1 Классификация и оборудование сортировочных горок 1 страница

Содержание

Введение

1 Классификация и оборудование сортировочных горок

2 Проектирование сортировочных парков

3 Элементы сортировочной горки и их назначение

4 Основы динамики скатывания вагонов с горки

5 Проектирование плана горочной горловины

6 Составление разверток трудного по условиям скатывания пути и смежного с ним

7 Определение расчетной высоты горки

8 Проектирование продольного профиля спускной части сортировочной горки

8.1 Требования к профилю спускной части горки

8.2 Комплексное проектирование высоты и продольного профиля спускной части горки

8.3Расчёт продольного профиля сортировочной горки большой мощности.

9 построение кривых потерь энергетических высот

9.1 расчет и построение кривых потерь энергетических высот при свободном скатывании

9.2 построение кривых потерь энергетических высот при частичном торможении

10 кривые скорости и времени скатывания отцепов. Оценка качества запроектированного продольного профиля спускной части горки

10.1 построение кривых скорости и времени скатывания отцепов

10.2 проверки по условию разделения отцепов на разделительных элементах

10.2.1 проверка опасности нагонов отцепов у предельного столбика

10.2.2 проверка разделения отцепов на стрелочных переводах

10.2.3 проверка разделения отцепов на замедлителях

10.3 проверка достаточности мощности тормозных средств

11 расчет перерабатывающей способности горки

12 система маневровой автоматической локомотивной сигнализации

13 Безопасность на сортировочных горках

14 экология на железнодорожном транспорте

Заключение

Источники используемой литературы

Введение

Железные дороги нашей страны выполняют большую часть грузовых и пассажирских перевозок, размеры которых непрерывно растут. И для успешного освоения, необходимо совершенствовать технические устройства и технологию работы.

Неотъемлемой частью перевозочного процесса на железнодорожном транспорте является технологическая работа, связанная с переработкой грузовых составов на сортировочных станциях.

Сортировочные станции предназначены для массовой переработки вагонов и формирования составов в соответствии с общесетевым планом формирования поездов. На сортировочных станциях формируют сквозные, участковые, сборные и участково - сборные поезда, а также вывозные и передаточные поезда до ближайших грузовых станций узла и заводских станций.

Формирование на сортировочных станциях сквозных поездов дает возможность пропускать эти поезда без переработки через многие участковые и некоторые попутные сортировочные станции, что ускоряет доставку грузов, оборот вагонов и снижает себестоимость перевозок.

Сортировочная станция одновременно перерабатывает местные и транзитные вагонопотоки, кроме тех вагонопотоков, которые проходят данную станцию в отправительских маршрутах с мест погрузки и транзитных сквозных поездах.

Для выполнения сортировочной работы широко используется различные специальные устройства, среди которых основными являются сортировочные горки. В настоящее время сортировочная горка – это сложнейший комплекс технических сооружений, систем и устройств, реализующий современные достижения в области технологии, управления транспортными объектами с широким использованием микропроцессорной техники и ЭВМ. Так, на сортировочных горках, объединенные в единые системы, эксплуатируются пневматические замедлители, поршневая компрессорная техника, стрелочные приводы и рельсовые цепи – с одной стороны, радиолокационные устройства, микропроцессорная техника, современные ЭВМ – с другой.

Сортировочные горки играют важную роль в обеспечении доставки грузом клиентам, сокращения простоев вагонов и сохранности грузов.

От того, насколько эффективно функционируют механизированные и автоматизированные сортировочные горочные комплексы, зависят итоги работы всей сети ОАО «РЖД».

Сортировочные горки позволяют:

- повысить перерабатывающую способность сортировочной станции;

- снизить стоимость переработки вагонов вследствие сокращения расходов на содержание штата и маневровые средства;

- ускорить оборот вагона за счет сокращения времени их переработки;

- повысить безопасность и культуру труда станционных работников.

Современная горка оснащена сложным комплексом технических устройств. Разрабатываются новые системы автоматизации сортировочного процесса. Глубокое знание систем механизации и автоматизации работы горки, тенденций их развития и перспектив – основа качественного проектирования и прогрессивной эксплуатации сортировочных устройств.

