 |
Определение высоты горки и проектирование продольного профиля спускной части горки
|
|
|
|
В действующих Правилах проектирования сортировочных устройств различают расчетную 
и конструктивную 
высоту сортировочной горки.
Расчётная высота сортировочной горки H р определяется из условия докатывания бегуна расчётной (лёгкой) весовой категории до расчетной точки при неблагоприятных условиях по формуле
, (33)
где 1,75 – мера отклонения расчётного значения суммы в скобках от среднего её значения;
- средние значения потерянной энергетической высоты на преодоление сопротивления движению соответственно основного, воздушной среды и ветра, стрелок и кривых на участке от ВГ до РТ, м;
– потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от снега и инея в стрелочной зоне и на подгорочных путях, м;
– энергетическая высота, соответствующая расчётной скорости роспуска.
Потерянная энергетическая высота на преодоление основного сопротивления движению:
, (34)
где L – расстояние пробега рассматриваемого бегуна, м;
– среднее значение основного удельного сопротивления, 
Н/кН (прил. 4.1 [1]).
L = l 1 + l 2 + l 3 + l 4 = 95,87 + 79,64 + 193,105 + 67,425 = 436,04 м
м.
2. Потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивление воздушной среды и ветра на участке l определяется по формуле
, (35)
где 
- удельное сопротивление движению от воздушной среды и ветра, Н/кН.
Значение для одиночных вагонов определяется по формуле:
, (36)
где C х – коэффициент воздушного сопротивления одиночного вагона; Cх = 1,12 (прил.5 [1]),
S - площадь поперечного сечение (мидель) вагона, м2; S = 9,7 м2 (прил. 5 [1]),
t – температура воздуха, Сo; t = -15 Сo (из задания),
q – вес вагона, кН; q = 220 кН.
– относительная скорость вагона с учётом направления ветра, м/с.
, (37)
|
|
|
где υ – средняя скорость движения вагона по рассматриваемому участку; 
(прил.6 [1]),
υ в – скорость ветра (знак “+” принимается при встречном ветре, знак “–“ при попутном); υ в = 6 м/с (из задания).
Н/Кн,
Н/Кн, 
Н/Кн, 
Н/Кн,
м.
3. Потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от стрелочных переводов (от ударов колёс об остряки, крестовины и контррельсы) определяется в зависимости от скорости по формуле
, (38)
где 
– число стрелочных переводов на рассматриваемом участке; 
, 
, 
, 
,
м.
4. Потери энергетической высоты от кривых зависят от типа подшипников и скорости движения и определяются по формуле:
, (39)
где 
– сумма углов поворота в кривых, включая стрелочные переводы на рассматриваемом участке, град.
м.
5. Потери энергетической высоты на преодоление дополнительного сопротивления от снега и инея в пределах стрелочной зоны пучков, а на сортировочных путях определяются по формуле
, (40)
где L сн – расстояние от конца второй тормозной позиции до расчётной точки, L сн = 234,58 м;
- дополнительное удельное сопротивление от снега и инея, 
=0,25 Н/кН (прил.7[1]).
м.
6. Энергетическая высота, соответствующая расчётной скорости роспуска определяется выражением
, (41)
где g ’ – ускорение силы тяжести с учётом инерции вращающихся частей вагона, g ’=9,1 м/с2,
м.
Подставляя значения отдельных элементов в формулу (33), получается значение H р для вагона с роликовыми подшипниками:
м.
Полученное значение расчётной высоты горки H р сравнивается с конструктивной высотой H к, определяемой, как сумма профильных высот отдельных элементов спускной части горки:
. (42)
Длины l отдельных элементов профиля принимаются с таким расчётом, чтобы сопрягающие вертикальные кривые находились вне пределов вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов. Расстояние от концов указанных устройств до точек перелома профиля должно быть не менее тангенса вертикальной кривой, определяемого для спускной части (при радиусе 250 м.) по формуле, м,
|
|
|
, (43)
где 
– разность сопрягаемых уклонов, ‰.
