкими температурами, хоппер-дозатор может оборудоваться крышей, закрывающей кузов после загрузки. Привод крыши действует автоматически с помощью дополнительно устанавливаемого пневмоцилиндра. Возможен более бюджетный вариант с тентом из износостойкого материала, разворачиваемого вручную. По краям тента, идущим вдоль кузова, пришиты петли, а на боковых стенках снаружи кузова прикреплены крючки. Один конец тента крепится к барабану, на который он наматывается в рулон, барабан устанавливается на кронштейнах на торцевой стенке кузова. Тент разворачивают в продольном направлении, для крепления свободного конца используются стойки и раскосы торцевой стены кузова. Кроме предотвращения смерзания балласта, использование жесткой или мягкой крыши позволяет снизить количество пыли при транспортировке щебня.
Дополнительно для предотвращения смерзания балласта внутри кузова предложено установить вентиляционные трубы. Подача воздуха в трубы при движении подвижного состава осуществляется естественным путем за счет встречного потока, а на стоянке при подготовке к выгрузке – принудительно от рабочей пневмомагистрали, причем при наличии теплогенератора воздух может быть нагрет для предотвращения смерзания груза. Хоппер-дозатор может быть также оборудован автономным источником электропитания, использующим солнечную или ветровую энергию. На торцевой стене кузова предлагается установить откидной кронштейн, выдвигаемый при движении и складывающийся при загрузке хоппер-дозатора. На нем монтируется съемная солнечная батарея или съемный ветрогенератор, работающий от встречного потока воздуха. От них подзаряжаются размещенные в закрытых защитных корпусах аккумуляторные батареи, питающие потребителей энергии .
Порционная выгрузка балласта в настоящее время осуществляется производителем работ, как правило, «на глазок» посредством открытия и закрытия крышек с помощью рычагов управления. Этот способ имеет два основных недостатка: объем выгружаемого щебня зависит от навыков работника; отсутствует возможность автоматического регулирования распределения балласта. Предлагается установить на хоппер-дозатор устройство контроля веса порционно распределяемого балласта, работа которого основывается на запатентованном ООО «Вагонпутьмаш» способе оценки веса выгружаемого балласта по известному значению жесткости рессорного подвешивания К [6]. После i-й и (i+1)-й выгрузок измеряют расстояния Hi и Hi+1 от подрессоренной части подвижного состава до неподвижной неподрессоренной части или до поверхности железнодорожного пути, преимущественно рельсов. Вес выгружаемой порции груза Рп вычисляют по разности измерений, умноженной на жесткость К рессорного подвешивания:
Рп= K (Hi+1 – Нi)
Устройство контроля веса по патентам ООО «Вагонпутьмаш», устанавливаемое на подрессоренных узлах и деталях хоппер-дозатора, разрабатывается студентами Российского университета транспорта (РУТ (МИИТ)) в рамках соглашения по повышению качества образовательных программ с ООО «Вагонпутьмаш». Оно содержит датчик перемещения, гироскоп, излучатель, генерирующий сигнал, посылаемый на неподвижную относительно хоппер-дозатора поверхность – головку рельса, приемник, принимающий отраженный от этой поверхности сигнал.
Создание устройства для контроля веса выгружаемого балласта позволило вплотную подойти к решению вопроса об автоматизации выгрузки и создании информационно-измерительной управляющей системы (ИИУС) распределения балласта по заданным критериям. В первую очередь для этого требуется реализация дистанционного управления процессом выгрузки и укладки балласта. Специалистами ООО «Вагонпутьмаш» было разработано и согласовано установленным ОАО «РЖД» порядком техническое задание «Система управления выгрузкой и укладкой балласта вагонами хоппер-дозаторами дистанционная, автоматическая» (771.00.002 ТЗ). В соответствии с этим техническим заданием была разработана структурная схема дистанционного группового управления хоппер-дозаторной вертушкой. На каждом хоппер-дозаторе устанавливаются блоки управления (БУ), получающие команды от переносных пультов управления (ППУ). ППУ рассчитаны на управление по радиоканалу до 20 хоппер-дозаторами. Дистанционное управление выгрузкой – независимое для каждой разгрузочной крышки, для чего в конструкции пневмопривода предусмотрено раздельное управление полостями силовых пневмоцилиндров. БУ принимает радиосигналы в условиях радиопомех в радиусе 300 м и имеет возможность подключения датчика ГЛОНАСС. Для электропитания БУ применяются типовые аккумуляторные батареи напряжением 12 В. В случае если одна бригада обслуживает более 20 вагонов, управление осуществляется с двух и более отдельных ППУ.
В нерабочем положении хоппер-дозатора управление механизмами блокируется, блокировка снимается специальным цифровым ключом, который находится у руководителя работ. Система дистанционного управления отвечает требованиям электробезопасности и электромагнитной совместимости с инфраструктурой. Благодаря ее применению уменьшается потребность в специалистах, занятых выгрузкой и укладкой балласта, которые находятся в зонах работы механизмов дозатора и движущегося подвижного состава. Тем самым снижается уровень травмоопасности.
Таким образом, измерительный блок вагона-путеизмерителя стыкуется с распределительным блоком хоппер-дозатора и управляющим блоком путевой машины типа ВПР или Дуоматик с микропроцессорной системой управления рабочими органами, а также вычислительным устройством производителя работ.
Перечисленные разработки могут стать основой для полной автоматизации процесса распределения балласта по заданным критериям, создания соответствующего цифрового модуля, обеспечивающего замкнутый цикл автоматического управления технологическим процессом выгрузки и укладки балласта на железнодорожный путь – от контроля состояния пути до автоматического распределения балласта и выправки, подъемки и рихтовки пути.
В декабре 2024 г. ООО «Вагонпутьмаш» отметило свое 25-летие. Юбилей стал значимым событием для всех работников предприятия. За четверть века специалистами компании разработаны не только современные умные хоппер-дозаторы, но и универсальная платформа для путевых работ модели ПМ 820, накоплен большой опыт диагностики подвижного состава с истекшим сроком службы в целях его продления. Право на проведение работ по продлению срока службы грузовых и пассажирских вагонов и локомотивов подтверждено выданными в установленном порядке соответствующими свидетельствами и нормативными документами. К перспективным направлениям, над которыми в инициативном порядке сегодня работает ООО «Вагонпутьмаш», относится проектирование многофункционального подрельсового основания для временного железнодорожного пути на неподготовленной поверхности. Необходимость в такой конструкции может возникать при различных чрезвычайных ситуациях, к примеру, когда требуется оперативное перемещение поезда от разрушенного моста к ближайшей понтонной переправе.
Специалисты ООО «Вагонпутьмаш» всегда готовы на высоком уровне и в установленные сроки осуществлять разработку инновационной путевой техники для своего главного заказчика – ОАО «РЖД».
