2.2 Проектирование и расчёт спускной части горки
2.2.1 Определение трудного пути и высоты горки
Суммарная удельная работа сил сопротивления, действующих на вагон при прохождении им расстояния от вершины горки до расчётной точки, зависти от длины пути, количества стрелочных переводов и числа кривых. Сортировочный путь с минимальной суммарной удельной работой всех сил сопротивления называется легким, а с наибольшей суммарной удельной работой сил сопротивления – трудным.
Удельная работа сил сопротивления, преодолеваемых плохим бегуном при неблагоприятных условиях сказывания по каждому пути сортировочного парка. Для симметричных горловин парков расчёт можно произвести для путей только половины парка.
Расчёт потерь энеговысоты вносится в таблицу.
Таблица 4 Расчёт потерь энерговысоты
| № пути | Расчётная длина | Число стрелок в маршруте | Угол поворота, градусы | Энергетическая высота сопротивления | |||||
| на стрелках | на кривых | Всего углов поворота | Сопротивление среды и основное | От стрелок | От кривых | всего | |||
| 13, 26 | 255 | 4 | 18,8 | 26 | 44,8 | 2,6 | 0,08 | 0,4 | 3,0 |
| 14, 25 | 255 | 4 | 18,8 | 36 | 54,8 | 2,6 | 0,08 | 0,5 | 3,1 |
| 15, 24 | 260 | 4 | 18,8 | 26 | 34,8 | 2,7 | 0,08 | 0,3 | 3,08 |
| 16, 23 | 260 | 4 | 18,8 | 38 | 56,8 | 2,7 | 0,08 | 0,5 | 3,08 |
| 17, 22 | 260 | 4 | 18,8 | 28 | 46,8 | 2,7 | 0,08 | 0,4 | 3,18 |
| 18, 21 | 250 | 4 | 18,8 | 26 | 44,8 | 2,6 | 0,08 | 0,4 | 3,08 |
| 19, 20 | 250 | 4 | 18,8 | 26 | 44,8 | 2,6 | 0,08 | 0,4 | 3,08 |
Угол поворота на стрелках берётся из книги «Укладка и смена стрелочных переводов».
Угол поворота на кривых заносится из таблицы приложения.
Основное сопротивление и сопротивление среды берутся из таблицы 5.
Сопротивление от стрелок также берутся из «Укладка и смена стрелочных переводов».
Дополнительное удельное сопротивление воздушной среды определяется для одиночных вагонов определяется, по формуле:
ώср=(17,8·Сх·S)/((273+t0)q ·Vр2), (21)
где, Сх – коэффициент обтекаемости одиночных вагонов или первого вагона в отцепе;
S – площадь поперечного сечения одиночного вагона в отцепе, м2;
q - масса вагона, т;
t0 – расчётная температура воздуха, С0;
Vр2 – относительная скорость отцепа с учётном направлении ветра, м/с.
ώср=((17,8·1,29·9,7)/((273-16,9) ·19,55))·7,72=2,3мс/т
Относительная скорость отцепа с учётном направлении ветра, определяется по формуле:
Vр2= Vср2+ Vв2+2·Vср·Vв·cosβ (22)
где, Vср – средняя скорость движения отцепа на участке спускной части горки, м/с;
Vв – скорость ветра, м/с;
β – угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп.
Полученный данные заносим в таблицу 5.
При β<300 расчёт ведётся по формуле:
α= β/2 (23)
Vр= Vср+ Vв (24)
Таблица 5 Основные параметры сопротивление воздушной среды
| Месяц | Направление ветра | β | Vв | Vср | Vр | α | Сх | ώср | ω0 | ώср+ ω0 |
| ЯНВАРЬ | Север | 87 | 5,8 | 3 | 7,7 | 38 | 1,29 | 0,23 | 3,2 | 3,43 |
| Северо-восток | 42 | 5,6 | 3 | 6,1 | 77 | 0,25 | 0,29 | 3,2 | 3,49 | |
| Восток | 3 | 4,1 | 3 | 1,5 | 1,5 | 1,2 | 0,6 | 3,2 | 3,8 | |
| Юго-восток | 48 | 3,8 | 3 | 6,2 | 77 | 0,25 | 0,1 | 3,2 | 3,3 | |
| Юг | 93 | 7,2 | 3 | 8 | 1,5 | 1,5 | 0,25 | 3,2 | 3,45 |
Vр2=32+5,82+2·3·5,8·0,5=7,7 м/с
Расчёт высоты горки – это разность отметок её вершины и расчётной точки трудного по сопротивлению пути подгорочного парка. Расчёт высоты горки веду с учётом обеспечения прохода плохого бегуна при самых неблагоприятных условиях скатывания (встречном ветре, зимней расчётной температуре) до расчётной точки трудного по сопротивлению пути сортировочного парка. Расстояние до предельной точки принимаю 50 м.
