Лыжи на балконе, сноуборд в кладовке - вот типичное расселение спортивных снарядов в квартире сахалинца летом. А зимой инструменты для катания не успевают просыхать - любители активного образа жизни взмывают ввысь - на верхушку "Горного воздуха". За сезон сотни раз. Но не всякий сахалинец догадывается, какие силы и механизмы позволяют ему это делать. Журналисты ИА Sakh.com пробрались на "Горный воздух", где инженеры курорта показали техническую кухню и рассказали, как устроен современный подъемник.
Межсезонье как работа над собой
Лето - жаркая для горнолыжки пора. На всем протяжении дороги профилактическая страда - нужно проверить все механизмы, ролики, колеса, датчики. Проинспектировать степень износа, смазать и заменить необходимое. К холодам все должно работать идеально - зимой отдыхать дороге будет некогда.
"Горный воздух" - канатная дорога гондольно-кресельного типа. Большинство сахалинцев воспринимают эту горную гордость как нечто единое и неделимое, но на самом деле канатка состоит из двух секций - верхней и нижней, по 2 станции на каждой. Несмотря на внешнее сходство, каждая выполняет свою функцию.
Нижняя станция (та, где продают билеты) - обводная, просто разворачивает кабинки. Еще здесь есть депо - место, где ночуют гондолы. На средней базе находится "пламенное сердце" всей дороги - вторая станция нижней секции - именно в ее недрах таится мощный электродвигатель и натяжные механизмы для 1,5-километрового каната.
Рядом, практически плечом к плечу, стоит первая станция верхней секции - в ней тоже установлен мотор и натяжные механизмы. Ну а наверху канатки раскинулась вторая секция верхнего участка, практически копия станции у подножия. Копия, потому что вместо депо здесь стоянка для кресел, которые на летних каникулах просто стоят "пришвартованными".
Итого: 1,5 километра дороги, 3000 метров каната, 4 станции, 43 кабинки, 20 кресел и 4 специальных компьютера. И все это хозяйство летом обслуживает команда из 10 человек: слесари-обходчики, техники, операторы и один начальник смены.
Движение - жизнь
Утро на станции начинается с движения. Оживают турникеты, заряжают вибрацией воздух пронзительные гудки, суетится персонал, пробуждающий от ночного отдыха могучие механизмы.
Австрийская "Допельмаер" - ведущая фирма по производству канатных дорог, сто лет выпускает. Считается самой надежной. Если что-то происходит, то только из-за посторонних факторов, - показывает свою вотчину начальник управления канатных дорог "Горного Воздуха" Сергей Антонов.
Один из самых важных и длительных процессов каждое утро - запуск кабинок на линию. Все гондолы ночуют на нижней станции или в депо по-соседству - засыпать в воздухе или на других станциях не велит техника безопасности. На линию их выводят вручную - "отличная зарядка каждое утро" - шутят сотрудники. Хитрая автоматика отсоединяет гондолы от моторизированной линии - позволяет сотрудникам без спешки осмотреть каждую единицу подвижного состава. При обнаружении малейших отклонений от нормы кабинку снимают с маршрута и проверяют.
После того, как все кабинки со станции "спущены на канат", наступает время запасов из депо. У нас тут, на станции, есть специальная система перевода стрелок - у нее два положения "по кругу" и "из/на парковку". Так что мы всегда можем вывести на линию запасные кабинки или быстро увести те, с которыми возникают проблемы, - толкает кабинку из депо слесарь-наладчик Евгений Цуканов.
Кабинки-гондолы "Горного воздуха" - хитрая конструкция из поликарбоната, металла и пластика. Условно их можно разделить на две части - подвесной механизм, связывающий "скорлупку" с канатом и другой машинерией дороги, и саму кабинку. Все здесь подчинено единой идеологии - максимальная надежность, минимальный вес и бескомпромиссная безопасность пассажиров. Именно поэтому кабинки не электрифицированы - болтающийся в воздухе, вдали от заземления, заряд весьма опасен.
