Проектирование продольного профиля спускной части горки

Определив высоту горки, следует перейти к расчету ее профиля. Профиль горки проектируется в полном соответствии с требованиями [4]. Основное удельное сопротивления для разных категорий бегунов можно определить по таблице П.6.

Проектирование профиля и расчет скоростей скатывания основаны на равенстве работы движущей силы на определенном участке превышению кинетической энергии на этом участке. При этом следует учитывать следующую зависимость ве­личин, используемых при расчетах:

, (4.11)

откуда ,

где l – длина участка в м;

i – уклон спускного пути в ‰;

w – удельное сопротивление движению бегуна в кгс/т;

V_н – скорость в начале участка в м/с;

V_к – скорость в конце участка в м/с.

B Ai0AFAAGAAgAAAAhAKJUL+/dAAAACgEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAJAUAAGRycy9kb3ducmV2Lnht bFBLBQYAAAAABAAEAPMAAAAuBgAAAAA= " o:allowincell="f" filled="f" stroked="f">

Рис. 4.1. Графическая зависимость величин, используемых

при проектировании профиля сортировочной горки

Указанную зависимость полезно сразу же увязать с графическим ее изображением, показанным на рис. 4.1.

На этом рисунке:

– начальная энергетическая высота, соответствующая начальной скорости, м.эн.в.;

h_пр = il×10^–3 – профильная высота рассчи­тываемого участка горки, м.эн.в;

h_w = wl×10^–3 – работа сил сопротивления на данном участке горки, м.эн.в.;

– конечная энергетическая высота, характеризующая запас кинетиче­ской энергии, м.эн.в.

Запас кинетической энергии бегуна в конце любого участ­ка легко определить» зная его скорость

Продольный профиль спускной части горки следует проектировать с учетом сопоставления очень хорошего бегуна (полувагон q_ваг = 85 тс) в благоприятных условиях скатывания (лето при попутном ветре).

Профиль спускной части ГПМ и ГБМ состоит из 8 элементов:

– первый скоростной уклон – i'_ск, уклон должен быть по возможности крутым, обеспечив высокие скорости отцепов и достаточные интервалы между отцепами для их разделения на стрелках и тормозных позициях, максимальная величина уклона ограничена 50‰;

– второй скоростной уклон – i”_ск, для обеспечения большей динамичности продольного профиля скоростной уклон делят на две части, второй уклон как правило более пологий, разница между i'_ск и i”_ск не должна превышать 25‰ исходя из обеспечения пропуска через горку длинномерных грузов, погруженных на сцеп из нескольких вагонов;

– уклон IТП – i_IТП, принимаем i_IТП ≥ 12,0‰, величина уклона должна обеспечивать трогание отцепов всех весовых категорий после остановки;

– уклон промежуточного участка – i_пр, величина промежуточного (межпозиционного) уклона для обеспечения вогнутости продольного профиля должна быть менее или равна величине уклона IТП и более или равной величине уклона IIТП;

– уклон IIТП – i_IIТП, принимаем i_IIТП = 7,0‰ и 10,0‰ для обычных и холодных температурных зон, величина уклона соответствует суммарному сопротивлению трогания с места переторможенных плохих бегунов на IIТП, при такой величине уклона отцеп должен самостоятельно тронуться с места после отпуска замедлителей и уйти вглубь сортировочного парка, освободив стрелочную зону вплоть до предельных столбиков, что исключает привлечение горочного локомотива для их осаживания;

– уклон стрелочной зоны – i_сз, принимаем i_сз = 2,0 ÷ 2,5‰, величина уклона соответствует суммарному сопротивлению движения очень хороших бегунов, уклон является не ускоряющим, что особенно важно в условиях ограниченности мощности парковых тормозных позиций;

– уклон ПТП – i_ПТП, принимаем i_ПТП = 2,0‰;

– уклон путей сортировочного парка – i_сп, принимаем i_сп = 0,6‰, что соответствует сопротивлению массового бегуна и обеспечивает равномерное или равнозамедленное движение всех отцепов после выхода из парковой тормозной позиции, что исключает скорости соударения отцепов на путях подгорочного парка со скоростями выше 1,4 м/с.

Определяем длины элементов профиля. Нельзя делать перелом профиля в крестовинах и остряках стрелочных переводов, на замедлителях, для этого точки перелома профиля относим на 3,00 м от этих элементов. При необходимости перелома профиля в стрелочном переводе, устраиваем его в переводной кривой на расстоянии 9.00 м от переднего стыка рамного рельса. В местах перелома профиля предусматриваем устройство сопрягающих вертикальных кривых радиусом 250 м.

Максимальная величина головного участка (от УВГ до начала IТП) определяется с учетом наибольшего использования допустимых скоростей входа очень хорошего бегуна (ОХБ) на замедлители IТП при благоприятных условиях скатывания (при таких условия можно принимать w_св^ох=0 кгс/тс).

(4.12)

где V_max – максимально допускаемая скорость входа отцепа на тормозную позицию (в зависимости от конструкции тормозных средств V_max = 7 или 8 м/с);

V_0(max) – максимальная начальная скорость роспуска состава в м/с, принимается V_0(max) = 2,5 м/с;

w₀^охб – основное удельное сопротивление очень хоро­шего бегуна в пределах головного (скоростного) участка, кгс/тс, w₀^охб = 0,5 кгс/тс;

l₁ – длина головного участка вм;

n₁ – количество стрелочных переводов включая глухие пересечения в пределах головного участка;

Σα₁ – сумма углов поворотов в пределах головного участка, включая углы крестовин стрелочных переводов, град.

Конструктивная профильная высота головного участка определяется при известных значениях уклонов начиная с элемента профиля IТП и заканчивая путями сортировочного парка по формуле, при этом значения этих уклонов принимают минимально возможными, величина промежуточного (межпозиционного уклона) принимается равной уклону IIТП.

(4.13)

Если к дальнейшему расчету принимают величину , корректировка значений межпозиционного уклона, уклонов I-й и II-й тормозных позиций не требуется. Если , то далее используют величину высоты головного участка равную , при этом необходимо откорректировать величину промежуточного уклона и уклона IТП

(4.14)

Полученное значение уклона IТП не должно превышать 25‰ для обеспечения эффективности работы тормозных средств, если по расчету получится большее значение, то необходимо увеличить уклон IIТП.

Продольный профиль спускной части горки приведен на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Продольный профиль спускной части горки

Первый и второй скоростные уклоны определяются из системы уравнений:

(4.16)

Решая систему уравнений, получим

, (4.17)

i''_ск = i'_ск – 25 ≥ i_2ТП.

В случае, если величина i'_ск будет более 50‰, принимаем i'_ск = 50‰ и пересчитываем величину i''_ск по формуле

Если же крутизна уклона i''_ск, рассчитанная по формуле (4.17) будет менее второй (пучковой) тормозной позиции i_2ТП, тогда принимаем i''_ск = i_2ТП и корректируем в сторону уменьшения величину первого скоростного уклона Значения величин уклонов округляют до 0,1.

Расчеты высоты, продольного профиля сортировочной горки могут быть выполнены с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel.