Проектирование профиля и определение высоты сортировочной горки

Определим параметры горки малой мощности (ГММ). Все расчеты производим согласно методике профессора Н.В. Правдина. [3]

Высота горки малой мощности должна обеспечить проход плохого бегуна при неблагоприятных условиях скатывания до расчетной точки самого трудного пути по сопротивлению движению. Расчетная точка находится на расстоянии 50 м от выходного конца парковой тормозной позиции трудного пути.

Расчетная высота горки определяется по формуле:

где L _р – расстояние от вершины горки до расчетной точки трудного пути, м;

w ₀ – основное удельное сопротивление движению расчетного плохого бегуна при расчетной зимней температуре, Н/кН;

w _ср – удельное сопротивление воздушной среды и ветра для расчетного плохого бегуна при неблагоприятных условиях скатывания, Н/кН;

v ₀ – расчетная скорость надвига (для горок малой мощности 3,5 км/ч);

– энергетическая высота, соответствующая скорости надвига состава на горку. g' для вагона массой 25 т. равно 9,1 м/с².

У нас имеются следующие необходимые параметры для вычисления:

- ветер встречный: V _в = 4 м/с;

- плохой бегун – четырехосный крытый вагон, вес которой q _оп = 25 т;

- хороший бегун – четырехосный крытый вагон q _ох = 70 т;

- угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется вагон β = 22°;

- среднемесячная температура воздуха зимнего расчетного месяца t ^-о = -15 °C;

Определяем трудный путь сортировочного парка. Трудный расчетный путь головы сортировочного парка тот, на котором работа всех удельных сопротивлений при следовании плохого бегуна от вершины горки до расчетной точки при неблагоприятных условиях наибольшая; лёгкий – соответственно тот, где эта работа наименьшая. Удельную работу сил сопротивления на каждом пути определяем по формуле:

где - расстояние от вершины горки до расчетной точки пути, м.

, – соответственно сумма углов поворота на круговых и переводных кривых, число стрелочных переводов на маршруте скатывания отцепа от вершины горки до расчетной точки пути.

Основное удельное сопротивление принимаем равным 4,5 Н/кН (см. стр.[]). Для расчета удельного сопротивления воздушной среды и ветра необходимо определить среднюю скорость скатывания плохого бегуна от вершины горки до расчетной точки.

где l₁ – расстояние от вершины горки до последнего предельного столбика горловины сортировочного парка, м;

l₂ – расстояние от предельного столбика до расчетной точки, м;

– средняя скорость движения расчетного плохого бегуна на спускной части горки, м/с;

– средняя скорость движения расчетного плохого бегуна на подгорочных путях, м/с.

l₁ и l₂ определяем по плану головы сортировочного парка, а и - по таблице

Чтобы найти угол a, определяем:

= 7,8 м/с.

Дополнительное удельное сопротивление движению отцепа от воздушной среды и ветра определяется по формуле:

где c _x – коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов, равный 1,46;

S – площадь поперечного сечения (мидель) вагона, равная 9,7 м²;

t ^о – температура наружного воздуха, которая определяется для зимних неблагоприятных условий -15°C;

q – вес вагона, плохого бегуна 25 т;

v _р – относительная скорость скатывания с учетом направления ветра.

Значение w₀ принимаем равным 4,5 [1].

Рассчитываем для каждого пути сортировочного парка показатели и заносим их в таблицу:

Таблица 6.1 - Результаты расчета трудного и лёгкого путей.

№ пути	Расстояние от вершины горки до расчетной точки L, м	Сумма сопротивлений движению основного удельного и дополнительного w0 +wср, Н/кН	Работа сопротивлений основного удельного и дополнительного L×(w+wср)	Сумма углов поворота кривых от вершины горки до расчетной точки Sa	Дополнительная удельная работа сопротивлений в кривых 9Sa, Н м/кН	Число стрелочных переводов на пути от вершины горки до расчетной точки n	Дополнительная удельная работ сил сопротивлений от ударов на стрелках 20n	Удельная работа всех сил сопротивления А, Н м/ кН	Примечание
	296,2	7,2	2132,64	22,18	199,62			2392,26
	292,2	7,2	2103,84	30,76	276,84			2440,68
	295,6	7,2	2128,32	24,73	222,57			2430,89
	290,2	7,2	2089,44	24,73	222,57			2392,01
	295,4	7,2	2126,88	36,13	325,17			2512,05	трудный путь
	268,6	7,2	1933,92	35,9	323,1			2277,02	лёгкий путь

Проведя расчеты, мы выяснили, что путь номер 17 является самым трудным. Принимаем расстояние 387,8 м. как расчетное.

Тогда высота сортировочной горки равна:

При расчете продольного профиля ГММ нет необходимости выполнять расчет параметров скоростного участка для проверки непревышения максимально допустимой скорости входа «очень хорошего» бегуна на вагонные замедлители, так как максимально допустимая скорость входа вагонов на замедлители КНП - 5–7 м/с может быть достигнута только при высоте скоростного участка не менее 2,55 м.

Продольный профиль ГММ следует проектировать из участков с минимальной допустимой крутизной уклонов, начиная от расчетной точки, и концентрируя профильную высоту горки на скоростном участке.

Продольный профиль спускной части горки состоит из следующих элементов: на сортировочных путях – 0,6 ‰, на стрелочной зоне – 2,0 ‰, на горочной тормозной позиции – 7,0 ‰.

Тогда предельная крутизна скоростного участка составит:

где i _тп– уклон горочной тормозной позиции;

l _тп– длина горочной тормозной позиции;

i _сз– уклон стрелочной зоны;

l _сз– длина стрелочной зоны;

i _сп– уклон сортировочных путей;

l _сп– длина сортировочных путей;

l _ск– длина скоростного участка,

Такой профиль обеспечивает максимально допустимые скорости и минимальное время скатывания вагонов с горки при их сортировке.

Так как скоростной участок имеет значительную длину, то его целесообразно разделить на два участка и запроектировать первый скоростной участок максимально возможной крутизны, при соблюдении следующих ограничений:

1) допустимая разность крутизны уклонов:

2) требуемая длина прямой в профиле части l _ск1 (за вычетом длин тангенсов T _В1 и T _В2 сопрягающих кривых), должна быть больше 20 м:

Значение тангенса T _В – длина тангенса у вершины горки, определяется по формуле:

где R – радиус сопрягающей кривой, м;

Δ i – разность уклонов, ‰.

Значение T _В1 определяем по формуле:

В месте сопряжения l _ск1 и l _ск2 длина T _В2 составит:

Тогда:

Следовательно:

Вертикальную кривую, сопрягающую вершину горки с началом первого скоростного участка, заменяем двумя прямолинейными участками каждый длиной:

Тогда длина первого скоростного участка будет равна:

Надвижная часть перед сопрягающей кривой горба горки проектируется на подъеме 8-10 ‰ на протяжении 50 м.

Наименьшие радиусы вертикальных кривых при сопряжении уклонов на горбе горки принимают в сторону надвижной и спускной части – 350 м, а на остальных элементах спускной части не менее – 250 м.

Тангенсы вертикальных кривых составят:

Тангенсы вертикальных сопрягающих кривых принимаются за условную площадку на горбе горки:

Дата добавления: 2015-10-13