1 Проектирование плана головы сортировочного парка

Основные требования и технические нормы

Основным элементом сортировочной горки является ее путевое развитие (план и продольный профиль), от правильности расчета и построения которого зависит как производительность, так и безопасность работы на сортировочной горке. Поэтому к планам головы сортировочных парков предъявляется ряд требований, которые известны специалистам проектировщикам. Рационально запроектированная голова сортировочного парка (СП) с точки зрения эксплуатационных и технико-экономических требований должна обеспечивать:

1) наименьшую длину (следовательно, и наименьшее время) пробега вагонов от вершины горки (ВГ) до предельного столбика наиболее удаленной разделительной стрелки подгорочной горловины СП. Чем короче это расстояние, тем меньше будет проектная высота горки, суммарная мощность тормозных средств по маршруту скатывания вагонов;

2) скорейшее разделение отцепов по назначениям и сокращение тем самым длины общего пути их следования. Это позволяет повышать скорость роспуска составов, так как при большом совместном пути следования двух смежных отцепов труднее осуществить регулирование интервалов между ними;

3) одинаковое, по возможности число стрелочных переводов и длину пробега отцепов по маршрутам следования их от ВГ до последних разделительных стрелок;

4) равную, по возможности, работу сил сопротивления при движении отцепов на различные пути пучка;

5) возможность размещения тормозных позиций (ТП) и устройства автоматизации на спускной части горки;

6) устранение таких элементов плана, как излишние искривления путей, обратные кривые, излишние стрелочные соединения и т.п., которые вызывают дополнительные сопротивления движению и увеличивают длину пробега вагонов без получения какого-либо эффекта для работы горки

Стрелочные переводы рекомендуется располагать на минимальном расстоянии друг от друга, но с обеспечением необходимой длины изолированных участков.

Иногда для сокращения длины горловины пучка, а следовательно, и общей длины горловины СП, укладывают дополнительные кривые (с углом δ) между хвостом крестовины одного и стыком рамного рельса другого перевода, Величины и расположение углов поворота дополнительных кривых устанавливают приближенно при графическом построении горловины и уточняют при расчете координат соответствующих элементов.

Рисунок 1 – Схема горочной горловины СП

Расчет высоты горки

Построив план головы сортировочного парка в заданном масштабе и определив расчетный путь скатывания для плохого бегуна, необходимо под планом (в том же масштабе) показать в направлении, параллельном оси СП, условную схему истинной длины расчетного пути, обозначить на ней стрелочные переводы, кривые и замедлители. Далее необходимо определить длину горочной горловины от вершины горки (ВГ) до расчетной точки (L_р), сумму углов поворота всех круговых и стрелочных кривых (Σα^о) и количество стрелочных переводов (n_c) на расчетных участках горки.

Поэтому расчетная длина горки от ВГ до расчетной точки разбивается на четыре расчетных участка:

1 – от вершины горки до начала первой тормозной позиции;

2 – от начала первой тормозной позиции до начала второй тормозной

позиции;

3 – от начала второй тормозной позиции до начала третьей (парковой)

тормозной позиции;

4 – от начала третьей (парковой) тормозной позиции до расчетной точки.

Высотой горки называется разность отметок вершины горки и расчетной точки на ниболее трудном по сопротивлению подгорочном пути.

Наименьшая расчетная высота сортировочной горки определяется из условия обеспечения скатывания при неблагоприятных условиях (зимой при встречном ветре) расчетного очень плохого (ОП) или плохого (П) бегуна до расчетной точки (РТ).

На основании вышеизложенного и полученных данных высота сортировочной горки определяется по формуле

где: 1,75 – мера отклонения расчетного значения суммарной потери удельной энергии при преодолении сил сопротивления от ее средней величины, указанной в квадратных скобках (для горок малой мощности мера отклонения равна 1,5);

L_р – расчетная длина горки от ее вершины до расчетной точки, м;

w_o – среднее значение основного удельного сопротивления движению вагона, кгс/тс

k=4 – число расчетных участков i от вершины горки до расчетной точки

l_i – длина i-го расчетного участка (определяют по масштабному плану путевого развития горки с учетом возможных точек перелома продольного профиля у тормозных позиций и места нахождения парковой тормозной позиции), м;

w_св,i – среднее удельное сопротивление движению вагонов от воздушной среды и ветра на I-м расчетном участке, кгс/тс

0,56*v_i²*10^-3 – средняя удельная работа сил сопротивления движению вагона от ударов об остряки, крестовину и контрельсы одного стрелочного перевода, м эн. в.;

v_i – средняя скорость движения вагона на расчетном i-м участке, м/с

n_ci – число стрелочных переводов на пути следования вагона по i-мут расчетному участку;

0,23*v_i²*10^-3 – средняя удельная работа сил сопротивления движению вагона в кривых участках пути на каждый градус угла поворота, м эн. в.;

Σα_кi^o – сумма углов поворота в кривых, включая переводные кривые стрелочных переводов на расчетном I-м участке, град.;

L_сн – расстояние от начала головного стрелочного перевода пучка сортировочных путей до расчетной точки, м;

w_сн – среднее удельное сопротивление движению вагона от снега и инея, кгс/тс

– энергетическая высота (удельная кинетическая энергия), соответствующая расчетной скорости роспуска состава, м эн. в.;

v_o – расчетная скорость роспуска состава, м/с

g^/ – величина ускорения силы тяжести вагона с учетом инерции вращающихся масс, м/с² .

,

здесь g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с² ;

γ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей вагона;

n – число осей в вагоне;

q – вес вагона, тс.

Удельное сопротивление движению вагона от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов

где:

c_x – коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов или

первого вагона в отцепе;

S – площадь поперечного сечения (мидель) соответственно одиночного или первого вагона в отцепе и последующих вагонов в отцепе, м2 ;

q – вес вагона, тс;

v_р – относительная скорость скатывания отцепа с учетом направления ветра, м/с;

t_o – температура наружного воздуха, ^оС, которая определяется для зимних неблагоприятных условий:

Относительная скорость отцепа v_р и угол α определяются формулами

где: v – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с

vв – скорость ветра (принимается постоянной), м/с;

β – угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп.

1 участок

2участок

3 участок

4 участок

Сумма для четырех участков:

88,159+914,18+488,76+287,265=1778,364

Расчетная высота горки равна: