NEW 8

ТЕМА 8. Проектирование продольного профиля надвижной, перевальной и спускной частей горки. Расчет высоты сортировочной горки и мощности тормозных средств.

1 Проектирование профиля надвижной и перевальной частей горки

Профиль надвижной части горки должен обеспечивать:

1) трогание с места и интенсивный разгон полновесного состава при нахождении первого вагона у вершины горки;

2) создание необходимого нажатия сцепных приборов для расцепки вагонов;

3) благоприятные условия для эффективного применения переменной скорости роспуска составов.

Профиль перевальной части горки должен исключать возможность саморасцепа вагонов на горке, что достигается ограничением суммарной крутизны сопрягаемых уклонов надвижной и спускной частей величиной 55⁰/₀₀. Если это условие не соблюдается, на надвижной части непосредственно перед вершиной горки предусматривается разделительный элемент, располагаемый на подъеме 5⁰/₀₀, длиной между тангенсами смежных вертикальных кривых не менее 10 м.

Варианты профиля надвижной и перевальной частей без разделительного элемента представлены на рис. 1a, с разделительным элементом — на рис. 1б. Величина l на рис. 1б представляет собой расстояние до первого стрелочного перевода предгорочной горловины. Предгорочная горловина и пути парка приема проектируются на площадке или уклоне 1⁰/₀₀ в сторону горки, что облегчает трогание составов с места при надвиге. На горках малой и средней мощности при параллельном расположении парков приема и сортировочного конец горочного вытяжного пути, проектируемого на длину состава, рекомендуется на протяжении 200 м располагать на спуске крутизной до 8⁰/₀₀ в сторону горки. Радиусы вертикальных кривых при сопряжении элементов профиля на горбе должны быть 350—400 м в сторону надвижной части и 250—300 м в сторону спускной части.

Рис.1а- Вариант профиля надвижной и перевальной частей горки без разделительной площадки

Рис.1б- Вариант профиля надвижной и перевальной частей горки с разделительной площадкой

Сопрягающие кривые должны размещаться вне пределов остряков и крестовин стрелочных переводов.

2 Расчет высоты и профиля спускной части горки

Высота сортировочной горки вначале определяется как сумма расчетных профильных высот элементов продольного профиля, а затем проверяется по условию пробега вагона расчетной весовой категории при неблагоприятных условиях скатывания (встречный ветер, минусовая температура) до расчетной точки трудного пути, которым считается тот, при скатывании на который суммарная удельная работа сил сопротивлений имеет наибольшее значение.

Расчетная схема продольного профиля горки при двух тормозных позициях представлена на рис. 2, а наименование, обозначение и допустимые величины уклонов даны в таблице 1.

Таблица 1

Наименование уклона	Обозначение	Допустимая величина	Примечание
Первый скоростной	iск1	до 50 0/00	iск1 - iск2  250/00
Второй скоростной	iск2	от iт1 до iск1
Уклон I ТП	iт1	120/00- iск2
Промежуточный	iпр	от iт2 до iт1
Уклон II ТП	iт2	Не менее 70/00	В холодных зонах не менее 100/00
Уклон стрелочной зоны	iсз	1-20/00	Допускается до 2,50/00
Уклон сортировочных путей до III ТП	iсп1	1-20/00	На прямых до 1,50/00
Уклон III ТП	iт3	В кривой до 20/00, на прямой до 1,50/00	На эксплуатируемых горках до 80/00
Уклон сортировочных путей от III ТП до РТ	iсп2	0,60/00

Длины отдельных элементов профиля принимаются с таким расчетом, чтобы сопрягающие вертикальные кривые находились вне пределов вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов. Кроме того, длина первого скоростного уклона между тангенсами вертикальных кривых должна быть не менее 20 м.

Конструктивная высота сортировочной горки (рис. 2) в пределах расчетной длины в общем виде может быть представлена как сумма трех профильных высот расчетных участков: головного (от вершины горки до начала I ТП) h₁ среднего (между началом I ТП и началом II ТП) h₂ и нижнего (между началом II ТП и РТ) h₃, т. е.

H_к = h₁ + h₂ + h₃. (1)

Рис. 2 - Расчетная схема продольного профиля спускной части горки

При одной тормозной позиции на спускной части

Профильная высота головного участка горки h₁ определяется из условия обеспечения допустимой скорости входа v_вх расчетного бегуна ОХ на I ТП при благоприятных условиях (попутный ветер).

, (2)

где v₀ — наибольшая начальная скорость скатывания ОХ, принимаемая 2,5 м/с;

. — потерянная энергетическая высота при благоприятных условиях скатывания ОХ в пределах участка l₁;

, (3)

Здесь основное удельное сопротивление и сопротивление среды и ветра для ОХ при попутном ветре, Н/кН, (+ для встречного ветра);

число стрелочных переводов на участке ;

сумма градусов углов поворота на стрелочных переводах и кривых на участке .

Вариантные значения профильных высот среднего h₂ и нижнего h₃ участков могут быть получены варьированием крутизны составляющих их участков в пределах, указанных в табл. 1.

Расчетная высота сортировочной горки по условию докатывания бегуна расчетной весовой категории до РТ при неблагоприятных условиях определяется по формуле

, (4)

где 1,75 — мера отклонения расчетного значения суммы в скобках от ее среднего значения;

— средние значения потерянной энергетической высоты на преодоление сопротивлений движению соответственно основного, воздушной среды и ветра, стрелок и кривых, м;

— потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от снега и инея в стрелочной зоне и на подгорочных путях, м;

— энергетическая высота, соответствующая расчетной скорости роспуска (см. табл. 1), м.

Значения и , зависящие от скорости движения вагонов, определяются как сумма потерь энергетической высоты на отдельных расчетных участках горки.