Целью дипломного проекта является проектирование сортировочной горки и ее автоматизированных механизмов. Определение мощности горки в зависимости от поступающего вагонопотока.

Проектирование плана горочной горловины с учетом необходимых требований обеспечения безопасности роспуска и необходимой пропускной способности.

Выполнение графического моделирования процесса роспуска составов с горки.

Для оценки качества запроектированного продольного профиля спускной части горки, необходимо построить кривые скорости для очень

плохого бегуна, скатывающегося на трудный путь при неблагоприятных условиях, и очень хорошего бегуна, скатывающегося на путь, смежный с трудным при неблагоприятных условиях с частичным торможением. Выполнение проверки на стрелочных переводах, замедлителях и у предельного столбика.

Рассмотрение автоматизированных систем.

1 Классификация и оборудование сортировочных горок

Современная сортировочная горка представляет собой комплекс устройств пути, энергоснабжения, автоматики, телемеханики и связи, обеспечивающий механизацию и автоматизацию процессов расформирования и формирования поездов.

В зависимости от объёмов переработки вагонов и числа подгорочных путей различают сортировочные горки повышенной, большой, средней и малой мощностей. Мощность горки обосновывается технико-экономическими расчётами по объёму и структуре перерабатываемого вагонопотока для сортировочных станций на 10-й, а для остальных станций – на 5-й год эксплуатации.

Сортировочные горки в настоящее время оборудуются вагонными замедлителями, вагоноосаживателями, ускорителями-замедлителями, устройствами горочной автоматической централизации (ГАЦ), автоматического регулирования скорости скатывания отцепов (АРС) в комплексе с системой автоматического задания скорости роспуска (АЗСР) и телеуправления горочными локомотивами (ТГЛ).

Мощность сортировочной горки определяет её техническое оснащение и путевое развитие (таблица1).

Тип сортировочного устройства выбирается в зависимости от количества перерабатываемых вагонов - N и числа путей в сортировочном парке – m_сп.

Например, при m_сп = 30 путей и N = 4955 вагонов – проектируемое сортировочное устройство является горкой большой мощности (ГБМ).

Таблица 1 - Классификация сортировочных горок

Тип сортировочных устройств	Суточная перерабатывающая способность	Число путей	Число ТП
сортиро-вочных	надвига	спускных	обход-ных	На спускной части	На путях (парков)
ГПМ	более	более 40	≥ 3	2÷3/4			1/2
ГБМ	3500-5500	30-40	2-3		1÷2		1/2
ГСМ	1500-3500	17-29	1-2	1÷2	1÷2	1÷2	1/2
ГММ	250-	4-16	1-2		0÷2	0÷2

Сортировочные горки повышенной мощности (ГПМ) – конструкция путевого развития таких горок предусматривает все технологические линии переработки вагонов, в том числе для осуществления параллельного роспуска составов.

Горка большой мощности (ГБМ) – для таких горок, при соответствующем обосновании, могут также предусматриваться дополнительные технологические линии. Их технические средства должны обеспечивать параллельность выполнения отдельных операций при переработке двух составов.

Горка средней мощности (ГСМ) – конструкция путей предусматривает перспективу возможность переустройства в горку большой мощности.

Горка малой мощности (ГММ) – вагонные замедлители устанавливаются, как правило, на одной тормозной позиции спускной части и одной парковой тормозной позиции при числе путей 12-16.

2 Проектирование сортировочных парков

Основные направления к проектированию плана горочной горловины сортировочного парка сводятся к обеспечению:

- наименьшей расчётной длины;

- по возможности одинаковой удельной работы сил сопротивления при скатывании вагонов на любой путь.

Кроме того, необходимо соблюдать требования по укладке верхнего строения пути, предусматривать места для тормозных позиций и устройств автоматизации, учитывать возможность увеличения числа путей в парке.

Соблюдение указанных основных требований обеспечивает высокую перерабатывающую способность и безопасность роспуска, а также снижение затрат на строительство и эксплуатацию благодаря уменьшению проектной высоты горки и потребной мощности тормозных средств.

Конструкция парка сортировочных станций определяется тремя параметрами: числом путей, схемой стрелочных горловин и продольным профилем.

