Дослідження конструкції лінзового світлофора і маршрутного покажчика

Мета роботи. Вивчити конструкцію лінзового світлофора, маршрутного покажчика і їхніх елементів. Вивчити принципи передачі наказів оптичними пристроями. Дослідити роботу на різні напрямки лінзового світлофора з маршрутним покажчиком.

Прилади й апаратура

1. Лінзовий світлофор.

2. Маршрутний покажчик.

3. Лінзові комплекти різних світлофорів.

4. Лабораторний стенд для вивчення дії лінзового світлофора та маршрутного покажчика.

5.1. Короткі теоретичні відомості

Для забезпечення безпеки руху поїздів і маневрової роботи на залізничному транспорті застосовують сигнали, які є наказом машиністові та підлягають беззаперечному виконанню [6]. Основними сигналами в пристроях автоматики й телемеханіки є лінзові світлофори, але на малодіяльних ділянках ще зустрічаються прожекторні світлофори.

За призначенням світлофори поділяються:

- на станціях – вхідні, вихідні, маршрутні, маневрові й інші,

- на перегонах – прохідні, прикриття, попереджувальні.

За конструкцією підрозділяються на щоглові, карликові й консольні.

Світлофори передають машиністові чіткі однозначні накази. Сигнал повинен бути чітко сприйнятий машиністом з відстані не менш гальмівного шляху (не менш 1000 м) при автоблокуванні або напівавтоматичному блокуванні, а в умовах гір, де видимість обмежена – з відстані не менше 400 м, в особливих умовах – з відстані не менше 200 м з обов’язковою установкою повторювальних світлофорів, які дублюють повідомлення, передане з відстані не менше гальмівного шляху [5; 6].

Для забезпечення видимості сигналів світлофора проводиться наведення світлофорів при будівництві автоблокування. Наведення здійснюють як мінімум два спеціалісти: один перевіряє видимість сигналу на відстані не менш гальмівного шляху, тримаючи шест довжиною 4,5 м (рівень очей машиніста локомотива) на кінці якого шит, другий, піднявшись на щоглу світлофора, змінює положення головки світлофора. Доки перший, що перебуває на шляху, не визначить положення світлофорної головки при найкращій видимості й не доможеться максимальної сили світла, при даному куті установки головки світлофора. Головка встановлюється на площадці, що передбачає можливість зміни кута повороту головки в горизонтальній і вертикальній площині. Для забезпечення погоджених дій вони встановлюють зв’язок за допомогою портативних радіостанцій.

Наведення здійснюють також і під час установки робітниками залізничної дороги нових світлофорів або в разі переносу переносу світлофорів. У таких випадках передбачається спеціальне вікно в русі поїздів, відповідно до Інструкції по поїзній і маневровій роботі.

Для того щоб видимість сигналу світлофора була чіткою технологією виробництва світлофорів передбачене точне фокусування лінзових комплектів і ламп. Лінзові комплекти проходять фокусування у спеціальному цеху заводу «Світлофор» розташованого в місті Дніпропетровську (єдиного в Україні й у СНД). У цьому цеху за допомогою спеціальної еталонної лампи перевіряється кожний лінзовий комплект, він встановлюється разом з еталонною лампою в лампотримач. Лампотримач, у цьому випадку жорстко не закріплюється в лінзовому комплекті, і за допомогою спеціальних регулювальних гвинтів. Лампотримач переміщається стосовно лінзового комплекту так, щоб на екрані на відстані 18 м сформувалася світлова пляма від даної еталонної лампи певної форми. Коли цього досягнуто лампотримач фіксується жорстко щодо лінзового комплекту, місця стикування лампотримача й лінзового комплекту заливають розплавленим свинцем. Так відбувається чітке фіксування, що в експлуатаційних умовах дозволяє жорстко втримувати лампотримач щодо фокуса лінзового комплекту в певній точці. Оскільки всі лампи виконуються за одним еталоном, то будь-яка нова лампа стає так, що її нитка виявляється у фокусі лінзового комплекту світлофора. Таким чином, забезпечується незмінність сили світлового потоку й чітка видимість сигналу.

Для того щоб будь-яка лампа виявилася у фокусі лінзового комплекту світлофора, використовують методику проходження фокусування ламп. Цоколь лампи виконаний із двох цоколів: один із цоколів припаюється там, де виконується лампа, і називається технологічним цоколем (не є фокусувальним), він формує лампу. Щоб лампа пройшла фокусування, її піддають наступній процедурі.

