减速顶世界上最早研究减速顶的是英国道蒂液压设备有限公司,道蒂减速顶研制成功后,在德国、瑞典、法国、
日本、加拿大等国.纷纷根据本国的国情和路情,先后研制成功一些适合本国铁路使用的调速设备。1974年在哈尔滨研制成功了我国第一台减速顶.为中国铁路编组站调车作业的调速技术自动化开辟了一条新的途径。进入21世纪.中国减速顶与调速技术的研究和应用在更高的起点上发展.进入可相对稳定的发展阶段,部分技术已处于世界领先水平。减速顶与调速技术的广泛应用,使编组站彻底甩掉了铁鞋,大大降低了调车作业事故.减轻了调车作业人员的劳动强度,提高了编组站的解编能力和作业效率,创造了经济效益和社会效益,在全路共安装运用各类减速顶达100多万台。
减速顶调速系统是一个由多台减速顶构成的连续式调速系统,虽然每台减速顶是一个独立的工作单元,但最终的调速效果是依靠每股道减速顶群体的系统能力来实现的,因此,减速顶的养护维修成为编组站的一项重要工作。
自从减速顶使用以来.没有有效的方法对减速顶的各项性能指标进行准确的检测。绝大多数的减速顶维修均采用室外巡视、室外维护和室内检修相结合的方式.在养护维修工作中,减速顶的日常检查占了很大的比重.对编组场安装的减速顶每天全部检查一次平均占维修作业量的60%左右,耗时费力.维护人员普遍采用的方法是人工检查,目测外部结构是否有损坏、漏油等现象,对减速顶是否做功、制动性能的好坏只能采用逐台脚踩的方法来判断。而且由于人为因素检查不到位,极易导致调车事故的发生。许多编组场出现了部分减速顶虽然不到检修期,但制动功能明显减小.临界速度发生变化,以至于频繁出现超速连挂.损坏车辆的事故.但又无法在成千上万台减速顶中,准确无误的将这些不做功的减速顶检测出来。随着减速顶使用时间的延长,设备性能不断衰减。运用质量下降.这个问题也越来越凸显出来,成为编组场调车作业及人身安全的隐患。
基于上述原因.我们需研发智能化的自检性能减速顶.使其能够对安装在线路上的减速顶进行准确检测本身是否做功,及时发现不合格的减速顶,及时更换,消除事故隐患,保证铁路运输生产安全。
智能化自检性能减速顶动态性能监测管理系统。通过车轮压力传感装置监测线路打靶区末端、减速顶群人口处车辆的运行速度,减速顶群出口车辆的运行速度,以及连挂区段车辆连挂速度和停车器入口处速度,准确的了解、判断车辆在进入减速顶区段的运行速度变化情况.并实时将信息传输到减速顶维修、管理部门,便于对连挂情况进行了解,对减速顶使用状态作出一个合理判定。
对安装在线路上的减速顶本身进行准确检测是否做功,发现不合格的减速顶.及时更换.消除事故隐患,保证铁路运输生产安全。在减速顶内部采用测力传感器的方法,在溜放车辆通过减速顶时产生的制动力进行检测,通过传输系统传输到车站设备维修、各级管理人员的计算机系统,实时了解每条线路的每个减速顶的情况,分析检测数据。
根据《铁道车辆减速顶运用、维修要求》(TB/T2464 2009)标准,通过电子标签自动识别、累计滚压次数,直观的评判减速顶是否需要进行大修及其他各项工作。
自检性能减速顶还可以对整条线路上的减速顶作出整体评估,为提高解编速度,提高站场工作效率提供依据。
自检性能减速顶是在减速顶内部采用测力传感器的方法,在溜放车辆通过减速顶时对产生的制动力进行检测,通过无线传输系统传输到车站设备维修、各级管理人员的计算机系统终端.能实时了解每条线路的每个减速顶的做功情况,实时分析检测数据,确保检测数据的准确性,并可存储打印输出结果。自检性能减速顶还可以对整条线路上的减速顶作出整体评估,为提高解编速度.提高站场工作效率提供依据。
(1)在保持原减速顶的整体结构基础上,只改造不影响减速顶性能的止冲座(止冲销)结构,使改造后的止冲座内部镶嵌高可靠性的测力传感器,通过导线引出减速顶体外;
(2)在原来的减速顶壳体上改造,增加电源、信息采集、信息输出装置,使减速顶内部测力传感器输出的电信号放大后无线传输出去;
(3)在地面安设无线接收装置,接收到的减速顶传出的信号通过处理、放大后无线输出到减速顶信息管理系统。
该系统设计应用在编组站内,对各个车辆进出编组线路情况的一个实时无线监测系统。应用公司的CC2530F256芯片来实现无线组网,内部运行Zigbee2007/PRO协议栈,具有Zigbee协议的全部特性,该系统具有以下特点:
(1)自动组网:上电后各压力监测无线终端自动组网,协调器自动给无线路由分配地址,无需人工干预,极大的方便了安装和调试。
(2)自动修复:当某个模块由于电量低或其他原因不能正常工作时。工作人员可以在线对该模块进行充电或维修,等正常后,网络可再次自动组网完成修复。
(3)可靠性高:成熟的工业Zigbee无线协议,并经过128 bit数据加密处理,以防数据泄露,阻止非授权节点获取网络数据,增加了系统的可靠性。
(4)功耗低:平时各个节点工作在睡眠状态,此时只是发射功耗的千分之一,只是在车辆压到减速顶而触发信号时才激活无线发射功能。因此能达到很高的节能效果。
众所周知,普通减速顶无需外部控制和能源,具有节省能源、布置灵活、工作可靠等许多优点。但在采用全减速顶调速系统时,由于减速顶群对高于其临界速度的所有溜放车辆都制动减速,这就使作业中的大组车特别是大组空车在调车场的头部很快减速,造成大组车走行时间过长.道岔不能快速转换,从而影响下一钩车的溜放,直接影响了驼峰作业效率。如何能使减速顶也像减速器那样具有“让头拦尾”的功能,实现大组车特别是大组空车的头部经过顶群时先不制动,使其快速通过道岔区,然后根据需要对后半部分车辆进行制动减速。这就需要研制出一种能由计算机进行自动控制的“可控减速顶”,由它组成的“计算机可控顶调速系统”可以实现对溜放车辆的实时控制,即可以根据作业需要对大组车实行“让头拦尾”控制.从而大大提高系统的调速效果和运输效率。