Практическая работа№3
Тема: Изучение устройства и работы линзового светофора
Цель работы: рассмотреть особенности конструкции различных видов светофоров.
Оборудование: различные виды светофоров на учебном полигоне.
Задание:
1. Ознакомиться с классификацией светофоров
2. Рассмотреть особенности конструкции светофоров различных видов.
3. Изучить места установки, нумерацию и условное обозначение различных светофоров.
4. Изучить требования, предъявляемые ПТЭ к светофорам, местам их установки и условиям видимости.
Краткие теоретические сведения:
Классификация железнодорожных светофоров
Светофор является одним из основных сигналов, которые служат на железнодорожном транспорте для обеспечения безопасности и четкой организации движения поездов и маневровой работы.
Светофоры, применяемые в железнодорожной автоматики, подразделяются:
1. По назначению (при этом один светофор может совмещать несколько назначений: выходной и маневровый, выходной и маршрутный и др.):
| - входные; - выходные; - маршрутные; - проходные; - прикрытия; - заградительные; | - предупредительные; - повторительные; - локомотивные; - маневровые; - горочные. |
2. По способу действия:
- автомат;
- полуавтомат.
3. По регламенту проследования запрещающего показания:
- абсолютные, проезд которых при запрещающем их показании не разрешается (входные, выходные, маршрутные, горочные, прикрытия, заградительные и проходные при полуавтоматической блокировке);
- остановочно-разрешительные, проезд которых при запрещающем показании, а также при непонятном или погасшем сигнальном огне разрешается только после обязательной остановки поезда перед светофором. Дальнейшее движение разрешается до следующего светофора со скоростью не более 20 км/ч с особой бдительностью и готовностью остановиться при появлении препятствия для дальнейшего движения (предупредительные и проходные светофоры при АБ);
- условно-разрешительные, запрещающее показание которых требует остановки поездов одних категорий и разрешает проезд поездам других категорий (проходные светофоры автоблокировки, установленные на затяжных подъемах, и маневровые).
4. По конструктивному исполнению:
- мачтовые;
- карликовые;
- на мостиках;
- на консолях.
5. По устройству оптической системы:
- прожекторные;
- линзовые;
- светодиодные.
6. По способу подачи сигнальных показаний:
- нормально горящие (постоянно горящие, независимо от поездной ситуации);
- нормально негорящие (включаются при вступлении подвижного состава на участок перед светофором и гаснут после выхода подвижного состава с этого участка);
- немигающие;
- мигающие (на поездных светофорах – продолжительность горения 1 с, перерыва – 0,5 с и гаснущие на 0,5 с ± 20 %, на переездных светофорах для автотранспорта продолжительность горения и перерыва 0,75 с ± 20 %).
Все светофоры имеют наименование в виде буквенных и цифровых обозначений или только буквенных обозначений.
Оптическая система светофоров
1. Прожекторные светофоры
Прожекторный светофор имеет один оптический прибор – сигнальный механизм, способный подавать несколько сигнальных показаний путем перемещения перед источником света рамки со светофильтрами различных цветов.
Рисунок 1 – Схема светооптической системы прожекторных светофоров
Оптическая система прожекторных мачтовых светофоров содержит: лампу 1; зеркальный эллипсоидный отражатель 2; плоские светофильтры 4 (красный, желтый и зеленый), размещенные на подвижной рамке 3, поворачиваемой специальным сигнальным механизмом 8 и две плоскосферические бесцветные линзы – внутреннюю 5 и наружную 7. Эллипсоидный отражатель в тыльной части имеет отверстие для установки и фокусирования лампы с патроном.
Отражатель позволяет довести использование светового потока лампы до 70…80 %; после отражения часть потока теряется (примерно 15 %) и во втором фокусе Ф2 собирается около 60…68 % светового потока лампы; такое исполнение потока лучше, чем в линзовом светофоре.