Коли лампа надходить у фокусувальний цех заводу, то вона встановлюється у цоколь лінзового комплекту, і виставляється так, щоб еталонний лінзовий комплект утворював на відстані 18 м пляму на екрані відповідно до вимог нормалі. Як тільки це досягнуто, лампа зі своїм монтажним цоколем фіксується відносно фокусувального цоколя для того, щоб вивідні затискачі підключалися до місць з’єднання з електричною схемою управління світлофора [7].

Прохідний світлофор (рис. 5.1) складається із: щогли – 1, головки – 2, фонового щита – 3, кронштейнів для кріплення головки до щогли – 4, стакану для кріплення щогли до фундаменту – 5, фундаменту – 6 [4; 5; 8].

У світлофорній головці (рис. 5.2) встановлюють лінзові комплекти – 3. Для доступу до лінзових комплектів із задньої сторони головки є кришка – 1. Лінзові комплекти усередині головки відділяються перегородками – 4. Над лінзовими комплектами кріпляться козирки – 2 для захисту від сонця й снігу.

За конструкцією світлофорної головки світлофори поділяють на прожекторні та лінзові. Головка прожекторних від лінзових світлофорів відрізняється більш складною конструкцією і більшими габаритами, тому розглянемо світлофорну головку лінзового світлофору. Лінзовий комплект, показаний на рис. 5.3, складається з: корпусу – 1, внутрішньої кольорової лінзи – 2, прозорої зовнішньої лінзи – 3, відхильної вставки – 6, лампотримача – 4.

Рис. 5.1. Прохідний світлофор	Рис. 5.2. Світлофорна головка

Для забезпечення безперервної видимості сигнальних вогнів щоглових світлофорів на кривих ділянках залізничної колії встановлюють розсіююче скло (розсіювач) – 5, яке перерозподіляє світловий потік у горизонтальній площині [4; 8].

Вибір розсіюючого скла здійснюється залежно від радіуса кривої дільниці колії (від 400 до 2500 м і більше), а також від кута розсіювання, який потрібно забезпечити (від 5 до 30 град.). Розсіююче скло встановлюють і на переїзних світлофорах для того щоб сигнал було добре видно у сонячний день.

Для забезпечення якісного світлового потоку використовують дві лінзи: внутрішню – для розсіювання, щоб забезпечити як можна більший тілесний кут щодо джерела світла; зовнішню – спрямовує потік паралельним пучком убік локомотива, так щоб з якомога більшої відстані був видний сигнал світлофора. З огляду на таку постановку завдання, раніше застосовувалися прожекторні світлофори, що мають монолітні лінзи, дорогі у виробництві, оскільки монолітне товсте скло складно зробити однорідним за технологічними процесами охолодження скла.

Оскільки було потрібно все більше лінз, і їх били, необхідно було знайти технологію, яка б дозволила випускати лінзи досить швидко й у великій кількості. Така технологія була знайдена: вона полягає в побудові східчастих лінз, що повторюють форму тієї лінзи, що повинна була бути двоопуклою або двоввігнутою, але робляться уступи паралельні оптичній осі лінзи для того, щоб товщина скла не перевищувала заданої величини. За цією методикою побудовано все скло масового виробництва. Дана технологія дозволяє досить швидко виготовляти скло при мінімальній витраті часу та виробничих ресурсів. Якість отриманої лінзи трохи гірша ніж у монолітної, але достатня для одержання необхідного світлового потоку [7].

Рис. 5.3. Лінзовий комплект

У лінзовому комплекті східчасті частини лінз звернені усередину лінзового комплекту, де повна герметичність, відсутність вологи й пилу. Поверхні, до яких має доступ людина, і які піллаються зовнішнім впливам зроблені гладкими для того, щоб за необхідності лінзи можна було промити й протерти для забезпечення необхідної прозорості лінзового комплекту при передачі світлового потоку.

