8.Понятие и методика расчета ускорения свободного падения с учетом энергии вращающихся частей вагона.

Вагон является сложной динамической системой, общий запас энергии которой складывается из энергии поступательного и вращательного движения, Дж:

где m – масса вагона (отцепа), кг; v – скорость движения вагона, м/с; I – полярный момент инерции, кг.м2; – угловая скорость вращения колесной пары, об./с; n – число осей в вагоне (отцепе).

где R – радиус колесной пары, м.

где – условная масса отцепа с учетом инерции вращающихся частей вагонов.

Путем ряда преобразований получается формула для определения значения ускорения свободного падения с учетом инерции вращающихся частей вагонов , м/с2:

Для упрощения расчетов используется формула:

где – коэффициент увеличения массы вагона при учете его вращающихся частей. g^’ – величина ускорения силы тяж с учетом инерции вращ.тел.

n-число осей ваг, Q-вес

9. Характеристика и методика расчета основного сопротивления. Характеристика и методика расчета удельного сопротивления движения оцепа от снега и инея.

Основным - сопротивлением, кот измеряется на прямом плане и горизонт профиле участка пути.

обусловленное трением деталей буксовых узлов, трением качения между колесами и рельсами, ударами на межрельсовых стыках и тд.

Основное удельное сопротивление wо зависит от следующих факторов:

-веса вагона и осевой нагрузки;

-состояния ходовых частей вагона;

-температуры окружающей среды и буксового узла;

-состояния верхнего и нижнего строения пути и поверхности рельсов.

В горочных расчетах w_О принимается 0,5 кгс/тс для тяжелых до 4,5 для легких.

5 весовых категорий вагона:

Легкий<= 22-24т; ЛСлегко-сред- 24-49 т; Средний – 40-60; СТсредтяж-60-72; Т-> 72т.

Чем дольше простаивает состав, тем выше сопротивл ваг при роспуске). С понижением температуры возд до – 25 ºС, wо будет уменьшаться.

Величина wо является случайной, то есть у вагонов одного типа и массы может при одинаковых условиях принимать различные значения. Тяжеловесные вагоны имеют меньшее основное сопротивление и поэтому быстрее набирают скорость при свободном скатывании.

Разброс значений удельного сопротивления с повышением весовой категории вагона уменьшается, а также уменьшается и среднее значение. Тяжеловесы имеют меньшее осн сопрот => лучшую динамику скатывания.

Расчет удельной работы сил основного сопротивления производится по формуле, м эн. в.:

, где – среднее значение основного удельного сопротивления движению вагона, кгс/тс; – длина расчетного маршрута, м.

Характеристика и методика расчета удельного сопротивления движению отцепа от снега и инея.

Удельное сопротивление движению вагона от снега и инея wсн учитывается для зимних условий в пределах стрелочной зоны и на сортировочных путях, устанавливается в зависимости от весовой категории отцепа и температуры наружного воздуха.

Расчет величины wсн только при отрицат температурах. Для выполнения расчета удобно рассматривать убывающую функцию wсн = f(tн) для легкой категории вагонов. Значение сопротивл устанавливается в зависимости от весовой категории отцепа и температуры наруж.возд.

10.Характеристика и методика расчета уд.Сопротивления движения от среды и ветра. То же самое от кривых.

Сопротивление м.б положит и отриц. Удельное сопротивление зависит от:

-температуры наружного воздуха;

-скорости и направления ветра в период скатывания отцепа;

-веса и скорости движения отцепа;

-числа вагонов в отцепе;

-площади поверхности отцепа, на которую воздействует давление воздушного потока.

Основным фактором, оказ влияние-ветер. Встречный увеличивает сопр, а попутный – уменьшает. Боковой ветер, дующий под углом 15 – 30° к направлению оси путей, действует на торцевую и бок поверхность ваг и оказывает более значительное воздействие, чем встреч или попут ветер. Сильное влияние на легковесные отцепы.

Расчет:

для отцепов из нескольких вагонов:

для одиночных вагонов:

где cx – коэф воздуш сопр вагона первого в отцепе; cxxj – коэф возд.сопр.кроме первого; S, Si – площадь попереч сечения (мидель) соответственно одиночного (или первого) ваг в отцепе и последующих, м2; Q – вес, тс; vот – относит V скат отцепа; tн – оС.

При движении отцеп испытывает сопротивление от набегающей воздушной массы, скорость которой показана вектором Vнв, и от ветра Vв. Вектор скорости набегающей воздушной массы численно равен скорости скатывания отцепа vс и противоположно направлен. Относительная скорость отцепа vот определяется на основании теоремы косинусов по формуле:

где vc – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с (принимается в соответствии с Правилами и нормами); vв – скорость ветра (принимается постоянной), м/с; β – острый угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп, град.

а) При попутном ветре

б) При встречном ветре

Знак «+» при встречном ветре. При скорости попутного ветра больше скорости отцепа wсв принимается со знаком «–». Угол α между результирующим вектором относительной скорости vлт и направлением движения отцепа определяется по формуле:

Удельное сопротивление движению от кривых и СП – случайная величина. Возникает от трения в узлах вагонов при входе и выходе из кривой и от трения колес о наружный рельс кривой. Зависит от скорости скатывания вагона, длины и радиуса кривой.

Сопротивление от стрелочных переводов и кривых wск определяется совместно по формуле:

где – средняя скорость движения вагонов на расчетном участке горки (м/с); – число стрелочных переводов на расчетном участке; – сумма углов поворота кривых, включая стрелочные углы на расчетном участке, град.