При проектирование входной горловины сортировочного парка используются марки стрелочных переводов 1/6, выходной горловины марки стрелочных переводов 1/9. Пути сортировочного парка разбиваются на пучки, в одном пучке от 4 до 8 путей.

Число путей в сортировочном парке, m_сорт, рассчитывается по формуле (1)

m_сорт= 8,4 + 0,31 * N_сф, (1)

где N_сф – количество поездов своего формирования.

Таким образом количество путей в сортировочном парке определяется

m_сорт = 8,4 + 0,31 * 73 = 32 пути

3 Элементы сортировочной горки и их назначение

Основными элементами горки являются надвижная часть, перевальная часть (горб горки) и спускная часть (рисунок 3.1).

Надвижная часть предназначена для подачи вагонов к вершине горки и подготовки к роспуску. На надвижной части размещаются пути надвига, соединяющие горб горки с парком приёма, а при параллельном расположении парков приёма и сортировке – с маневровой вытяжкой.

Перевальной частью (горбом горки) называется элемент горки, на котором происходит сопряжение надвижной части и скоростного уклона спускной части.

Условная вершина горки (УВГ) – вершина угла вертикальной кривой, сопрягающей скоростной уклон с горизонтальной прямой, проходящей через горб горки.

Рисунок 3.1- Схема плана и профиля сортировочной горки

При устройстве горба с двумя и более путями надвига и спускными путями можно выполнять одновременно две операции, например, роспуск двух составов или уборку горочного локомотива по одному пути и роспуск с горки на втором пути.

Элемент горки, обеспечивающий отрыв отцепов от состава и их быстрое продвижение с безопасными интервалами на пути назначения, называется спускной частью. Она располагается между вершиной горки и расчётной точкой, которая находится на расстоянии 50 метров от конца парковой тормозной позиции.

На спускной части устанавливаются тормозные позиции для регулирования скорости отцепов.

Каждая горка характеризуется следующими основными параметрами: расчётной длиной, высотой, общей мощностью тормозных средств и перерабатывающей способностью.

Расчётной длиной горки называется расстояние от вершины горки до расчётной точки.

Высотой горки называется разность отметок вершины горки и расчётной точки.

Мощность тормозных средств характеризуется погашаемой ими суммарной энергетической высотой, а перерабатывающая способность горки – максимальным числом вагонов, которое можно рассортировать на ней за сутки.

Помимо указанных параметров, для обеспечения безопасности роспуска вагонов с горки при проектировании рассчитываются интервалы между отцепами на разделительных стрелках и тормозных позициях.

При проектировании сортировочной горки должны быть соблюдены пять основных условий: безопасность движения, необходимая пропускная способность станции, комплексность проекта (с учётом требований СЦБ, охраны труда и окружающей среды, специальных условий и т.п.), экономичность решения и возможность дальнейшего развития станционных устройств.

Вагоны, спускаемые с горки, в зависимости от рода, веса и ходовых свойств делятся на четыре типа бегунов: очень плохие (ОП), плохие (П), хорошие (Х) и очень хорошие (ОХ).

Основные параметры горки рассчитываются на условиях, указанных в таблице 2.

Таблица 2 - Условия скатывания вагонов для расчёта параметров горки

Параметры	Условия скатывания бегунов
Расчётный бегун	Маршрут скатывания	Ветер	Температура
Высота горки	Крытый вагон, весом 25 тс, wо = 1,75 кгс\тс	«Трудный путь»	Встречный	Отрицательная
Профиль спускной части горки	ОХ – 4-х осный полувагон, весом 85 тс	«Лёгкий путь»	Попутный	Выше 0^0С
Мощность тормозных средств	ОХ – 4-х осный полувагон, весом 100 тс	нет	нет	нет
Интервал между отцепами	ОП-ОХ-ОП (ОП-Х-ОП для ГММ и ГСМ)	«Трудный» и смежный с ним	Встречный	Отрицательная

При проектировании горки учитываются условия скатывания: неблагоприятный (встречный ветер, отрицательная температура, трудный путь скатывания) и благоприятные (попутный ветер, температура выше 0⁰С, лёгкий путь). Трудным считается путь, для которого потеря энергетической высоты на преодоление всех сил сопротивления h_w наибольшая, лёгким – путь, имеющий минимальное значение h_w.