Высота горки определяется по формуле:
Нг=10-3[Lр(ώср+ω0)+9Σα+20·n]- (Vр2-2·q) (24)
где, Lр – расстояние от вершины горки (точка отрыва отцепов) до расчётной точки трудного по сопротивлению пути, м;
ώ0 – основное удельное сопротивление движению плохого бегуна, кгс/тс;
ώср – сопротивление воздушной среды и ветра плохого бегуна, кгс/тс;
9 кгс/тс – дополнительная удельная работа сил сопротивления расчётного бегуна в кривых на каждый градус угла поворота;
Σα – сумма углов поворота на пути следования отцепа по трудному участку до расчётной точки, включая углы поворота стрелочных переводных кривых, град.;
20 кгс/тс дополнительная удельная работа сил ударов при прохождении по стрелочному переводу;
n – число стрелочных по пути следования отцепа на трудный по сопротивлению путь;
Vр – скорость надвига состава на горку, м/с;
q – ускорение силы тяжести с учётом вращающих масс вагона, м/с.
Нг=10-3[260·3,8+9·56,8+20·4]-(0,82/2·9,5)=1,87 м
2.2.2 Проектирования продольного профиля спускной части горок малой мощности.
Продольный профиль спускной части проектирую для каждого пучка подгорочного парка с учётом кривизны путей и характера вагонопотока, следующего на данный пучок.
Расчётную длину спускной части горок разбиваю на четыре расчётных участка продольного профиля: скорости, тормозной позиции, стрелочной зоны и сортировочных путей подгорочного парка.
Уклон скоростного участка определяется в зависимости от расчётной высоты горки, по формуле:
iск= (1000·Нг-ic·lрл-iз·lз-iт·lт)/(lск-Тв) (25)
где, ic, iз, iт – уклоны соответственного участка расчётного сортировочного пути, стрелочной зоны и тормозной позиции;
lрл, lз, lт, lск – длина элементов соответственного участка от предельного столбика до расчётной точки, стрелочной зоны, тормозной позиции и скорости, м.
Тв – длина от горба до точки перелома скоростного участка, м;
iск=(1000·1,87-1·50-1,5·140-7·52)/(60-16,5)=29%0
Уклон скоростного участка спускной части горок малой мощности принимаю возможно более крутым, но не круче 40%0. Наименьший скоростной уклон принимаем 25%0. Длина скоростного участка 50 м.
Тв=(Rв·Δi)/2000 (25)
где, Rв – радиус вертикальной кривой, м;
Δi – алгебраическая разность смежных уклонов, %0.
Тв=(1000·33)/2000=16,5
2.3 Расчёт мощности тормозных позиций
На горках малой мощности механизированные тормозные средства должны обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку очень хороших бегунов из числа четырехосных вагонов на парковой тормозной позиции при использовании всех тормозных позиций, расположенных по маршруту скатывания.
Общая мощность тормозных средств на горках малой мощности определяется из выражения:
Но=hг+h0-(ώ0х·lг+6,5Σαот+20·n)·10-3 (26)
где, hг,lг – высота и длина участка от расчётной вершины сортировочного устройства до конца парковой тормозной позиции наиболее легкого пути, м;
h0 – энергетическая высота, соответствующая скорость надвига состава на горку;
ώ0х – основное удельное сопротивление движению очень хорошего бегуна, кгс/тс;
Σαот – сумма стрелочных углов поворота кривых участков пути по маршруту следования очень хорошего бегуна протяжением, град.;
n – число стрелочных переводов на участке.
Но=1,87+3,0-(3,3·37,5+6,5·34,8+20·4)·10-3=-0,4
Общее число замедлителей по маршруту следования отцепов определяется по формуле:
mоз= Но/ hз (27)
где, hз – энергетическая высота поглощаемая вагонным замедлителем.
mоз=0,4/0,25=2 зм.
Число замедлителей на каждой тормозной позиции определяется из соотношения её потребной расчётной мощности к поглощению её потребной расчётной мощности одного замедлителя.
Величина мощности первой тормозной позиции определяется по формуле:
hз= Но- h´´т(пр) (28)
где, h´´т(пр) – проектная мощность парковой тормозной позиции, равной сумме энерговысоты, поглощаемой всеми замедлителями, которые проектируются дл установки на этой позиции.
hз=0,4/0,4=1 зм.
Заключение
Вывод: для переработки необходимого вагонопотока в объёме 983 в. необходимо число вагонных замедлите, для хорошего бегуна, на один путь сортировки должно быть 3 замедлителя. Горка должна быть высотой 1,87 м, крутизна спускной части должна быть 28%0, количества сортировочных путей 14, длиной шести 850м и шести длиной 392 м.
Список литературы:
1. Шубко В.Г. «Железнодорожные станции и узлы» 2002 г.
2. Савченко, Земблинов, Сатриковский «Железнодорожные станции и узлы» 1984 г.