Все крепления тоже в надежных руках элементарной механики - рычаги, зажимы, колеса вращают и крутятся. На каждой опоре за малейшими отклонениями гондолы чутко следит система роликов-балансиров. На борт полуторатонная конструкция в состоянии взять около 800 килограммов полезной нагрузки.
Самое главное - правильно выпустить кабинку со станции. Автоматика дороги выдерживает строгий интервал между гондолами, датчик следит за тем, чтобы двери были плотно закрыты, чтобы не торчали из окон любопытные конечности лыжников и сноубордистов, - перечисляет Сергей Антонов. - Если вдруг какая-то неполадка или нарушение, встает вся дорога.
С аппетитом 400 чайников
Сердце канатной дороги "Горного воздуха" - два мощных электромотора, расположенных в зданиях на средней площадке горнолыжного комплекса. Мощность каждого - 800 киловатт (около 1050 "лошадей" - примерно столько же выдает агрегат под капотом Bugatti Veyron). За час в обмотке электромотора на полной мощности "сгорает" почти 450 киловатт электричества (200 одновременно кипящих чайников). Через редуктор и планетарную коробку передач крутящий момент передается громадному шкиву, который в свою очередь вращает трос с висящими на нем кабинками.
Кроме электромоторов, станции оборудованы резервным дизель-генератором. Он находится рядом с основным мотором. В случае отключения электричества он должен гарантировать всем пассажирам безопасную "прокрутку" и спуск на матушку-землю. Каждая станция буквально нашпигована и другой сложной машинерией - гидравлическими домкратами, переключением стрелок и другими агрегатами.
Канатка может работать в трех режимах - двумя отдельными секциями, единой дорогой и двумя секциями с креслами. Такую мобильность ей обеспечивает система стрелок: на средней базе две секции объединяются в один круг, а на верхней к гондолам можно добавить кресла.
Отдельного упоминания заслуживает система торможения и разгона кабинок на станции.
Канат на нашей дороге движется с постоянной скоростью. А тормозить отдельные его участки нам не позволяют законы физики. Поэтому при входе на станцию гондола "снимается" с троса и катится отдельно от него по системе рельс. А чтобы кабинка мягко тормозила и разгонялась, у нас тут особые ролики, - перекрикивает гул механизмов Сергей Антонов.
На каждой станции таких роликов 160 штук. Через систему приводных ремней они связаны с тросом таким образом, что при входе на станцию скорости троса, роликов и кабинки равны. После отстегивания гондолы от основного каната - за это тоже отвечает отдельный рычаг - ролики плавно замедляют кабинку до комфортной для посадки и высадки скорости. На "старте" от станции все происходит в обратном порядке, сначала с замедлением (для посадки и закрывания дверей), а затем, при подъеме в воздух - с ускорением.
Высота над уровнем технологий
Канатная дорога поднимает вверх на 620 метров. В воздухе 3 километра каната удерживают 14 опор. Они установлены на разном расстоянии и имеют высоту от 6 до 26 метров. Такой разбег диктует рельеф.
Опора - не просто металлический столб, а концентрация механизмов. Вершину каждого венчает сложная система балансиров, скопления датчиков и особых "уловителей" - пластин, предназначенных для страховки троса от соскальзывания. Если же он слетит, датчики немедленно среагируют и подадут сигнал для остановки канатки. Естественно, что все системы на каждой из опор требуют постоянной смазки и контроля. Именно этим техническая команда "Горного воздуха" и занимается большую часть лета.
Только не вздумайте писать, что у нас здесь трос, - строго высказался безымянный мужчина на одной из станций, - у нас тут канат!
Но главный по канатным дорогам - Сергей Леонидович - оперировал исключительно понятием трос.
У троса четыре свивки, - по дороге вниз пояснял Сергей Леонидович. - Он состоит из стали со специальным цинковым покрытием. Внутри сердечник из специального же пластика. Придает эластичность и скрадывает напряжение.
