Железнодорожный узел с горочной сортировочной станцией

 

Общий вид  горки с разбивкой его на элементы и укрупненные участки приведен на рисунке 3.3, ТПП между смежными элементами ППГ выбираются таким  образом, чтобы вертикальные сопрягающие  кривые не располагались в пределах остряков и крестовин РСП, ВЗ.

Высотой сортировочной горки называют разность отметок вершины горки и расчетной  точки наиболее трудного по сопротивлению  пути сортировочного парка.

, м                                                                          (3.1)

 

Профильная  высота главного участка  определяется с учетом полного использования допустимой скорости входа ОХБ на ТП1 при благоприятных условиях скатывания, когда W₀=0,5 кгс/тс, W_ср=0, а V₀(max)=2.5 м/с.  Расчетная схема для вывода уравнения приведена на рис.3.2.

 

 м;                   (3.2)

где - максимально допустимая скорость входа отцепа на ТП1 (7 м/с);

       - скорость на головном участке для ОХБ, (0,5 м/с);

Длина головного  участка:

l₁=l_ск1+l_ск2            (3.3)

При этом

 l_ск1=L_min+9.19,        (3.4)

где L_min - минимальное расстояние от ВГ до первого РСП, принимается по заданию (28 м),

Значение  определяется для т.

g’ – ускорение свободного падения с учетом вращающихся колес, м/с². 

  g’ = g / (1+ γ),        (3.5)    
где γ – коэффициент увеличения массы вагона при учете вращающихся частей,

      g – ускорение свободного падения (9.81) м/с².

 
                γ = 0,42 * n_ос / q_бр.                          (3.6)

 
где n_ос – количество осей рассматриваемого вагона, n_ос = 4.

 
        γ = 0,42 * 4 / 85 =0.019;

g`= 9.81 / (1+ 0,019)=9.63 м/с²;

l_ск1=29+6,19+3= 38,19 м;

l_ск2=28,8 м;

l₁=38,19+28,8=66,99 м;

  м;

Определив h₁, рассчитываем i_ск2 по формуле:

                                                                  (3.7)

‰

Для устранения саморасцепа вагонов  в отцепе из нескольких вагонов должно соблюдаться условие: i_ск1 - i_ск2 ≤ 25‰

    39-28,458 = 10,542 ≤ 25 условие выполняется.

Таблица 3.1

 

Параметры горочной горловины на 40 путей

Обозначение элементов горловины
СК1	38,19	39	2,309	66,99	4,73	1
СК2	28,80	28,458			2,37	1
ТП1	49,17	13,5	0,664	97,64	7,73	-
ПР	48,47	11,5	0,557		13,63	1
ТП2	40,36	10	0,404	205,93	3,5	-
СЗ	91,71	1,75	0,161		32,27	3
СП1	73,86	1,5	0,111		24,58	-
ТП3	14,50	1	0,015	64,5	-	-
СП2	50,00	0,6	0,03		-	-
å	435,06	-	=4,251	=435,06	-	-

 

Общая конструктивная высота горки  определяется суммированием произведений длин и уклонов участков профиля (головного участка и остальных  участков, начиная с ТП1):

 

После расчета  необходимо проверить уклон элементов  на соответствие условию вогнутости:

 

i_ск1 > i_ск2 > i_тп1 > i_пр >   i_тп2 > i_сз > i_сп1≥  i_тп3 >i_сп2

39 > 28,458> 13,5 >11,5 > 10  >1,75  > 1,5 > 1>  0,6

 

 

Значения  профильных высот определяются как  произведение длины и уклона составляющих элементов этих участков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1 – Общий профиль и  параметры горки

 

 

 

3.3 Определение расчетной высоты горки

 

 Расчетная высота горки должна  обеспечивать скатывание плохого  бегуна (ПБ) от вершины горки (ВГ) до расчетной точки (РТ) самого  трудного пути при неблагоприятных  погодных условиях роспуска (низкая  расчетная температура, встречный  ветер, снег и иней на путях  и стрелочных переводах.).

Расчетная высота горки определяется по формуле:

 

H_р = 1,175*[L_Р * w_o + l_k*w_ср+0,56*

* +0,23* *)] *+                         

                   +

м                                                     (3.7)

 

где  H_р – расчетная длина горки, м; 
 L_Р – расстояние от ВГ до РТ, L_Р=435,06м; 
 w_o – основное удельное сопротивление, характеризующее ходовые

          свойства  отцепа, (1,54) кгс/тс;   
 w_ср – удельное сопротивление движению от среды и ветра, кгс/тс;   
 - сумма углов поворота в градусах на пути следования отцепа до РТ; 
 n – количество стрелочных переводов на пути движения отцепа, штук; 
   h_o- энергетическая высота, соответсвующая начальной скорости роспуска, м.э.в

                               w_ср = 17,8*С_х*S*Vр² / (273 + t)*q_бр,                       (3.8) 

где  С_х – коэффициент воздушного сопротивления, С_х=1,46; 
 S – площадь поперечного сечения вагона, S = 8,5 м²; 
 V_р – расчетная скорость роспуска, м/с; 
 t – температура наружного воздуха, t = -17С^о; 
 q_бр – масса плохого бегуна (ПБ), q_бр = 25 т.

