6.4. Проверка динамичности горки

Целью данной проверки является контроль соблюдения необходимых интервалов между отцепами на разделительных элементах горки, определение возможности остановки хорошего бегуна (ХБ) на тормозных позициях (ТП), а также проверка опасности нагона первого отцепа вторым, скатывающимся за ним.

Данные расчёты производим по методике, указанной в методическом пособии [6].

Условия проверки:

1. Первым скатывается плохой бегун (ПБ), вес которого составляет 25 т., вторым – ХБ, весом 70 т.

2. ПБ скатывается на расчетный трудный путь, ХБ – на смежный с ним путь.

3. Условия скатывания – неблагоприятные: расчетная зимняя температура -17С, встречный ветер 4 м/с.

4. ПБ скатывается без торможения, ХБ тормозится с целью остановки в расчетной точке.

Первым этапом проверки указанного выше метода являются аналитические расчёты, результаты которых сводим в таблицы (Таблицы 6.2 и 6.3). Эти таблицы задают алгоритм расчётов – содержание граф и последовательность их заполнения определяют исходные данные, необходимость выполнения расчётов по соответствующим формулам и получение итоговых результатов. Количество строк в таблицах соответствует количеству участков, на которые разбивается план горочной горловины (ППГ) от вершины горки (ВГ) до расчётной точки (РТ) по маршрутам скатывания отцепов, и задаёт количество итераций, выполняемых при заполнении граф таблицы. Методика выполнения расчётов и применяемые формулы в каждой итерации одни и те же для соответствующих граф.

Рассмотрим содержание и порядок заполнения граф таблицы.

Графа 1 - № точки. Нумерация точек участков начинается с 0 и соответствует ВГ. Номер участка равен номеру точки в конце рассматриваемого (текущего участка).

Графа 2 – i_j, ‰. Уклон j-го (текущего) участка.

Графа 3 – l_j, м. Длина j-го участка.

Графа 4 – расстояние от ВГ до конца рассматриваемого участка. В последней строчке значение этой графы должно быть равно расчётной длине горки.

Графа 5 - i_j  l_j  0,001, м.э.в. Профильная высота j-го участка.

Графа 6 -  i_j  l_j  0,001, м.э.в. Нарастающий итог графы 5.

Графа 7 – n_j. Число стрелок на участке.

Графа 8 - _j, град. Сумма углов поворота на участке.

Первые восемь граф заполняются по всем строкам до РТ и являются общими как для расчётов ПБ, так и для ХБ.

Графа 9 – v_к, м/c. Скорость отцепа на j-м участке.

Графа 10 – l_j  w₀  0,001, потерянные энергетические высоты (ПЭВ), эквивалентная работа сил w₀ на текущем участке, w₀ имеет постоянное значение.

Графа 11 – w_ср(j), определяется по формуле 6.17 для v_к на j-м участке и заданной скорости ветра.

где S – лобовая поверхность отцепа;

– коэффициент аэродинамических свойств отцепа (значение принимаем из методического пособия [6]);

– скорость отцепа;

– скорость встречного ветра;

Q – вес вагона.

Графа 12 - l_j  w_ср  0,001, м.э.в. ПЭВ, эквивалентная работе сил сопротивления w_ср.

Графа 13 – 0,56  n_j   0,001. ПЭВ от стрелок на j – м участке и соответствующей скорости на нём.

Графа 14 – 0,23  _j   0,001. ПЭВ от кривых.

Графа 15 – l_сн  w_сн  0,001. ПЭВ от снега и инея. Определяется, начиная со стрелочной зоны.

Графа 16 – h_тор. ПЭВ от торможения на замедлителях. ПБ скатывается без торможения. Для ХБ ПЭВ торможения определяем расчётом, и проставляем в строках, соответствующих участкам с вагонными замедлителями (ВЗ), где применяется торможение.

где - суммарная работа всех сил сопротивления при скатывании ХБ.

Графа 17 – суммарная ПЭВ на участке – сумма значений граф 10 и с 12 по 16 включительно для текущей строки.

Графа 18 – то же, но как нарастающий итог значений, начиная от вершины горки по текущую строку включительно, т.е. до конца рассматриваемого участка.

Графа 19 – свободная ЭВ в конце участка – разность значений графы 6 и графы 18 плюс значение h₀ для рассматриваемого бегуна.

Графа 20 – - скорость отцепа в конце участка.

Графа 21 - – средняя скорость отцепа на участке. Здесь - скорость входа отцепа на рассматриваемые участок, а - скорость выхода с него.

Графа 22 – - время скатывания на участке.