11. Назначение и эксплуатационно-техничесике характеристики средств горочной механизации.

Основное назначение средств механизации:

1) Устранение опасного ручного труда; 2) Обеспечение более высокого темпа сортировки вагонов, 3) повыш сохранности ваг и гр, 4)повыш произв труда, 5)сокращ экспл расходов.

Средства механизации решают следующие задачи:

1) Регулирование скоростей вагонов на спускной части горки и в парке; 2) Дистанционный перевод стрелок; 3) Механизация расцепки вагонов (до сих пор не решена).

Основными средствами механизации являются:

1) Вагонные замедлители, ускорители-замедлители; 2) Горочные стрелочные электроприводы; 3) Компрессорные станции и воздухопроводы, питающие вагонные замедлители.

В России в настоящее время массово используются вагонные замедлители балочного типа, торможение вагонов обеспечивается путем прижатия тормозных шин к боковым поверхностям колес.

Различаются такие замедлители по принципу действия:

1) КВ-3 – клещевидный весовой замедлитель. Тормозной эффект создается за счет преобразования тяжести вагона через кинематическую схему в нажатие тормозной шины на колеса. Эффективная работа таких замедлителей обеспечивается при однородном по массе вагонопотоке. 2) КНП-5 – клещевидно-нажимной подъемочный. Срабатывание шин происходит за счет использования пневмоцилиндров со сжатым воздухом. 3) ВЗПГ – вагонный замедлитель пневмогидравлический. 4) КЗ – клещевидный замедлитель (пневматический).

Указанные типы замедлителей имеют большую мощность и являются горочными, т.е. ставятся на спускной части. Большинство из них требуют сооружение компрессорной станции и сети воздухопроводов.

На с/п ставятся менее мощные балочные замедлители РНЗ-2 или РНЗ-2М (рычажно-нажимной замедлитель).

Стрелочные электроприводы на горках отличаются от обычных - они быстродействующие.

Механизм расцепки вагонов. Создание такого устройства затрудняется большим разнообразием вагонного парка:

1)разная высота автосцепки относительно уровня земли; 2) разное состояние механизмов автосцепных приборов.

12. Назначение и эксплуатационно-технические характеристики средств горочной автоматики.

Основная задача средств автоматизации – обеспечение самостоятельной работы всех технических средств горки согласно заданным расчетным параметрам.

Функции человека в этом случае ограничиваются в контроле за правильной работой автоматики.

Основные задачи горочной автоматики:

1) управление процессом надвига состава на горку; 2) управление процессом приготовления маршрутов для скатывающихся отцепов; 3) управление скоростью скатывания отцепа; 4) управление компрессорной станцией и пневмосетью; 5) мониторинг нахождения вагонов и локомотивов на горке и в СП; 6) обмен информацией с АСУСС; 7) диагностика и контроль работы всех устройств горочной механизации и автоматизации.

Средства автоматизации делятся на 3 группы:

1) путевые – это различные рельсовые цепи, измерители скорости, датчики контроля разъединения отцепов, прохождения колесных пар, различные кабели, воздухопроводы и другие устройства управления, расположенные на путях станции; 2) постовые – это та аппаратура, устройства оперативного управления и контроля, находящиеся в помещении горочного поста; 3) локомотивные – это устройства телеуправления маневровыми локомотивами по радиоканалу.

ГПЗУ – горочное программно задающее устройство. На основании сортировочного листка формирует программу роспуска, т.е. маршруты для всех отцепов;

ГАЦМ – горочная автоматическая централизация (микропроцессорная). По заданиям ГПЗУ обеспечивает автоматический перевод стрелок в маршрутах;

ГАЛСР – горочная автоматическая локомотивная сигнализация с управлением по радиоканалу. Дистанционное регулирование скорости движения локомотива при надвиге, роспуске, осаживании и т.п;

УУПТ – устройство управления прицельным торможением. Управление степенью торможения вагонов на замедлителях для создания интервалов между ними и получения нужной дальности пробега в парк;

КЗП – Контроль заполнения путей. Определение наличия на путях СП окон;

КСАУ КС – комплексная система автоматизированного управления компрессорной станцией;

КТС ОДУСГ – комплекс технических средств оперативно-диспетчерского управления сортировочной горкой. Оперативно-диспетчерское управление и контроль за работой горки.

Особенности и надежность функционирования средств механизации и горочной автоматики.

Любая система механизации или автоматизации имеет определенные расчетные параметры, поэтому ее правильная и надежная работа возможна только в определенных условиях. Такими условиями являются:

1) соответствие продольного профиля спускной части горки и с/п проектным значениям; 2) отсутствие влияния факторов, которые не учитываются или плохо учитываются при расчете параметров рассматриваемых систем (влияние ошибок операторов ТП, влияние ветра, загрязненность колесных пар и другие); 3) соответствие технического состояния всех элементов систем их расчетным параметрам, которое достигается качественным и своевременным обслуживанием.

В реальных условиях работа средств механизации, в частности замедлителей, м. иметь меньшую эффективность за счет ошибок операторов, попадания посторонних веществ в пару трения колесо-тормозная шина, повышенной влажности воздуха (дождь, туман). Одной из главных причин, приводящих к нарушению процесса заполнения с/п (значительные окна, встречное движение вагонов, высокие скорости соударения в парке) связано с неудовлетворительным состоянием продольного профиля с/п, который зачастую имеет уклоны до 3-4 ⁰/₀₀ и противоуклоны (пилообразный профиль).