(3.9)

 

где     V – средняя скорость движения отцепа, м/с; 
V_в. – скорость встречного ветра, V_в.= 4,2 м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

 

Определение расчетной высоты горки

 

Обозн. элементов горловины	lk		+ Vвстр.в.	wср		ak
СК1	66,99	4,2	8,4	2,150	2	7,1	230,07	1,7
СК2
ТП1	97,64	5,5	9,7	2,867	1	21,36
ПР
ТП2	205,93	5,0	9,2	2,579	3	60,39
СЗ
СП1
ТП3	64,50	2	6,2	1,171	0	0
СП2

 

 

H_р =0,00175(435,06 * 1,75+

+(192,592+445,486+920,336+75,529))+0,001*0,27*230,07 -0,156 = 4,097 м

Определив и необходимо проверить выполнение условия:

4,2514,097, следовательно, принимаем ==4,251

 

 

4.  Расчет потребной мощности тормозных средств сортировочной горки

 

Для обеспечения  безопасности роспуска составов и регулирования  интервалов между отцепами по спускной части горки и в начале СП укладываются тормозные позиции, мощность которых  зависит от высоты горки, продольного  профиля горки и принятых технологических  режимов роспуска. Мощность тормозных  позиций должны обеспечивать остановку  очень хорошего бегуна в конце 2 тормозной  позиции. Все расчеты берутся  для ОХБ при благоприятных  условиях скатывания (w_ox=0,5 кГс\тс; w_ср=0; Q_ox=85т).

Суммарная мощность тормозных средств  горки рассчитывается по формуле: 
   Н_рт = Н_г + h_o(max) – h_w(ТП2) – hнз, м.э.в.                 (3.9) 
         где h_o(max) – ЭВ, соответствующая максимальной скорости роспуска, равной(2,5м/с). 
               h_w(ТП2) – ЭВ, соответствующая работе сил сопротивления на участке от ВГ до конца ТП2.

       h_нз – разность отметок конца ТП2 и РТ, м.

    h_w(ТП2) =0,001* (l_1-2*0.5+v_1-2²*(0.56*n_1-2+0.23* )),    (3.10) 
            h_w(ТП2) = 0,001*(204,99*0.5+5²*(0.56*3+0.23*28,46)) =0,308

    
                     (3.11)

  

  

  

   h_o(max)  =(2,5)² /2*9,61=0,33     

 

    м                                                                     (3.12)

 

Исходя из приведенных выше расчетов следует, что ТП1 необходимо оборудовать двумя вагонными замедлителями КВ-2 с расчетной погашаемой энергетической высотой 0,8 м.э.в., вторую тормозную позицию ТП2 оборудуем двумя вагонными замедлителями ВЗПГ-5 с расчетной погашаемой энергетической высотой 1,3 м.э.в.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5. Проверка динамичности спускной части горки графоаналитическим методом.

 

Проверка производится со следующими целями: 
   - проверить правильность расчета высоты горки и продольного профиля; 
   - проверить правильность расчетов тормозных средств горки; 
   - соблюдение необходимых интервалов между отцепами. 
       Проверка динамичности производится для следующих условий: 
1) сочетание отцепов ПБ – ХБ. 
2) ПБ следует на расчетный трудный путь, ХБ на соседний смежный с ним. 
3) неблагоприятные условия скатывания. 
      ХБ: 4-х осный полувагон массой брутто – 85 т. 
 Для ХБ рассчитываем энергетическую высоту погашения на тормозных позициях. 
                   h_тор = Н_г– h_w(ох), м.э.в.                                  (3.12)

 
  h_w(ох) = [L_р·w_o(ох) +S(l_к· w_ср+0,23·V_к²·a_к + 0,56·V_к²n_к)]

               ·0,001+0,001·l_си·w_си   м.э.в.                                                               (3.13)   
где  w_o=0,5 кгс/тс.  
h_w(ох)=[436,06·0,5+(67,99·1,1+0,56·4,6²·2+0,23·4,6²·11,83)+(97,64·1,4+0,56· 5,5²·1+0,23·5,5²·21,36)+(205,93·1,3+0,56·5²·3+0,23·5²·60,39)+(64,5·0,7)]· ·0,001+0,001·0,22·230,37= 2,878 м.э.в.