Когда перевозок нет, для того, чтобы трос не вытягивался, его натяжение ослабляют. Система обводного шкива при помощи гидроцилиндров немножко выводится вперед и канат провисает. Когда кабинки необходимо запускать, обратная система - натяжка при помощи гидроцилиндров.
Канатная дорога "Горного воздуха" - вторая в мире, построенная под углом. Обычно гондолам приходится путешествовать по бритвенно прямой линии - под наклоном строить сложно. Но на Сахалине австрийская компания решилась на эксперимент. Пока вполне удачный. Еще один уникальный штрих - чередование типов кабин - кресел и гондол. Редкая для всего мира практика.
Но даже в такой отлаженной системе иногда случаются сбои, тогда сотрудники берут в крепкие руки инструмент и отправляются на ремонт или замену. В зависимости от специфики и сложности поломку могут устранить прямо на станции - заменить дверь или стекло. В случае более серьезной "травмы", особенно если речь идет об операциях с реле, датчиками и подвесным механизмом, неисправную гондолу отправляют в ремонтное депо. Там, на самом верху, в уголке из металлических перекладин специалисты тщательно осматривают и "лечат" пациента. Если повреждена какая-либо опора, в дело вступает сервисная кабинка - она припаркована тут же. В ней техник "летит" по канатке к месту "ЧП".
Под контролем умных машин
Информация со всех многочисленных датчиков, а также сводка о происходящем на станциях стекается в единую компьютерную сеть. 4 умных машины, расположенных на каждой станции, следят за соблюдением всех параметров, измеряют скорость ветра и температуру воздуха. Они объединены в единую систему и работают, как целый организм.
Специальные промышленные компьютеры не могут похвастать супермощностью. Не предназначены они и для сверхсложных вычислений. Их основная задача - бесперебойно "шевелить мозгами" - следить за реле, цифровыми и аналоговыми линиями до тех пор, пока работает дорога. Отсюда, из операторской, идет непосредственное управление канаткой: компьютер подает команды на запуск кабин, следит за тем, чтобы гондолы не скапливались и не сталкивались. За всеми параметрами следит диспетчер - летом справляется один человек, зимой приходится работать в две смены.
В реальном времени на сенсорном экране компьютера отображается все, что происходит на станции. При желании контрольную кабинку могут отследить и в воздухе между станциями - для этого ее нужно виртуально "пометить".
Зима близко
Крутятся шкивы и ролики, неумолимо наматывает километр за километром канат, плывут, равняясь на горизонт, гондолы. Неумолимо ползет вниз столбик термометра и вот-вот в воздух взлетят эскадроны белых мушек-снежинок - знаменосцев нового, зимнего, жаркого. А это значит, что совсем скоро склоны "Горного воздуха", покрытые искусственным и естественным снегом, заполонят тысячи больших и маленьких любителей горнолыжного спорта.
Но это уже совсем другая история.
Дарья Агиенко, Кирилл Ясько.
В ряде случаев, при сильно пересеченной или густо застроенной местности, для доставки на заводы сырья с карьеров применяют канатно-подвесные дороги (рис. 174).
Канатно-подвесные дороги разделяют:
1) по числу канатов на: а) одноканатные, в которых один и тот же канат является несущим и тяговым; б) двухканатные, когда один каиат является несущим, а другой - тяговым;
2) по характеру движения вагонеток: а) с кольцевым. движением вагонеток; б) с маятниковым движением вагонеток.
Схемы канатно-подвесных дорог имеют много общего со схемами канатных откаток по рельсовым путям. Так, например, дороги с кольцевым движением аналогичны (но схеме) откатке бесконечным канатом, а дороги с маятниковым движением - откаткам коицевыми канатами.
Главное различие между канатными откатками и подвесными Канатными дорогами заключается в том, что в последних вагонетки движутся по гибкому рельсовому пути (канату), подвешен Ному па некоторой высоте на опорах.