4 Основы динамики скатывания вагонов с горки

На вагон при скатывании с горки действуют силы, способствующие движению F, - силы тяжести вагона, попутный ветер, инерционные силы и препятствующие скатыванию силы сопротивления W (рисунок 4.1)

где Q – вес вагона, т;

Р – сила нормального давления, кН;

F – силы, действующие в направлении движения, кгс;

α – угол наклона плоскости к горизонту.

Рисунок 4.1 - Основные силы, действующие на вагон при скатывании вагонов с горки.

Скатывание вагонов с сортировочной горки осуществляется под действием веса вагона Q, который может быть разложен на две составляющие: силу нормального давления Р, перпендикулярную наклонной плоскости, и силу, действующую в направлении движения, F. Ввиду небольшой величины угла наклонна плоскости к горизонту α можно считать, что движущая сила равна, кгс, рассчитывается по формуле (2)

F=Qsin ≈ Qtgα = Qi*10^-3, (2)

где i - крутизна уклона, ⁰/₀₀.

В расчётах параметров сортировочных горок принято пользоваться удельными силами, отнесёнными на единицу веса, ƒ=F/Q, кгс/тс 1 кгс/тс = 1⁰/₀₀.

Основными составляющими силы сопротивления движению вагона являются: основное удельное сопротивление W₀, кгс/тс, удельное сопротивление от воздушной среды и ветра W_св, кгс/тс, удельное сопротивление от снега и инея W_сн, кгс/тс, дополнительными – эпизодические силы сопротивления от ударов на стрелочных переводах W_с, кгс/тс, при движении в кривых W_к, кгс/тс, и торможении на замедлителях W_т, кгс/тс. Основное удельное сопротивление движению отцепов представляет собой сопротивление качению и зависит от состояния пути и ходовых частей вагонов.

При скатывании отцепов с горки производится преобразование потенциальной энергии, которой обладал отцеп на вершине горки, в кинетическую энергию, определяемую скоростью и массой отцепа. При этом силы сопротивления совершают работу, уменьшающую энергию отцепа.

Удельную работу движущей силы и сил сопротивления движению при расчёте параметров горки обычно выражают через энергетическую высоту

(1 м.э.в. = 1 кН.м/кН = 1 кДж/кН).

На вершине горки отцеп имеет энергетический запас H_вг, м.э.в., создаваемый высотой сортировочной горки и скоростью, с которой состав надвигается на горку, рассчитывается по формуле (3)

H_вг = h₀ + Н_г, (3)

где Н_г – высота сортировочной горки, м;

h₀ - энергетическая высота, соответствующая скорости надвига вагонов на горку, м.э.в.

По пути следования вагонов от вершины горки до точки S происходит перераспределение того энергетического запаса, которым обладал отцеп на вершине горки, выражается равенством (4)

Н_г + h₀ = h_w + h_v + h_s, (4)

где Н_г - высота горки, м;

h_w- энергетическая высота, потерянная при преодолении всех сил сопротивления движению на пути L_S;

h_v - энергетическая высота (скоростная), соответствующая кинетической энергии вагона в точке S;

h_s- энергетическая высота, соответствующая потенциальной энергии вагона в точке S относительно расчётной точки (РТ).

Удельная работа сил сопротивления h_w возрастает по мере удаления вагона от вершины горки вершины горки. В любой S- ой точки профиля горки h_w находится как суммарные энергетические потери при преодолении всех сил сопротивления движения на пройденном пути в результате рассеяния энергии движения, переходящей в тепловую.

Для обеспечения прохода вагонов до расчётной точки отрицательные силы сопротивления, действующие на отцеп на пути его следования от вершины горки до этой точки, не должны быть больше положительных. Следовательно, необходимое условие скатывание вагонов с горки, рассчитывается по формуле (5)

h₀ +Н_г ≥ h_w, (5)

Значение h_w возрастает по мере удаления вагона от вершины горки до расчётной точки. Величина h_w любой точке профиля горки находится как сумма работ всех сил сопротивления на пройденном пути, которое рассчитывается по формуле (6)

h_w = Ʃ wL* 10^-3 = (w₀L + w_срL + w_кр + w_стр) 10^-3, (6)