 

h_тор = 4,319 – 2,878 = 1,44 м.э.в.

 

Также необходимо определить начальный  интервал роспуска м/у отцепами:

, с                                                                                   (3.14)

где - длина вагона по осям автосцепки,

- начальная скорость  роспуска,

=14,19/1,7=8,35 с

Расчеты по проверке динамичности спускной части горки сводятся в таблицы 3.3 и 3.4.

На основании расчетов сведенных  в таблицы 3.3 и 3.4 строятся график зависимостей: h_w^пб=f(s); V^пб=f(s); t^пб=f(s); h_w^хб=f(s); V^хб=f(s); t^хб =f(s) по кривым времени t^пб=f(s); t^хб =f(s)  определяется фактический интервал между отцепами на разделительной стрелке и сравнивается с минимальным интервалом между отцепами который определяется по формуле : 
 
                           l_min = [(l_б + l_б) / 2] , м                               (3.15)      
где   l_б – длина базы вагонов.(10,5 м.) . 
 Должно выполнятся условие l_Ф ³ l_min.  
 l_Ф находится из графика следующим образом: от конца СЗ на графике строится перпендикуляр до пересечения с графиком t^пб=f(s) и затем от точки пересечения проводится  горизонталь до пересечения с графиком t^хб =f(s). Длина этой горизонтали и есть l_Ф. 
l_min = [(10,5 +10,5) / 2]  = 10,5 м 
l_Ф = 41 м.  
41 > 10,5 – условие выполняется. 
Из выше изложенного видно, что плохой бегун скатывается от ВГ до РТ не останавливаясь. Также видно что суммарная мощность тормозных средств горки достаточна для остановки ОХБ в конце ТП2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Таблица 3.3 - Расчет  ОПБ

 

№ точки	Уклон текущего участка	Длина участка	Расстояние от ВГ до конца рассматриваемого участка	Профильная высота участка	Нарастающий итог графы 5	Число стрелок на участке	Сумма углов поворота на участке	Скорость отцепа на участке	ПЭВ, эквивалентная работе сил ω0 на текущем участке	Wср	ПЭВ, эквивалентная работе сил сопротивления  Wср	ПЭВ от стрелок на участке	ПЭВ от кривых	ПЭВ от снега и инея	ПЭВ от торможения на замедлителях	Суммарная ПЭВ на участке	Нарастающий итог значений	Свободная ЭВ в конце участка	Скорость отцепа в конце участка	Средняя скорость отцепа на участке	Время скатывания на участке	Время скатывания от ВГ до конца участка
0			0					1,7											1,7			0
	40	46,19		1,8476	1,8476	1	9,46		0,18476	1,273488	0,0588224	0,001618	0,00629	0	0	0,251488867	0,25148887	1,751143		3,70673	12,46
1			46,19					5,713460826											5,713461			12,461117
	24	33,63		0,8071	2,6547	1	4,73		0,13452	3,293222	0,1107511	0,01828	0,03551	0	0	0,299064496	0,55055336	2,259198		6,10151	5,512
2			79,82					6,489565856											6,489566			17,972864
	12	29		0,348	3,0027	0	0		0,116	3,792462	0,1099814	0	0	0	0	0,22598141	0,77653477	2,381217		6,57604	4,41
3			108,82					6,662511075											6,662511			22,382814
	7	41		0,287	3,2897	1	12,23		0,164	3,90851	0,1602489	0,024858	0,12486	0	0	0,473968765	1,25050354	2,194248		6,52906	6,28
4			149,82					6,395600624											6,395601			28,662435
	7	29,94		0,2096	3,4993	0	0		0,11976	3,730144	0,1116805	0	0	0	0	0,231440513	1,48194405	2,172388		6,37963	4,693
5			179,76					6,363662335											6,363662			33,355496
	2,5	113,1		0,2826	3,7819	4	32,27		0,4522	3,70908	0,4193115	0,090711	0,30057	0,02261	0	1,285399802	2,76734385	1,169613		5,51652	20,49
6			292,81					4,669383487											4,669383			53,848478
	2	60,6		0,1212	3,9031	0	24,58		0,2424	2,677163	0,1622361	0	0,12326	0,01212	0	0,54001798	3,30736183	0,750795		4,20524	14,41
7			353,41					3,741098489											3,741098			68,259067
	1,5	14,5		0,0218	3,9249	0	0		0,058	2,182955	0,0316529	0	0	0,0029	0,4	0,492552853	3,79991469	0,279992		3,01285	4,813
8			367,91					2,284606418											2,284606			73,071782
	0,6	50		0,03	3,9549	0	0		0,2	1,509082	0,0754541	0	0	0,01	0	0,285454112	4,0853688	0,024538		1,48047	33,77
9			417,91					0,676329829											0,67633			106,84488