На заводах строительных материалов наибольшее распространение получили двухканатные двухпутевые дороги с замкнутым кольцевым движением вагонеток. Основными частями канатио - подвесной дороги (рис. 174) являются: погрузочная станция, линия движения, разгрузочная станция, подвижной состав - вагонетки и привод тягового каната.
Погрузочная станция включает в себя приемный бункер 1, загрузочное устройство для вагонеток, жесткий рельсовый круговой обгонный путь 2, концевой шкив для тягового каната 3 (в зави-
Симости от условий работы дороги), включатель и выключатель для присоединения и отсоединения тягового каната к вагонеткам. Линия движения имеет опоры 4, несущие канаты 5, тяговый канат 6. Разгрузочная станция включает рельсовый обгонный путь 7, приемные бункеры или открытую приемную площадку и приводную лебедку 8.
На линии движения несущие канаты располагают на металлических опорах.
По одному из канатов идут груженые вагонетки, по второму - " порожние. Расстояние между канатами на опорах 2,5-3,0 м. На одном конце несущие канаты заякоривают в специальном фун - ; даменте 9, а на другом - натягивают грузами 10.
Несущие канаты (рис. 175) для подвесных дорог изготовляют закрытого типа из фасонных проволок со слоем клиновидных проволок (ГОСТ 7675-55) и канаты по ГОСТу 3090-55 без слоя " клиновидных проволок.
Применение свободно висящих грузов обеспечивает постоян - , ство натяжения канатов. При изменениях нагрузки изменяется только стрела провеса канатов, а натяжение остается постоянным.
В качестве тяговых канатов используют канаты параллельной свивки с линейным касанием проволок, а также нераскручиваю - щиеся канаты.
Вагонетки присоединены к тяговому канату и служат для него опорой. Однако при большом расстоянии между вагонетками стрела провеса каната может быть значительной, поэтому на опорах устанавливают поддерживающие ролики.
Вагонетки типовых подвесных канатных дорог изготовляют с опрокидным кузовом на двух или четырех колесах, каждая пара
|
Рис. 175. Типы несущих канатов: А - закрытый; б - открытый |
Которых образует тележку, основные параметры вагонеток принимают по ГОСТу 10353-63.
Двухколесная вагонетка допускает нагрузку на тележку до 1 т, четырехколесная - до 3,2 tn. Следует иметь в виду, что нагрузка на тележку включает собственный вес тележки и вес приходящегося на нее тягового каната, поэтому при вычислении полезной грузоподъемности вагонетки необходимо учитывать указанные нагрузки. Для маятниковых каиатно-подвесных дорог грузоподъемность вагонеток может быть принята большей.
Основными частями вагонетки (рис. 176, б и в) являются. ходовая тележка, подвеска, кузов, зажимной аппарат (замок).
От опрокидывания кузов удерживается рычагом 1. Ось вращения кузова смещена относительно его средней оси на 20-25 мм, Вследствие чего прн набегании рычага на неподвижный упор, установленный в месте разгрузки, рычаг откидывается и кузов опрокидывается.
Кузов в рабочее положение возвращают вручную или посредством противовеса, расположение и вес которого выбраны с таким расчетом, чтобы при груженой вагонетке опрокидывающий момент Был больше восстанавливающего, а при порожней - меньше. 302
В четырехколесных вагонетках каждая тележка шарнирно закреплена па раме и имеет возможность самоустанавливаться, чем достигается равномерное распределение нагрузки иа все колеса.
Зажимной аппарат, служащий для присоединения вагонетки к тяговому канату, представляет собой шарнирные клещи
(рис, 176, я) с двумя щеками - неподвижной 2 и подвижной 3, Имеющей рычаг 4. Подвижная щека приварена к раме тележки 5. Рычаг подвижной щеки связан с тягой 6, иа верхнем конце которой закреплена ось 7 с двумя роликами 8 , а на нижнем подвешена рама 9 Вагонетки. Когда вагонетка роликами 8 набегает на специальные рельсы 10 (рис. 176, а), клещи раскрываются, и каиат освобождается при сбегании роликов с рельсов. Вес рамы и кузова вагонетки передается через тягу на рычаг и канат зажимается.
