Проектирование горки малой мощности на промышленной станции

2 Проектирование горки малой мощности на промышленной станции

2.1 Проектирование и расчёт надвижной части горки

Надвижная часть считается от предельного столбика последнего стрелочного перевода предгорочной горловины парка приёма до вершины горки и её длина должна быть как правило, 150м. Для облегчения расцепки вагонов и остановки их при прекращении роспуска перед горбом горки делается подъём не менее 8%₀ на расстоянии не менее 50м.

Необходимое требование, предъявляемое к профилю надвижной части – это обеспечение трогания с места полного состава из большегрузных вагонов горочным локомотивом при нахождении первого вагона перед вершиной горки.

F_{к тр}/P+Q>l_ср+ώ_кр+ώ_стр+ώ_тр, (20)

где, F_{к тр} – сила тяги локомотива при трогании состава с места, кгс;

P – масса маневрового локомотива, тс;

Q – расчётная масса состава на участке, то;

 l_ср – средний уклон на длине состава, остановившегося перед вершиной горки, %₀;

 ώ_кр – дополнительное среднее удельное сопротивление от кривых, кгс/тс;

ώ_стр – дополнительное среднее удельное сопротивление от стрелок кгс/тс;

ώ_тр – удельное сопротивление при трогании с места, кгс/тс.

46000/(180+4338,8) >5+1,1+2,6+3,3

12,2>12

Наименьшие радиусы сопрягаемых кривых на вершине горки принимается 350 м, а на остальных элементах спускной части горки не менее 250 м. Для предотвращения саморасцепа вагонов на вершине горки сумма абсолютных величин сопрягаемых уклонов надвижной и спускной части и не должна превышать 55%₀.

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:

ώ_ср=(17,8·С_х·S)/((273+t⁰)q ·V_р²), (21)

где, С_х – 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;

V_р² – относительная скорость отцепа с учётном направлении ветра, м/с.

ώ_ср=((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:

V_р²= V_ср²+ V_в²+2·V_ср·V_в·cosβ (22)

где, V_ср – средняя скорость движения отцепа на участке спускной части горки, м/с;

V_в – 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)

V_р= V_ср+ V_в (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

V_р²=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:

Н_г=10^-3[L_р(ώ_ср+ω₀)+9Σα+20·n]- (V_р²-2·q) (24)

где, L_р – расстояние от вершины горки (точка отрыва отцепов) до расчётной точки трудного по сопротивлению пути, м;

ώ₀ – основное удельное сопротивление движению плохого бегуна, кгс/тс;

ώ_ср – 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;

V_р – скорость надвига состава на горку, м/с;

q – ускорение силы тяжести с учётом вращающих масс вагона, м/с.

Н_г=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:

i_ск= (1000·Н_г-i_c·l_рл-i_з·l_з-i_т·l_т)/(l_ск-Т_в) (25)

где, i_c, i_з, i_т – уклоны соответственного участка расчётного сортировочного пути, стрелочной зоны и тормозной позиции;

l_рл, l_з, l_т, l_ск – длина элементов соответственного участка от предельного столбика до расчётной точки, стрелочной зоны, тормозной позиции и скорости, м.

Т_в – длина от горба до точки перелома скоростного участка, м;

i_ск=(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.

Т_в=(R_в·Δi)/2000 (25)

где, R_в – радиус вертикальной кривой, м;

Δi – алгебраическая разность смежных уклонов, %₀.

Т_в=(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:

 Н_о=h_г+h₀-(ώ_0х·l_г+6,5Σα^о_т+20·n)·10^-3 (26)

где, h_г,l_г – 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;

ώ_0х – основное удельное сопротивление движению очень хорошего бегуна, кгс/тс;

Σα^о_т – сумма стрелочных углов поворота кривых участков пути по маршруту следования очень хорошего бегуна протяжением, град.;

n – число стрелочных переводов на участке.

Н_о=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:

m_оз= Н_о/ h_з (27)

где, h_з – энергетическая высота поглощаемая вагонным замедлителем.

m_оз=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:

h_з= Н_о- 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.

h_з=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.