Вопросы обслуживания противотаранных управляемых устройств

Необходимость постоянного совершенствования противотаранных управляемых устройств (УПТУ), а также особенность их использования за десятки, сотни и даже тысячи километров от обслуживающих и ремонтных служб, определяет актуальность опережающего определения и своевременного устранения возникающих в конструкциях дефектов.

Учитывая возрастающие требования к обеспечению антитеррористической и транспортной безопасности, потребность в УПТУ с каждым годом увеличивается. Соответственно повышаются требования к их техническим характеристикам: назначенному сроку службы, гарантированному ресурсу (100 000 часов и более), возможности применения в условиях как холодного, так и тропического климата, ко времени (скорости) перевода из рабочего положения в нейтральное и обратно и пр.

Для подтверждения заявленного ресурса предприятия-разработчики УПТУ проводят испытания, максимально приближенные к условиям эксплуатации. Однако даже они не позволяют предугадать выход из строя отдельных узлов в ходе дальнейшей работы,  когда  это  связано с производственным дефектом завода-изготовителя и/или использованием некачественных материалов.

Использование УПТУ на отдаленных участках, например, на железнодорожных  переездах, накладывает ограничения на возможность их быстрого восстановления в случае аварийных ситуаций. А при использовании в составе досмотровых шлюзов выход из строя УПТУ может привести к остановке транспортного  движения протяженных участков на длительное время. При этом для заказчика и изготовителя УПТУ в условиях обеспечения требований антитеррористической и транспортной безопасности не должно иметь значение, гарантийный это или постгарантийный случай.

В настоящее время имеется множество типов УПТУ по своему конструктивному исполнению: шлагбаумы, болларды, платформы типа «поднимающееся дорожное полотно», управляемые натяжные трособлочные системы, ворота распашные, выдвижные и откатные и пр. Каждый  тип УПТУ – это сложная инженерно-техническая конструкция, состоящая из множества кинематических узлов, а также системы управления. Такое разнообразие устройств требует индивидуального подхода к выявлению дефектов сборки.

Для решения вышеизложенных вопросов сегодня ведется разработка системы мониторинга (СМ) УПТУ. Она предназначена для опережающего определения необходимости проведения гарантийного и постгарантийного обслуживания УПТУ. Непрерывный мониторинг состояния основных узлов УПТУ позволяет определять критические величины нагрузок на узлы и выявлять как существующие, так и предстоящие (предполагаемые, последующие) дефекты узлов и устройства в целом.

Рисунок 1. Вариант построения системы мониторинга на примере УПТУ шлагбаумного типа

1 – стрела; 2 – привод стрелы; 3 – выключатель бесконтактный индуктивный; 4 – защитный кожух; 5 – подшипниковый узел поводка; 6 – рама; 7 – противовес; 8 – подшипниковый узел противовеса; 9 – светофоры; 10 – подшипниковый узел хвостовика; 11 – датчик температуры; 12 – комплект тревожной сигнализации; 13 – пульт управления; 14 – шкаф управления; 15 – клеммные колодки; 16 – измеритель-регулятор; 17 – предохранители; 18 – блок питания; 19 – преобразователь частоты; 20 – тормозной резистор; 21 – контактор; 22 – блок контроля; 23 – стабилизатор напряжения; 24 – информационная табличка; 25 – реле; 26 – кнопки управления; 27 – универсальный блок управления; 28 – счетчик циклов

Рассмотрим вариант построения системы мониторинга, ее функциональные возможности и принцип работы на примере УПТУ шлагбаумного типа (рис. 1).