где w – суммарное удельное сопротивление движению вагона, выраженное в кг на 1 т веса вагона;

L - длина пройденного пути от вершины горки, м;

w₀- основное удельное сопротивление движению вагона на прямом горизонтальном пути, возникающее вследствие трения колес в буксах, трения качения между колёсами и рельсами, ударов на стыках, изломов пути в профиле и в плане из-за плохого содержания пути, кгс/тс;

w_ср – дополнительное удельное сопротивление движению вагона от среды и ветра, кгс/тс;

w_кр – дополнительная удельная работа сил сопротивления при движении вагона на кривых, кгс*м/тс;

w_стр – то же при движении вагона по стрелочным переводам (удары на остряках и крестовинах), кгс*м/тс.

Следовательно, при движении с горки (отцеп) преодолевает сопротивления, зависящие от его ходовых свойств, пути и окружающей среды: основное, воздушной среды и ветра; от ударов на стрелках; от кривых в пути.

Энергия, которой обладает отцеп в произвольной точке S, рассчитывается по формуле (7)

h= H_г + h₀ – h_w. (7)

5 Проектирование плана горочной горловины

План горочной горловины сортировочного парка следует про­ектировать с использованием типовых решений и с учетом плана (схемы) сортировочного комплекта. Горочную горловину в пределах от первой разделительной стрелки до предельных столбиков необходимо проектировать короткой, обеспечи­вать наименьшую длину маршрута следования для большинства отцепов и наименьшую сумму углов поворота кривых на маршрутах скатывания. В этих целях следует:

- группировать пути сортировочного парка со стороны горки в пучки, содержащие от 3 до 8 путей в каждом, крайние пучки путей могут быть неполными;

- применять симметричные стрелочные переводы с крестовинами мар­ки 1/6^С ;

- расстояние между центрами стрелочных переводов с крестовинами марки 1/6^С при их попутной укладке принимать минимально возможное, но не менее 23.97 м;

- выход с крайних пучков или 3-4 крайних путей сортировочного парка в обход горки предусматривать укладкой симметричных стрелочных переводов с кресто­винами марки 1 /6^С.

Междупутья в пучках следует принимать 5.3 м, а между пучками 6.5 м. Допускается:

- уменьшать междупутья между пучками в начале путей до 4.8 м;

- кривые начинать непосредственно за хвостом крестовины;

- проектировать круговые кривые радиусом не менее 200 м, кривые за крестовинами последних разделительных стрелочных переводов пучков путей - не менее 180 м, а в горловинах с числом путей более 32 при обосно­вании - не менее 150 м. В горловине горок любой мощности следует предусматривать прямые участки пути для установки вагонных замедлителей. Длина этих участков определяется в зависимости от числа и типа замедлителей на каждой пози­ции. На ГПМ, ГБМ, четырехпучковых ГСМ длина этих участков должна быть достаточной для установки двух замедлителей на первой тормозной позиции (1ТП) и двух или трех на пучковой. Длина изолированных участков замедлителей устанавливается в за­висимости от применяемых устройств автоматики. Длина предстрелочного участка (от изостыков до начала остряков) должна быть не менее 6 м.

6 Составление разверток трудного по условиям скатывания

пути и смежного с ним

На основании плана головы сортировочного парка составляем развертку самого трудного пути по условиям скатывания отцепов. Трудным является путь, который имеет максимальное сопротивление движению отцепов от стрелок и кривых. Развертка строится от условной вершины горки (УВГ) до рас­четной точки (РТ). УВГ находится от фактической вершины горки (ФВГ) на расстоянии тангенса вертикальной кривой. РТ находится на расстоянии 50 м от конца парковой тормозной позиции (ПТП). Построение развертки пути, смежного с трудным, начинают от последней разделительной стрелки. Расстояние от УВГ до изостыка первого разделительного элемента устанавливается заданием. В случае, если первым разделительным элементом является стрелочный перевод, это расстояние должно быть около 25 м (для возможности размещения измерительных участков). Если первым разделительным элементом является замедлитель, то расстояние от УВГ до изостыка следует принимать 45-50 м. На рисунке 6.1 показано положение изостыка 1-го разделительного элемента относительно УВГ.