Графа 23 - – время скатывания от ВГ до конца участка, т.е. нарастающий итог графы 22.

На втором этапе выполняется графическое построение. На чертеже отображаем: продольный профиль горки на расчётной длине; графики изменения скорости и времени скатывания отцепов обоих бегунов.

Графики скорости строим по данным графы 20, а времени – по данным графы 23. Значения в соответствующих точках откладываем вверх по оси Х. Интервал между отцепами на ВГ определяем по формуле:

где l – длина вагона, l = 14,19 м.

Со значения . начинаем построение графика для ХБ.

По построенным графикам выполняем проверку. Суть проверки заключается в определении фактического пространственного интервала (ФПИ) между отцепами и сопоставлений его значений с необходимыми (НПИ). При этом ФПИ не может быть меньше НПИ, т.е. должно выполняться условие:

Расчётная схема для определения НПИ приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – Определение необходимого расстояния между отцепами у предельного столбика последней разделительной стрелки

На схеме видно, что

где l_в – длина вагона, l_в = 14,19 м.

По построенному профилю сортировочной горки (Приложение К) определяем L_ф = 106,75.

Делаем вывод о том, что условие соблюдается.

Таблица 6.2 - Расчёты для плохого бегуна.

№ точки	Уклон текущего участка, ‰	Длина участка, м.	Расстояние от ВГ до конца рассматриваемого участка, м.	Профильная высота участка, м.	Нарастающий итог графы 5, м.	Число стрелок на участке	Сумма углов поворота на участке	Скорость отцепа на участке, м/c	ПЭВ, эквивалентная работе сил w0 на текущем участке	wср	ПЭВ, эквивалентная работе сил wср на текущем участке	ПЭВ от стрелок на участке	ПЭВ от кривых	ПЭВ от снега и инея	ПЭВ от торможения на замедлителях	Суммарная ПЭВ на участке	Нарастающий итог значений	Свободная ЭВ в конце участка	Скорость отцепа в конце участка	Средняя скорость отцепа на участке	Время скатывания на участке	Время скатывания от ВГ до конца участка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
(СК)1	26	47,93	47,93	1,25	1,25	0	5,08	1,2	0,192	1,057	0,051	0	0,002	0	0	0,245	0,245	1,005	4,44	2,82	17	17
(ТП)3	7	33,98	81,91	0,24	1,49	0	0	4,44	0,136	2,784	0,095	0	0	0	0	0,231	0,476	1,014	4,46	4,45	7,64	24,64
(СЗ)4	2	163,49	245,4	0,33	1,82	3	19,84	4,46	0,654	2,797	0,457	0,033	0,091	0,028	0	1,263	1,739	0,081	1,26	2,86	57,16	81,8
(СП)5	0,6	50	295,4	0,03	1,85	0	16,35	1,26	0,2	1,081	0,054	0	0,006	0,009	0	0,269	2,008	-0,16	0	0,63	79,4	161,2

Таблица 6.3 – Расчёты для хорошего бегуна.

№ точки	Уклон текущего участка, ‰	Длина участка, м.	Расстояние от ВГ до конца рассматриваемого участка, м.	Профильная высота участка, м.	Нарастающий итог графы 5, м.	Число стрелок на участке	Сумма углов поворота на участке	Скорость отцепа на участке, м/c	ПЭВ, эквивалентная работе сил w0 на текущем участке	wср	ПЭВ, эквивалентная работе сил wср на текущем участке	ПЭВ от стрелок на участке	ПЭВ от кривых	ПЭВ от снега и инея	ПЭВ от торможения на замедлителях	Суммарная ПЭВ на участке	Нарастающий итог значений	Свободная ЭВ в конце участка	Скорость отцепа в конце участка	Средняя скорость отцепа на участке	Время скатывания на участке	Время скатывания от ВГ до конца участка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
(СК)1	26	47,93	47,93	1,25	1,25	0	5,08	1,2	0,038	0,377	0,018	0	0,002	0	0	0,058	0,058	1,192	4,84	3,02	15,87	15,87
(ТП)3	7	33,98	81,91	0,24	1,49	0	0	4,84	0,027	1,091	0,037	0	0	0	1,343	1,407	1,465	0,025	0,7	2,77	12,27	28,14
(СЗ)4	2	163,49	245,4	0,33	1,82	3	19,84	0,7	0,131	0,136	0,05	0,001	0,002	0,028	0	0,212	1,677	0,143	1,68	1,19	137,39	165,53
(СП)5	0,6	50	295,4	0,03	1,85	0	16,35	1,68	0,04	0,45	0,023	0	0,011	0,009	0	0,083	1,76	0,09	1,33	1,51	33,11	198,64