Работу системы мониторинга УПТУ обеспечивают:

• датчики физических величин, предназначенные для непрерывного мониторинга состояния критических узлов УПТУ в процессе эксплуатации и передачи информации в блок обработки и передачи данных по проводным линиям связи;
• блок обработки и передачи данных (БОПД), предназначенный для питания, регистрации, обработки информации с датчиков физических величин и дальнейшей передачи данных в блок сбора и обработки информации по интерфейсам Ethernet, RS-485;
• блок сбора и обработки информации (БСОИ), предназначенный для регистрации и обработки информации о параметрах шкафа управления (ШУ), электрооборудования УПТУ, информации с БОПД,  передачи  информации с привязкой ко времени о значениях контролируемых параметров, выходе параметров за допустимые пределы по интерфейсам Ethernet или RS-485 на ноутбук (сервер) и по GSM-каналу на мобильный телефон;
• ноутбук, предназначенный для подключения к БСОИ, введения исходных данных, отображения, обработки и хранения контролируемой информации;
• проводная линия связи между датчиками физических величин, БОПД, БСОИ, ноутбуком;
• специализированное программное обеспечение (ПО) для БОПД, БСОИ, ноутбука.

На УПТУ устанавливается 11 типов датчиков физических величин (см. рисунок 1):

• датчики вибрации ДВ1 и ДВ2 устанавливаются соответственно на опору и стрелу УПТУ для измерения ударных нагрузок при опускании стрелы;
• акселерометр (Акс.) устанавливается для измерения текущих положений стрелы и скорости (ускорения) ее перемещения, а также ударных ускорений при контакте штанги с опорой;
• датчик вибрации ДВ3, датчик перемещения ДП1 и датчик температуры ДТ устанавливаются на привод стрелы. ДП1 измеряет перемещение вала привода, ДВ3 и ДТ – вибрацию и температуру подшипникового узла привода и многоступенчатого редуктора;
• датчик вибрации ДВ4, датчик перемещения ДП2 устанавливаются на вращающийся узел зацепа для измерения его вибрации и перемещения при работе УПТУ;
• датчик вибрации ДВ5 устанавливается на подшипниковый узел хвостовика;
• датчик вибрации ДВ6 устанавливается на подшипниковый узел поводка;
• датчик вибрации ДВ7 устанавливается на подшипниковый узел противовеса.

БОПД осуществляет сбор информации с датчиков физических величин по проводным линиям связи и передает данные в БСОИ по интерфейсу RS-485. К БОПД возможно подключить до 12-ти датчиков, что является достаточным для

мониторинга состояния всех типов УПТУ, при этом в зависимости от типа устройства устанавливается соответствующий тип датчиков.

БСОИ анализирует данные, полученные с БОПД и ШУ, и передает информацию с привязкой ко времени на ноутбук (сервер) по интерфейсу Ethernet или RS-485.

На ноутбуке с установленным ПО анализируются данные, полученные с БСОИ, и представляется следующая информация:

• величины вибрационных и ударных воздействий на узлы УПТУ, их превышение установленных порогов;
• дефекты и/или износ подшипниковых узлов УПТУ (перекос наружного кольца, износ внутреннего и наружного кольца, износ сепаратора);
• дефекты и/или износ шестеренных передач многоступенчатого редуктора;
• дефекты сборки (перекос) кинематических узлов УПТУ (недопустимое биение, недопустимый осевой сдвиг, нарушение центровки валов, дисбаланс вращающих масс, нарушение работы системы смазки);
• дефекты узлов крепления;
• текущее положение стрелы УПТУ, время подъема/опускания стрелы, несоответствие установленным параметрам;
• контроль электропитания ШУ, превышение установленных параметров;
• температура и влажность внутри ШУ; состояние электрооборудования УПТУ (работает/не работает): датчики охранной зоны, светофоры, радиоканал, сигнальные лампы, индуктивные бесконтактные выключатели и пр.

Внедрение данной системы на объектах позволит определять как  существующие,  так и развивающиеся дефекты узлов УПТУ, экономить время и затраты на их восстановление, правильно составлять регламенты технического обслуживания устройств.

Практика показывает, что позднее выявление дефектов отдельных узлов оборачивается дорогостоящим ремонтом изделия в целом. Таким образом, использование СМ УПТУ принесет существенную экономическую выгоду как поставщику, так и потребителю.

Технические характеристики см УПТУ

*Конкретный тип датчиков устанавливается индивидуально в зависимости от типа УПТУ.