Рисунок 6.1 - Положение изостыка 1–го разделительного элемента относительно УВГ а) разделительный элемент-замедлитель; б) разделительный элемент - стрелочный перевод.

Положение изостыка разделительной стрелки определяется исходя из расчетной схемы (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2- Определение положения изостыка разделительной стрелки

На развертке следует показать все элементы плана (прямые участки, кривые, стрелочные переводы, замедлители) с указанием их параметров (размеров).

Примеры построения разверток представлены на рисунке 6.3

Рисунок 6.3 - Пример построения развертки (первый разделительный эле­мент - стрелочный перевод)

Пример определения положения ПС и ПТП приведены на рисунке 6.4

Рисунок 6.4– Определение положения предельного столбика и ПТП

Рассмотрим построение развертки трудного пути N 46 до начала ПТП составит 8.755 + 51.00 = 59. 755 м. Длина кривой до замедлителя составит 57.09 – 10.56=46.53м. Расстояние от конца ПТП до РТ должно быть 50 м. Определяем длину участка кривой, начиная от конца ПТП: 7 8. 5 0 - 5 1. 0 0 - 1 6. 1 0 = 1 1.4 0 Длина прямого участка от конца кривой до РТ составит 38.60 м. Развертку смежного с трудным путем следует строить, начиная с последней разделительной стрелки, ведущей на эти два пути. При выборе трудного пути можно поступать следующим образом: если пучок является полным (т.е. в пучке 8 путей), то в качестве трудного пути следует принимать крайний путь; если пучок является неполным (менее 8 путей), то трудным может являться и предпоследний путь в пучке.

Рисунок 6.5 - Фрагмент плана горочной горловины

Рисунок 6.6 - План горочной горловины

На развертке следует указать координаты начала и конца всех ее элементов (рисунок 6.6)

Рисунок 6.6 - Развертка трудного пути N46

Разбиваем трудный путь на 4 участка:

-от УВГ до начала IТП;

-от начала I ТП до начала II ТП;

-от начала II ТП до начала ПТП:

-от начала ПТП до РГ.

Для каждого участка определяем его длину, сумму углов поворотов (с учетом стрелочных углов) и количества стрелок:

I участок.

l₁= 25.00 + 5,26 + 17,51+8,08 +17.51+0,50= 73,86м; Σα₁ = 1,51+2*4,73^,,; n₁= 3;

IIучасток.

l₂= 2* 12,475 + 1,00 + 1,50 +21,81+17,51+10,47+1,50=78,74

Σα₂ =6,25+1- 4,73+3=13,98^,,; n₂= 1 (с учетом глухого пересечения).

III участок.

L₃₌12,475+1+12.475+16,11+17,51+5,26+17,51+6,46+17,51+6,46+17,51+51,0=

= 181,28

Σα₃ = 4*4,73+1,50+1,85=38,57; n₃= 4.

IV участок.

l₄=16,10+ 11,40 + 38,60 = 66,1м;

Σα₄ = 8,76^,; n₄ = 0.

7 Определение расчетной высоты горки

Высотой горки называют разность отметок головок рельсов путей на вершине горки и в расчетной точке. Высота горки должна обеспечивать добегание расчетного бегуна при неблагоприятных условиях (зимой и при встречном ветре) по наиболее трудному пути до расчетной точки. При такой высоте горки основная масса бегунов будет проходить в глубь сортировоч­ного парка, освобождая стрелки горочной горловины для прохода отцепов на другие пути.

За расчетный бегун принимают 4-осный крытый вагон на роликовых подшипниках весом 25 тс.

Расчетная высота повышенной, большой и средней горки, Н_р, м, рассчитывается по формуле (8)

Н_р = 1.75 ·(Σh_{осн i}+ Σh_свi + Σh_{cк i}) + h_см - h₀ (8)

где 1,75 – мера отклонения расчетного значения суммы

Σh_осн I- основное значение потерь энергии при преодолении сопротивлений движению,м.э.в.;

Σh_свi- значение потерь энергии от среды и ветра, м.э.в.;

Σh_{cк I}- значение потерь энергии от стрелок и кривых, м.э.в.;

Дата добавления: 2015-10-21