План горочной горловины был построен в масштабе 1:1000. На листе были нанесены оси путей сортировочного парка. Расстояние между осями путей приняты равным 5,3 м внутри пучков и 6,5 м — между осями крайних путей смежных пучков. Через крайнюю правую точку перевальной части горки (точка входа на головную секцию) была проведена под прямым углом к оси X координатная ось У. Координатные оси X и У с точкой их пересечения (начало координат) образуют систему координат для дальнейших построений плана.
Используя значения координат из табл. А1 (Приложение А) были нанесены соответствующие фиксированные точки путевого развития горочной горловины.
Конечные точки в полупучках определяют направление закрестовинных прямых участков пути, называемых лучами. Точки пересечения фиксировались как вершины круговых кривых, сопрягающих лучи с осями соответствующих путей.
Сопряжение лучей с осями соответствующих путей производилось круговыми кривыми со стандартными значениями радиусов 200 м. Тормозные позиции были обозначены на плане с учетом длины и числа замедлителей, а также норм их размещения относительно кривых и стрелочных переводов. Парковые тормозные позиции (состоят из трёх замедлителей РНЗ-2М) были расположены на расстоянии 2 метров от конца крайней кривой в пучке.
На плане горочной горловине отображены номера путей сортировочного парка (первая цифра – номер пучка, вторая – порядковый номер пути в пучке), центры стрелочных переводов и их централизация, предельные столбики, тангенсы кривых, замедлители на тормозных позициях и их типы, номера стрелочных переводов, расстояния между осями сортировочных путей, радиусы кривых.
Основные размеры замедлителей:
ВЗПГ-3: длина по стыкам 11,508 м, длина по балкам 7,9 м, ширина 3,25 м.
РНЗ-2М: длина по стыкам 6,251 м, длина по балкам 3,6 м, ширина 4,84 м.
Масштабный план горловины представлен в Приложении Б.
Для сокращения трудоёмкости расчётов скатывание бегунов моделируется по двум путям – лёгкому и трудному. Лёгким путём называется путь горочной горловины, при скатывании на который суммарная работа всех сил сопротивления минимальна, а для трудного – максимальна. Выбор трудного и легкого пути был произведен на основании плана горочной горловины по сумме абсолютных значений углов поворота на стрелочных переводах и в кривых по маршруту скатывания от вершины горки до расчетной точки, и по длине участка горочной горловины. Угол поворота кривой считается положительным, если поворот происходит против часовой стрелки. Расчётная точка (РТ) – это точка на сортировочном пути, до которой должен докатиться расчётный бегун в расчётных условиях. Положение расчётной точки было принято по нормам проектирования на расстоянии 50 м от последнего стыка парковой тормозной позиции.
Суммарная удельная работа сил сопротивления определена по формуле:
Σh = hосн + hck + hсв + hсн; (3.1)
где hосн – основное сопротивление;
hck– сопротивление от стрелок и кривых;
hсв– сопротивление от среды и ветра;
hси– сопротивление от снега и инея.
При определении расчётного пути были приняты постоянными значения hсв и hсн .
;
(3.2)
где li – длина i-го расчетного участка;
– среднее
значение основного удельного сопротивления
(1,75
кгс/тс).
;
(3.3)
где
–
средняя скорость движения вагонов на
i-участке
горки;
Σα–сумма углов поворота кривых, включая стрелочные углы на расчётном участке;
n–число стрелочных переводов на расчётном участке.
Схема разбиения горочной горловины на расчетные участки представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Схема разбиения горочной горловины на расчетные участки
Результаты расчета определения легкого и трудного путей сведены в таблицу В.1 (см. Приложение В).
Значит, путь №11 с наибольшим суммарным сопротивлением является трудным, а легким (с наименьшим суммарным сопротивлением) – путь №25.
На основании таблицы В.1 оценивается качество проекта горочной горловины:
производится анализ расчетной длины путей горловины внутри одного и между разными пучками;
выполняется расчет
коэффициента γ, характеризующего
соотношение суммарной удельной работы
сил сопротивления при скатывании отцепа
соответственно на легкий
и трудный
путь:
(3.4)
Коэффициент γ=0,87, следовательно, качество проекта плана горловины высокое.
4.1 Подготовка исходных данных к расчёту
Сортировочная горка была запроектирована с учетом параметров внешней среды, которые определяют внешние условия скатывания расчетных бегунов.
К параметрам внешней среды отнесены:
расчетная зимняя и летняя температура наружного воздуха;
расчетная скорость встречного и попутного ветра;
направление (угол обдувания расчетного бегуна) встречного и попутного ветра относительно продольной оси путей надвига на вершине горки.
Расчет высоты горки был проведен для наихудших условий скатывания. В связи с этим в качестве расчетных значений параметров внешней среды приняты среднемесячные значения расчетного месяца, т. е. того зимнего месяца, в котором совместное влияние параметров внешней среды создает наихудшие условия скатывания. Определение расчетных параметров выполнено на ЭВМ. Для ее решения были подготовлены данные: план по трудному и легкому путям, профиль по трудному и легкому путям, таблица с общими данными. План по трудному и легкому пути приведен в таблицах Г.3 и Г.4 Приложения Г.