Конструктивная высота горки в общем случае может быть представлена как сумма трёх профильных высот расчётных участков: головного (от вершины горки до точки 7) h 1, среднего (от точки 7 до начала IIТП) h 2 и нижнего (от начала IIТП до РТ) h 3, то есть
. (44)
Профильная высота h 1 головного участка горки определяется из условия входа на второй замедлитель I ТП первой колёсной пары расчётного бегуна ОХ при благоприятных условиях скатывания с максимально допустимой для принятого типа замедлителя скоростью υ вх. Поскольку энергетические высоты рассчитываются по центру тяжести вагона, точка 7 должна отстоять от начала второго замедлителя на половину колёсной базы полувагона (примерно на 5м).
, (45)
откуда
, (46)
или в развернутом виде
, (47)
где l 1 – расстояние от ВГ до точки 7, м;
– основное удельное сопротивление ОХ, Н/кН; (C х = 1,36, S = 8,5 м2; t = +35Сo; q = 850 кН).
- сопротивление воздушной среды для ОХ при попутном ветре при скорости движения вагона υ 1;
n 1 - число стрелочных переводов на участке l 1;
- сумма градусов углов поворота кривых, включая стрелочные, на участке l 1.
Рассчитаем высоты каждой из точек профиля горки:
,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м.
м.
Проверим правильность расчетов по (42) формуле:
Высота горки H к= H р = 4,44 м. - профиль среднего и нижнего участков может быть принято окончательно.
Расчет тормозных средств
Потребная расчётная мощность тормозных средств на каждой тормозной позиции должна обеспечивать реализацию расчётной скорости роспуска составов, живучесть технологической системы регулирования скорости и безопасность сортировки вагонов. Наличная мощность монтируемых в пути замедлителей устанавливается на основании данных о принятом типе замедлителей и должна быть не менее потребной.
Суммарная потребная мощность тормозных позиций спускной части горки (без парковой позиции) должна составлять:
, (48)
где k – коэффициент увеличение потребной мощности тормозных позиций спускной части горки, вызываемого требованиями совместного интервального и прицельного торможения, безопасной сортировки вагонов при занятии участка между пучковой и парковой тормозными позициями, компенсации погрешностей регулирования скорости скатывания вагонов и обеспечения живучести технологической системы этого регулирования; k = 1,20;
|
|
|
- потерянная энергетическая высота ОХ при благоприятных условиях скатывания на участке от ВГ до конца пучковой ТП, м;
H пр - профильная высота (отметка) конца пучковой тормозной позиции, м, 
м.
Суммарная наличная мощность тормозных средств в пределах спускной части горки H ТСЧН должна обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку четырёхосного вагона весом 850 кН и удельным основным сопротивлением 0,5 Н/кН на пучковой тормозной позиции.
, (49)
где 
– энергетическая высота, соответствующая максимальной расчётной скорости роспуска 
,м; = 2 м/с.
м.
Потерянная энергетическая высота определяется по формуле:
, (50)
где l 1, l 2, l т2 – длина соответственно 1-го, 2-го расчётного участков и второй тормозной позиции, м;
w с.в,1, w с.в,2, w с.в,3 – удельное сопротивление воздушной среды и ветра ОХ соответственно на 1, 2 и 3-м расчётных участках;
n 1, n 2 - число стрелочных переводов на 1-м и 2-м расчётных участках;
, 
- сумма градусов углов поворота на 1-м и 2-м расчётных участках.
Н/Кн,
Н/Кн,
Н/Кн.
м,
м.
Минимальная мощность I ТП (то есть мощность одного её замедлителя) h т(min) должна обеспечивать такое торможение ОХ при благоприятных условиях скатывания, чтобы скорость входа его на II ТП не превышала максимально допустимой:
, (51)
где 
– профильная отметка начала II ТП, м, определяемая из продольного профиля; 
м,
- энергетическая высота, соответствующая допустимой скорости входа вагона на замедлитель;
- энергетическая высота, потерянная ОХ на преодоление всех видов сопротивлений от ВГ до начала II ТП при благоприятных условиях скатывания, м.
м.
м.
Общая потребная мощность 
м.
Мощность II ТП должна обеспечивать остановку ОХ при благоприятных условиях скатывания в конце этой тормозной позиции при входе на неё с максимальной допустимой скоростью
|
|
|
, (52)
где 
– расчётная длина торможения вагона на II ТП, равная длине самой тормозной позиции по концам балок плюс база вагона.
м.
Приняв мощность II ТП равной 
получим, что потребная мощность I ТП должна быть не менее
, (53)
м.
Из полученных значений 
принимаем большее, т.е.
м,
м,
м.
Технологические расчёты
|
|
|
