要約
あるインドの鉄道技術企業は、線路脇に露出している分岐機を枕木内蔵型アーキテクチャに置き換えることで、従来の分岐機切替システムの再設計を目指しました。これにより、既存の鉄道インフラを変更することなく、ネットワークの可用性を向上させ、保守を簡素化し、運行の安全性を高めることが可能となります。
LTTSは、標準的なPSC枕木の設置面積内に、コンパクトな機械設計、安全上重要なエンジニアリング、環境保護、および構造的検証を統合した、完全密閉型の枕木内電気機械式分岐システムを設計した。この設計には、IP68保護等級、SIL4準拠、手動フォールバック操作、安全な保守用隔離、モジュール式構造、およびFEAに基づく検証が組み込まれている。
LTTSは、顧客の機能要件仕様書（FRS）および適用される鉄道ガイドラインに基づき、コンセプトエンジニアリング、詳細設計、試作開発、および技術的検証を実施しました。
実地試験、認証、インド鉄道の承認、セーフティケースの作成、FMEDA、および物理的適格性試験は、顧客およびRACTの担当範囲内で行われました。
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鉄道の分岐器は、安全かつ確実な線路の切り替えに不可欠です。顧客は、過酷な鉄道環境に耐えつつ、メンテナンスやダウンタイムを削減できる、コンパクトな「枕木内設置型」ソリューションを求めていました。このシステムは、中空の金属製枕木内に収まり、標準的なPSC枕木とのインターフェースを維持するとともに、IP68の保護等級、高い信頼性、および安全な動作を実現する必要がありました。
本プロジェクトでは、以下の課題への対応が求められました：
運用上の制限
従来のポイント機は、タンピング作業の際に取り外す必要があったため、全体的な保守作業の負担とダウンタイムが増加していた。
コンパクトな統合
標準的な枕木インターフェースを維持しつつ、中空の金属製枕木内に組み込む準備が整った完全な電気機械システムです。
信頼性要件
IP68規格の防水・防塵性能、モジュール性、そして高い動作信頼性を兼ね備えています。
安全性と保守性
メンテナンス時や停電時の状況に備え、安全な電気的絶縁および手動による代替運転機能を備えています。
エンジニアリングの複雑性への取り組み
この設計では、いくつかの相互に関連した複雑な技術的課題を解決する必要がありました。具体的には、厳しい制約のある枕木枠内にモーター、ギア、シャフト、スライドバー、電気部品を収めつつ、水、粉塵、および線路沿いの環境条件に対してIP68レベルの密閉性を確保することでした。 さらに、安全な保守作業のために、手動作動およびキー操作による隔離機能を備えたSIL4準拠のフェイルセーフスイッチングを確保すること、ならびに125 kNの車輪荷重および最大19.33 Hzの振動条件下で有限要素解析（FEA）を通じて構造的完全性を検証することも求められました。
IP68準拠の設計
重要な部品を水やほこりの侵入から保護し、メンテナンスの頻度を低減します
SIL4設計の整合
EN 50126、EN 50128、およびEN 50129の要件に準拠して開発されました
モジュール式アーキテクチャ
設置、保守、および既存の鉄道ネットワークへの統合を簡素化します
電気機械工学
歯車、シャフト、スライドバー、ロッド、フィッシュテールバー、ブラケット、クランプ、および電気系統の支持構造を設計した
安全な運用と保守
キー操作式の遮断スイッチと手動フォールバック機構により、停電時であっても安全な保守作業および運転が可能
シミュレーション主導の検証
FEAおよび信頼性評価により、FRSで定義された荷重および振動要件に対する設計の妥当性が検証された
開発の加速
顧客からのフィードバック、再利用可能なテンプレート、そして実績のあるエンジニアリング手法を活用し、納品効率を向上させた
成功事例