В качестве привода тягового каната применяют лебедки со шкивами треиия горизонтального или вертикального типов с одним
Или двумя желобами трення и противостоящим шкивом, а также лебедки с уравнительными приводами. В последнем случае ведущими являются одножелобчатые шкивы трения, соединенные между собой дифференциалами, что дает возможность каждому шкиву вращаться с разной угловой скоростью и избежать скольжения каната при неравномерном износе футеровки. Иногда применяют приводные лебедки повышенной силы, в которых увеличение силы сцепления каната со шкивами достигается применением специальных зажимов.
Привод лебедок - редукторный. Лебедки могут работать как в двигательном, так и в тормозном режиме (при спуске груза сверху вниз). В последнем случае двигатель, вращаясь со сверх - синхроппой скоростью, работает как генератор.
Для остановки лебедки при превышении нормальной скорости вагонеток устанавливают центробежные выключатели.
Четкая н безаварийная работа канатной подвесной дороги достигается строгим соблюдением правил эксплуатации и своевременным проведением всего комплекса планово-предупредительных ремонтов, а также оснащением дороги средствами контроля, сигнализации и связи.
Управление дорогой осуществляется централизованно с пульта управления диспетчера.
На каждой станции в коитакториой панели устанавливают реле сигнализации, а иа галереях около кареточных шкивов - концевые выключатели и кнопки аварийной остановки движения. При нажатии одной из кнопок аварийной службы или замыкании любого из концевых выключателей срабатывают все реле сигнализации. Нормально замкнутые контакты размыкаются, двигатель отключается и срабатывает тормоз. Нормально разомкнутые контакты, наоборот, замыкаются и включают в машинном зале звонок громкого боя и сигнальные лампы, а также звонок громкого боя па галерее. Между станциями связь осуществляется телефоном, а также по радио.
Режим работы канатной подвесной дороги регулируется специальными правилами эксплуатации, а работа обслуживающего персонала - соответствующими должностными инструкциями. В процессе эксплуатации дороги систематически ведется документация, в которой отражается вся работа дороги и ее основные показатели.
Когда выбрана скорость движения и грузоподъемность вагонетки, составляют схему дороги в соответствии с планом и профилем и производят тяговый расчет.
Наиболее универсальным методом расчета является в данном случае «Метод обхода по контуру» или, как его еще называют «Метод расчета по точкам», уже применявшийся для расчета конвейеров. Для этого весь контур дороги в плане разбивают иа криволинейные и прямолинейные участки. Если прямолинейные 301 участки имеют разный уклон, то их подразделяют еще на части и для каждого участка в отдельности подсчитывают сопротивления, а затем все сопротивления суммируют.
Вагон канатной дороги доставляет пассажиров на один из холмов Сан-Франциско.
В тех местах, где подъемы слишком круты для движения обычных поездов, вагоны канатных дорог спокойно двигаются вверх и вниз. Вагоны современных канатных дорог поднимают и опускают людей на горных склонах и переправляют их через глубокие ущелья.
Некоторые канатные вагоны двигаются по колее, другие крепятся к канатам, натянутым по воздуху. Но все они имеют захватывающие устройства, которые позволяют вагону зацепиться за канат, движущийся между двумя станциями. На некоторых канатных дорогах - вроде той, что находится в Сан-Франциско - оператор управляет механическим захватом. Этот захват обжимает канат, который движется в специальном углублении под поверхностью. Для того, чтобы остановить вагон, оператору достаточно отпустить захват. А канат продолжает двигаться безостановочно.
Тормоза
Если лопается канат или ослабляется его натяжение на канатной дороге в гористой местности, то автоматически срабатывает пружина, сдавливающая рельс с обеих сторон клиньями. Так предотвращают в случае аварии возможность неуправляемого скатывания вагона с горы.
