Определение высоты и проектирование продольного профиля спускной части горки
Для расчета высоты сортировочной горки необходимо установить:
- — весовую категорию вагона (обычно легкая);
- — температуру окружающей среды для зимних условий работы горки;
- — скорость встречного ветра;
- — план трудного пути;
- — расчетную скорость роспуска составов.
В действующих правилах проектирования сортировочных устройств различают расчетную #р и конструктивную Нк высоту сортировочной горки.
Расчетная высота сортировочной горки Яр определяется из условия докатывания расчетного бегуна (чаще всего легкой весовой категории) до расчетной точки трудного пути при неблагоприятных условиях по формуле
где 1,75 — мера отклонения расчетного значения суммы в скобках от ее среднего значения;
— средние значения потерянной энергетической
высоты на преодоление сопротивлений движению соответственно основного,
воздушной среды и ветра, стрелок и кривых на участке от ВГ до РТ, м;
—
потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от снега и инея в стрелочной зоне и на подгорочных путях, м; h — энергетическая высота, соответствующая расчетной скорости роспуска. 0
Значения
определяются по формулам (19.24) —
(19.26), (19.29), причем суммарные значения определяются
в соответствии с выражениями (19.32).
Энергетическая высота, соответствующая расчетной скорости роспуска v0 определяется из выражения.
Трудный путь устанавливается по наибольшему значению суммарной удельной работы всех действующих сил сопротивления движению расчетного бегуна — шах
, где / — вид сопротивления.
Расчет
выполняется по каждому сортировочному пути. Путь,
имеющий минимальное значение
будет легким.
Подставляя значения отдельных элементов для трудного пути в формулу (19.39), получим значение расчетной высоты горки Нр:
где Lp — расчетная длина горки, то есть расстояние от ВГ до РТ по трудному пути.
Полученное значение расчетной высоты горки Яр сравнивается с конструктивной высотой Нк, определяемой как сумма профильных высот отдельных элементов спускной части горки (для трудного пути):
Расчетная схема продольного профиля спускной части горки при двух тормозных позициях на спускной части представлена на рис. 19.11, допустимые величины уклонов отдельных элементов профиля — в табл. 19.10.
Таблица 19.10
Допустимые величины уклонов отдельных элементов профиля спускной части горки при двух тормозных позициях
|
Наименование элемента профиля |
Обозначение длины элемента |
Допустимая величина уклона /, %0 |
Примечание |
|
1. Первый скоростной /СК| |
*СК1 |
До 50 |
|
|
2. Второй скоростной /ск2 |
^ск2 |
От /т1 до /ск1 |
/' .-/ <25%о ск1 ск2 |
|
3. I тп /т1 |
'т! |
От 12 до /ск1 |
|
|
4. Промежуточный / |
'пр |
От /т2 до /т1 |
|
|
5. II ТП /т2 |
1т2 |
Не менее 7 |
В холодных зонах не менее 10 %о |
|
6. Стрелочная зона /с 3 |
^с.з |
1-2 |
Допускается до 2,5 %о |
|
7. Сортировочные пути до III ТП /с п1 |
1с.п |
1-2 |
На прямых до 1,5 %с |
|
8. III ТП /т3 |
/т 3 |
В кривой до 2, на прямой до 1,5 |
|
|
9. Сортировочные пути от III ТП до РТ /с п2 |
4.п2 |
0,6 |
Рис. 19.11. Пример плана горочной горловины для горки большой мощности на 64 пути с тремя спускными
путями
Длины / отдельных элементов профиля принимаются с таким расчетом, чтобы сопрягающие вертикальные кривые находились вне пределов вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов. Расстояние от концов указанных устройств до точек перелома профиля должно быть не менее тангенса вертикальной кривой, определяемого для спускной части (при радиусе 250 м) по формуле, м,
где А/ — разность сопрягаемых уклонов, %о.
Конструктивная высота горки Нк в общем случае может быть представлена (см. рис. 19.12) как сумма трех профильных высот расчетных участков: головного (от вершины горки до точки 7) Л1? среднего (от точки 7 до точки 5) h2 и нижнего (от точки 5 до РТ) /г3, т.е.
Профильная высота h головного участка горки определяется из условия входа на второй[1] замедлитель I ТП первой колесной пары расчетного бегуна ОХ при благоприятных условиях скатывания с максимально допустимой для принятого типа замедлителя скоростью vBX (см. табл. 19.10). Поскольку энергетические высоты рассчитываются по центру тяжести вагона, точка 7 должна отстоять от начала второго замедлителя I ТП на половину базы полувагона (примерно на 5,5 м), а точка 5 на столько же от начала первого замедлителя II ТП.