Якість переданої інформації напольним світлофором гарантується якістю оптики лінз, спектральним складом, що проходить через кольорову лінзу. Кожна лінза має спеціальний ГОСТ, у межах якого вона пропускає різні компоненти світлового спектра. Для того щоб лінзи задовольняли цю якість, перед випуском на виробництві кожна проходить перевірку й визначення на придатність до пропущення спектра випромінювання. Справа в тому, що лампа накалювання, використовується на світлофорі, випромінює весь спектр, а потрібно передати наказ машиністові локомотива відповідно до поїзної ситуації. Цей наказ визначається кольоровою вставкою, тому колір лінзи строго гостирован за спектром світлових хвиль, що пропускається.

Вхідні світлофори на не електрифікованих ділянках повинні встановлюватися на відстані не ближче 50 м від гостряка першої протишерстної або граничного стовпчика пошерстної стрілки. На електрифікованих ділянках доріг вони повинні встановлюватися перед повітряними проміжками, що відокремлюють перегін від контактної мережі станції.

Вихідні світлофори встановлюються на відправних коліях на відстані не менш 3,5 м від граничного стовпчика, у межах габариту С.

Попереджувальні сигнали встановлюються на відстанях не менш гальмівного шляху від вхідних сигналів. Часто світлофори доповнюються світловими покажчиками, призначеними для вказівки шляху прийому, відправлення або напрямків проходження поїздів і маневрових составів. Маршрутні покажчики виготовляються з безбарвними світлофільтрами-лінзами, а також із зеленими світлофільтрами-лінзами для цифрових показань відправлення поїздів на перегін з бокової колії.

У маршрутному покажчику встановлені 35 ламп напругою 220 В потужністю 40 Вт і 35 світлофільтрів-лінз діаметром 70 мм.Дальність видимості покажчика в яскравий сонячний день не менш 200 м, у нічний час – не менш 400 м [6].

Порядок виконання роботи

1. Вивчити пристрій лінзового світлофора та маршрутного покажчика.

2. Вивчити принцип керування груповим вихідним світлофором і маршрутним покажчиком.

3. Перевірити роботу світлофора й маршрутного покажчика на лабораторному макеті.

Зміст звіту

1. Назва і мета роботи.

2. Основні питання безпеки, що вирішуються за допомогою світлофорів.

3. Ескіз лінзового комплекту світлофора та конструкції прохідного світлофора.

4. На схемі керування вихідним світлофором і маршрутним покажчиком, показаній на рис. 5.4, указати за завданням викладача із якої колії відправляється поїзд.

5. Висновки про роботу світлофора й маршрутного покажчика.

6. Письмова відповідьна задане контрольне запитання.

5.4. Контрольні запитання

1. Яке призначення внутрішньої й зовнішньої лінз?

2. У яких випадках установлюється розсіюча лінза?

3. Яке призначення відхильної вставки?

4. Як здійснюється наведення світлофорів?

5. Який габарит установки прохідних світлофорів?

6. Де застосовуються маршрутні покажчики?

7. Яка методика використовується для гарантії якості передачі наказу машиністові локомотива?

8. Яку інформацію передає прохідний світлофор машиністові локомотива?

9. На якій відстані до перешкоди встановлюються прохідні світлофори автоблокування?

10. Де виконують регулювання лінзових комплектів?

11. Яка методика використовується, для того щоб кожна лампа при установці перебувала у фокусі лінзового комплекту?

12. Чому зовнішня лінза має ребристу внутрішню поверхню лінзи та зовнішню – гладку, а внутрішню опуклу – ребристу, а увігнуту – гладку?

Рис. 5.4. Схема керування вихідним світлофором і маршрутним покажчиком

Лабораторна робота № 6

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЙКОВИХ КІЛ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ З ІМПУЛЬСНИМ ТА БЕЗПЕРЕРВНИМ ЖИВЛЕННЯМ

Мета роботи. Дослідити роботу рейкового кола постійного струму з імпульсним та безперервним живленням, як датчика інформації для систем, що забезпечують безпеку руху поїздів.

Прилади й апаратура

1. Реле ИМШ1 – 0,3.

2. Випрямляч ВАК – 14.

3. Опір 2,2 Ом – 2 шт.

4. Опір 40 Ом – 1 шт.

5. Опір 14 Ом – 1 шт.

6. Маятниковий трансмітер типу МТ – 1 – 1 шт.

7. Амперметр постійного струму до 0,75 А.

8. Вольтметр постійного струму.

9. Стенд для дослідження роботи рейкових кіл.