Движение на разъезде
Если на канатной дороге есть двухколейный участок, то встречные вагоны могут разойтись. Вагоны на таких дорогах имеют двойные колеса. На одном колесе обод с двойным гребнем, на другом - гладкий обод. При подходе к разъезду колеса с двойным гребнем заставляют вагон всегда переходить на левую колею
Фуникулер
Фуникулер - это подвесной тип канатной дороги, где вагончики движутся в гору и с горы на двух канатах, натянутых в воздухе. Вагонные колеса вращаются по неподвижному канату, выполняющему роль опоры. Захватывающее устройство вагончика сцепляется с подвижным канатом, который и тянет вагон между станциями. Направляющие рельсы на каждой станции освобождают захваты и снимают вагоны с канатов. Когда вагон снова готов к отправке, он сходит с направляющего рельса на канаты. На нижней станции есть специальный механизм, который поддерживает канаты в натянутом состоянии.
В 1834 году немецкий инженер Альберт Фогтс изобрел металлический канат — из переплетенных друг с другом стальных проволок. А спустя три десятилетия на севере Швейцарии возле Шаффхаузена появилась первая в мире канатная дорога для перевозки пассажиров. С ее помощью туристы поднимались на смотровую площадку. Как же работает современная подвесная канатная дорога?
|
|
Канатные дороги бывают двух типов: одноканатными и двухканатными. Характерной особенностью подвесных дорог первого типа является то, что функции несущего и тягового элемента выполняет один стальной канат, замкнутый в кольцо. Сам канат состоит из проволок, свитых в пряди вокруг жесткой сердцевины. Кабинки совершают кольцевое движение, будучи подвешенными к непрерывно движущемуся канату с помощью специальных отцепляющихся зажимов. По прибытии на станцию кабины отсоединяются от каната, переходят на станционный подвесной конвейер и передвигаются по жестким рельсовым путям при помощи ходовых колес. При этом скорость кабины уменьшается до 0,3 м/с. Двери автоматически открываются, и пассажиры выходят из кабины. Затем вагонетка продолжает движение на станционном конвейере на другую сторону станции, пассажиры заходят в кабину, двери автоматически закрываются, кабина разгоняется конвейером до скорости каната, и при сходе с рельсового пути она снова сцепляется с ним зажимным аппаратом. Сам канат приводится в движение фрикционным приводом с канатоведущим шкивом.
|
Более распространены в настоящее время двухканатные подвесные дороги. Кабинки такой канатной дороги висят на гибком несущем канате и движутся по нему как по рельсу при помощи расположенных на крыше роликовых колес. Несущий канат связывает верхнюю и нижнюю станции дороги и опирается на специальные мачты. Второй канат является тяговым. Кабинки присоединены к нему и служат для него опорой. Однако при большом расстоянии между кабинами провес каната может быть значительным, поэтому на опорах устанавливают специальные поддерживающие ролики.
Привод приводит в движение тяговый канат, и кабины перемещаются в нужном направлении.
Управление дорогой осуществляется централизованно с диспетчерского пульта. Каждая канатная дорога оборудована антиколлизионной системой, которая отслеживает расстояние между кабинами и исключает их столкновение друг с другом. На опорах некоторых канатных дорог также устанавливают ветровую систему, которая при сильном ветре замедляет скорость кабинок и информирует об этом персонал канатной дороги. Для предотвращения соскакивания каната с роликов на каждой опоре есть специальные датчики и ловушки рядом с роликами, которые не дадут тросу упасть.
|
Провозная способность пассажирской канатной дороги может достигать 2000 человек в час. А угол подъёма канатной дороги может доходить до 50 градусов. Самая длинная в мире 96-километровая канатная дорога существовала в Швеции. По ней доставляли железную руду из Лапландии на берег Ботнического залива. Ее участок длиной 13,2 километра переоборудован в самую длинную в мире пассажирскую канатную дорогу.