Из рис. 19.12 видно, что
откуда
или в развернутом виде
Рис. 19.12. Расчетная схема продольного профиля спускной части горки
где /1 — расстояние от ВГ до точки 7, м; со™ — основное удельное сопротивление ОХ, Н/кН; to™ — сопротивление воздушной среды для ОХ при попутном ветре при скорости движения вагона V| на участке от ВГ до I ТП (см. табл.
19.8); Я| — число стрелочных переводов на участке ф Хаск1— сУмма градусов углов поворота на кривых, включая стрелочные, на участке ф
Для получения профильных высот h2 и /?3 первоначальные значения уклонов участков № 3, 4 и 5 (см. табл. 19.10) могут быть приняты минимальными (12; 7 и 7 %о), участков № 6, 7 и 8 — максимально допустимыми (2; 1,5 и 1,5 %о).
Суммируя профильные высоты элементов, начиная от расчетной точки, получим выражение конструктивной высоты горки:
где /”j — расстояние от точки 7 до конца уклона I ТП, м.
Подставляя значения длин отдельных элементов из развернутого плана трудного пути, получим первоначальное значение Нк, которое сравниваем с величиной Нр.
Если Нк — Нр (что маловероятно), то высота горки и первоначальный профиль среднего и нижнего участков могут быть приняты окончательно; остается определить уклоны и длины первого и второго скоростных элементов. При этом первый скоростной участок желательно проектировать по возможности более крутым — до 50 %о, длиной между тангенсами вертикальных сопрягающих кривых не менее 20 м (то есть /ск1 > 30 м). Приняв /ск1 и /ск1 можно определить /ск2, %с
где I' j — расстояние от точки перелома профиля до точки 7 (см. рис. 19.12).
Если /ск1 — /ск2 <25 %о, расчет заканчивается. Если /ск1 — /ск2 > >25 %о, то возможны следующие решения:
- 1) уменьшение /ск1 или /ск1;
- 2) уменьшение Як до величины не менее Яр за счет hx, т.е. за счет снижения скорости входа ОХ при благоприятных условиях скатывания на I ТП.
Второе решение является нежелательным, т.к. увеличивает время скатывания отцепов, поэтому следует принять новое значение первого скоростного уклона / j, чтобы выполнялось условие i 1 - i'cK2 = 25 %о. Новые значения скоростных уклонов определяются следующим образом.
Сохраняя высоту скоростного участка равной -i ^ • 10_3, можно записать равенство
откуда
где
Если конструктивная высота горки оказалась меньше расчетной (Як < Яр), то увеличить ее проще всего за счет изменения начального значения h2 до величины
для чего следует увеличить /т1 и /пр.
Задавшись новым значением уклона первой тормозной позиции можно подсчитать необходимую величину промежуточного уклона
после чего перейти к определению значений скоростных уклонов *ск1 и zck2- Приняв значение /ск1 (до 50 %о), определим величину zck2
Если / j — / 2 -25 %0, то на этом расчет заканчивается, в противном случае необходимо уменьшить значение /ск] в соответствии
с формулой (19.51), после чего i'CK2 будет равен *ск1 -25 .
При начальном значении Як, значительно меньшим #р, увеличить его можно за счет одновременного повышения величин h2 и /г3. Последнее достигается увеличением уклона второй тормозной позиции /т2. При этом необходимо, чтобы новые значения h2 и обеспечивали потребное увеличение Нк
Если окажется, что Н > Н , то ее можно снизить за счет умень- шения уклонов элементов продольного профиля после второй тормозной позиции вплоть до минимально допустимых значений, а если этого окажется недостаточно, то дополнительно уменьшить высоту первого участка /?, за счет снижения скорости входа ОХ на 1 ТП при благоприятных условиях скатывания. После уменьшения значения h, необходимо определить окончательные величины скоростных уклонов /ск1 и /ск2.
После уточнения Нк оформляется окончательный продольный профиль спускной части горки: определяются отметки всех точек перелома профиля относительно отметки расчетной точки, принимаемой за ноль; еще раз уточняется положение точек перелома относительно вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов; на масштабной сетке под развернутыми планами трудного и легкого путей наносятся отметки точек перелома и соединяются между собой жирной линией; проверяется правильность расчета профиля по условию
После изложенного расчета требуемого продольного профиля при скатывании вагонов на трудный путь сортировочного парка, рассчитывают продольный профиль при скатывании вагонов на легкий путь. При этом параметры профиля от вершины горки до конца 1 ТП те же, что и при скатывании на трудный путь, а остальную часть продольного профиля корректируют исходя из допустимых значений уклонов отдельных элементов. Если при этом сумма профильных высот всех участков от вершины горки до расчетной точки легкого пути Н? получится больше расчетной высоты для этого пути Нп , то окончательно принимают высоту горки для легкого пути равной конструктивной высоте Н*. Это несколько увеличит пробег вагона расчетной весовой категории за расчетную точку легкого пути.
- [1] Принимается наиболее неблагоприятный случай, когда первый замедлитель I ТП выключен для ремонта.