; (5)

Кроме того, при расчете учитывают тип подшипников расчетного бегуна.

Возможные варианты соотношения значений высоты горки Н_к и Н_р должны соответствовать условию, т. е. окончательно Н_г = Н_к при Н_к  Н_р и Н_г = Н_р при Н_к < Н_р. В последнем случае первоначально намеченный профиль спускной части горки необходимо откорректировать.

Расчет тормозных средств

Расчетная мощность тормозных средств на каждой тормозной позиции должна обеспечивать реализацию расчетной скорости роспуска составов, живучесть технологической системы регулирования скорости и безопасность сортировки.

"Живучесть - это способность системы выполнять основные функции во время атак, повреждений и аварийных ситуаций и быстро восстанавливать все функции"

Суммарная потребная мощность тормозных позиций спускной части горки должна быть равна

(6)

где k_у — коэффициент увеличения потребной расчетной мощности тормозных позиций спускной части горки, вызываемый требованиями совместного интервального и прицельного торможения, безопасной сортировки вагонов при занятии участка между пучковой и парковой тормозными позициями, компенсации погрешностей регулирования скорости скатывания вагонов и обеспечения живучести технологической системы этого регулирования; k_у равно 1,20—1,25 при двух тормозных позициях и 1,15-1,20 при одной позиции;

h_v0 — энергетическая высота, соответствующая начальной скорости;

— потерянная энергетическая высота ОХ при благоприятных условиях скатывания на участке от вер шины горки до конца пучковой тормозной позиции, м;

— профильная высота конца пучковой тормозной позиции, м.

На I ТП для всех горок необходимо устанавливать не менее двух замедлителей с целью обеспечения роспуска составов в период выключения для ремонта одного из замедлителей. Потребная расчетная мощность I ТП может находиться в пределах 2-2,5 м эн. в. на горках повышенной и большой мощности и 1,5-2,0 м эн. в. на горках средней мощности

Суммарная наличная мощность тормозных средств в пределах спускной части ГПМ, ГБМ и ГСМ Н_тсчн должна обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку четырехосного вагона весом 1000 кН и сопротивление 0,5 Н/кН на пучковой тормозной позиции. При этом торможение вагона на I ТП предусматривается до уровня, определяемого по условиям оптимизации расчетной скорости роспуска (0,7—1,2 м эн. в.). Расчетная схема для определения Н_тсчн приведена на рисунке 3, из которого следует, что

(7)

где — энергетическая высота, соответствующая максимальной расчетной скорости роспуска (= 2,5 м/с), м.

Рисунок 9- Схема для расчета общей наличной мощности тормозных средств

Энергетическая высота, потерянная ОХ на преодоление всех сил сопротивлений на участке l от вершины горки до конца II ТП, определится по формуле

, (8)

где — длины участков соответственно от вершины горки до начала I ТП, от начала I ТП до начала II ТП и от начала до конца II ТП; = l;

— удельное сопротивление от среды и ветра ОХ при благоприятных условиях скатывания, число стрелочных переводов и сумма градусов углов поворота на соответствующих участках профиля;

— средняя скорость движения на соответствующем участке, принимаемая по таблице.

Профильная отметка конца II ТП определится произведением уклонов элементов на их длину, начиная от РТ до конца II ТП.

Наличная мощность II ТП (пучковой тормозной позиции) на ГПМ и ГБМ должна обеспечить остановку ОХБ при наибольшей допустимой скорости входа v_вx его на эту позицию и составлять 2,5 м эн. в. при v_вx =7 м/с и 3,2 м эн. в. при v_вх=8 м/с.

Суммарная наличная мощность тормозных средств ГММ должна обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку четырехосного вагона весом 1000 кН и сопротивлением 0,5 Н/кН на парковой тормозной позиции.

Потребная расчетная мощность парковой тормозной позиции устанавливается в ходе оптимизационных расчетов при комплексном проектировании высоты и продольного профиля горки.

Наличная мощность парковой позиции на эксплуатируемых горках составляет 0,8—1,2 м эн. в.

На горках повышенной, большой мощности и на четырехпучковых горках средней мощности следует на одном пути в каждом пучке устанавливать на механизированной парковой тормозной позиции вслед за основными замедлителями дополнительные тормозные средства с целью направления на эти пути вагонов, скорость которых на спускной части по ряду причин не была снижена. Наличную мощность дополнительной (второй) парковой тормозной позиции на горках повышенной и большой мощности следует проектировать равной 0,4 м эн. в.

Наличная мощность парковой тормозной позиции на горках малой мощности с тормозной позицией на спускной части проектируется равной 0,8 м эн.в.

Потребная минимальная мощность парковой тормозной позиции III ТП

м эн. в.,

где — скорость входа ОХБ на III ТП, м/с (для участка от II ТП до Ш ТП по таблице =5 м/с);

— скорость выхода ОХБ с III ТП, м/с, определяемая по приводимой ниже формуле;

— ускорение силы тяжести ОХБ с учетом влияния инерции его вращающихся масс, м/с² (= 9,62 м/с²);

— длина третьей тормозной позиции, м (принимается по схеме);

— уклон третьей тормозной позиции, ⁰/₀₀ (принимается по профилю от 1,5⁰/₀₀);

— удельное основное сопротивление движению ОХБ (принимается 0,5 кгс/тс).

Скорость при отсутствии стрелок и кривых на участке от выходного конца III ТП до РТ должна быть

, м/с,

где — допустимая скорость соударения вагонов, равная 5 км/ч ~ 1,4 м/с (см. ПТЭ,п.15,16);

— длина сортировочного пути от выходного конца третьей тормозной позиции до расчетной точки РТ, м (по нормативам = 50 м);

— уклон участка ,⁰/₀₀ (по нормативам = 0,6⁰/₀₀).