Сигнальный механизм представляет собой своеобразное поляризованное реле, магнитная система которого образуется постоянными магнитами с плоскими наконечниками N и S. Если ток в катушке отсутствует, то рамка со светофильтрами под действием наконечников – противовесов С1 и С2 – занимает среднее положение (в фокусе Ф2 располагается красный светофильтр).
В зависимости от полярности приложенного напряжения к катушке 10 рамка со светофильтрами вращается вокруг оси 9, занимая одно из крайних положений и обеспечивая установку в фокусе Ф2 желтого или зеленого светофильтров 4.
После прохода светофильтра окрашенный световой луч попадает на линзы 5 и 7 и выходит слабо расходящимся (1–3°) пучком высокой интенсивности.
2. Линзовые светофоры
Головки линзовых светофоров в зависимости от числа показаний выполняют одно-, двух- и трехзначными и собирают из одного, двух или трех корпусов из алюминиевого сплава либоса, линзовых комплектов, козырьков и деталей фонового щита (рис. 2). Фоновый щит 6 черного цвета устанавливается на корпусе светофорной головки для улучшения видимости сигнальных огней. Для защиты от прямых солнечных лучей, вызывающих отблески на линзах, каждый линзовый комплект снабжается козырьком 7.
Рисунок 2 – Светофор линзовый четырехзначный на железобетонной мачте
Основной частью светофорной головки является линзовый комплект (рис. 3), который состоит из корпуса 1, наружной бесцветной ступенчатой линзы 2, внутренней цветной линзы 5 красного, зеленого, желтого, синего или лунно-белого цвета, ламподержателя 3 с лампой накаливания 4.
Нить светофорной лампы находится в фокусе линз комплекта. За счет ступенчатых линз рассеивающийся световой поток электрической лампы собирается и концентрируется. Проходя через линзу светофильтр, световой поток окрашивается, а пройдя через бесцветную линзу, преобразуется в прямолинейный сигнальный луч с малым углом рассеивания. Если светофор расположен на кривых участках пути, в линзовый комплект перед наружной линзой устанавливают рассеивающую линзу 6 с углом рассеивания 10 ° или 20 °.
Рисунок 3 – Линзовый комплект
3. Светодиодные светофоры
Длительный опыт эксплуатации железнодорожных светофоров, где в качестве источников света используются лампы накаливания, позволяет сделать вывод, что их технико-экономические показатели невысоки. Срок службы светофорных ламп не превышает 2000 часов, они имеют низкую надежность, более того до 0,2 % из них отказывают ранее установленного срока службы. Цветные линзы-светофильтры создают опасность неправильного восприятия показания сигнала из-за отраженных или проходящих через открытую крышку головки светофора солнечных лучей.
Основными причинами нарушения нормальной работы светофоров это потеря электрического контакта в ламподержателе – 20 случаев, перегорание ламп светофоров – 23 случая. Поэтому перспектива замены ламповых светофоров на альтернативные высоконадежные источники света сейчас действительно актуальна.
Светодиоды – это слаботочные приборы, способные излучать световую энергию при низких напряжениях и малых точках. С одной стороны, это несомненное преимущество: можно получить источники световых сигналов с малым потреблением электроэнергии и обеспечить регулировку силы света изменением скважности импульсов питающего напряжения. При этом видимость сигналов будет обеспечиваться благодаря быстродействию светодиодов и инерционности зрения человека. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания. Наконец, светодиод - низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный. В целом светодиод, долговечный прибор срок службы светодиодов составляет в настоящее время 20 - 50 тысяч часов.
Содержание отчета:
1. Титульный лист в соответствии с СТП1.2 – 2005.
2. Номер, название и цель практической работы.
3. Задание.
4. Выполненная практическая работа в соответствии с заданием.
5. Ответы на контрольные вопросы.
6. Выводы по выполненной работе.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите виды светофоров по назначению.
2. Поясните, как подразделяются светофоры по значению запрещающего показания.
3. Определите, как обозначаются входные, выходные и маневровые светофоры.
4. Укажите назначение, нумерацию и сигнализацию проходных светофоров.
5. Опишите устройство линзового комплекта светофора.