Продольный профиль спускной части горки состоит из отрезков пути с постоянным уклоном и кривых, сопрягающих эти отрезки в вертикальной плоскости. В качестве границ элементов продольного профиля условно были приняты вершины вертикальных углов. В связи с этим длина элемента определена как расстояние между смежными вершинами вертикальных кривых, измеренное по продольной оси расчетного пути.
Элементами продольного профиля спускной части горки являются: условная площадка, первый скоростной элемент, второй скоростной элемент, первая тормозная позиция, межпозиционный элемент, вторая тормозная позиция, стрелочная зона, предпарковый элемент и парковая тормозная позиция, сортировочные пути.
В курсовой работе были запроектированы два продольных профиля: по трудному и легкому пути.
Суммарная крутизна сопрягаемых на горбе горки уклонов надвижной и спускной частей не должна превышать 55 ‰. Первый скоростной элемент спускной части имеет крутизну 50 ‰. Разность уклонов первого скоростного и следующего за ним элементов не должна превышать 25 ‰ (разность равна 25‰). Уклон первой тормозной позиции составляет 12 ‰. Вторая тормозная позиция размещена на уклоне 7 ‰. Межпозиционный элемент имеет уклон не более уклона ТП1, но не менее уклона ТП2. (10‰). Стрелочная зона была размещена на уклоне 2,5‰ для трудного пути и 1,5‰ для легкого пути. Предпарковая зона была размещена на уклоне 1,5‰. Парковая тормозная позиция размещена на уклоне 1,5 ‰. Уклон участка сортировочных путей от предельного столбика последнего разделительного стрелочного перевода до парковой тормозной позиции запроектирован величиной 0,6‰. Продольный профиль спускной части сортировочной горки для трудного и лёгкого путей приведён в таблицах 4.1 и 4.2.
Таблица 4.1 – Продольный профиль по трудному пути №12
Номер элемента |
Наименование элемента |
Длина |
Уклон |
1 |
Условная площадка |
6,25 |
0 |
2 |
Первый скоростной |
28,25 |
50 |
3 |
Второй скоростной |
35,82 |
25 |
4 |
Первая тормозная позиция |
27,02 |
12 |
5 |
Межпозиционный |
57,96 |
7 |
6 |
Вторая тормозная позиция |
38,52 |
7 |
7 |
Стрелочная зона |
123,08 |
2,5 |
8 |
Предпарковый |
65,71 |
1,5 |
9 |
Парковая тормозная позиция |
22,75 |
1,5 |
10 |
Сортировочный путь |
48 |
0,6 |
Таблица 4.2 – Продольный профиль по легкому пути №34
Номер элемента |
Наименование элемента |
Длина |
Уклон |
1 |
Условная площадка |
6,25 |
0 |
2 |
Первый скоростной |
28,25 |
50 |
3 |
Второй скоростной |
35,82 |
25 |
4 |
Первая тормозная позиция |
27,02 |
12 |
5 |
Межпозиционный |
86,15 |
10 |
6 |
Вторая тормозная позиция |
38,52 |
7 |
7 |
Стрелочная зона |
95,15 |
1,5 |
8 |
Предпарковый |
31,37 |
1,5 |
9 |
Парковая тормозная позиция |
22,75 |
1,5 |
10 |
Сортировочный путь |
48 |
0,6 |
Расчетная летняя и зимняя температуры были определены по формуле
где Т – температура для неблагоприятных или благоприятных условий, град;
– нормированное
отклонение (для ГБМ = 2,5).
Неблагоприятные условия:
Благоприятные условия:
Общие данные были сведены в таблицу 4.3.
Таблица 4.3 – Общие данные
Наименование элементов исходных данных |
Значение |
1 |
2 |
Радиус вертикальной кривой со стороны путей надвига, м |
350 |
Радиус вертикальной кривой со стороны сортировочного парка, м |
250 |
Уклон со стороны путей надвига, ‰ |
5 |
Расчетная зимняя температура, град |
-34,75 |
Скорость роспуска в неблагоприятных условиях, м/с |
1,7 |
Скорость встречного ветра, м/с |
3,1 |
Угол обдувания на горбе горки встречным ветром, град |
25 |
Расчетная летняя температура, град |
31 |
Скорость роспуска в благоприятных условиях, м/с |
2,5 |
Скорость попутного ветра, м/с |
3,5 |
Угол обдувания на горбе горки попутным ветром, град |
34 |
Тип подшипников |
Роликовые |
Количество тормозных позиций, включая парковые |
3 |
Окончание таблицы 4.3
1 |
2 |
Количество элементов плана по легкому пути |
26 |
Количество элементов плана по трудному пути |
28 |
Количество элементов профиля по легкому пути |
10 |
Количество элементов профиля по трудному пути |
10 |