Железнодорожные станции и узлы

 

Число основных сортировочных  путей, специализированных для формирования поездов на общую сеть железных дорог, устанавливают по числу назначений плана формирования из условия съёма  с одного пути не менее 50 вагонов  и не более 150 вагонов в сутки. Число путей в парке СО1 определяем по формуле:

 

m_со1 = m_г/(50 ÷ 150),                                         (21)

 

где m_со1 – число путей в парке СО1;

m_г – число вагонов, отправляемых в составе сборных поездов на внешнюю

сеть.

 

m_со1 = 434/150 = 2,89 ≈ 3 пути.

 

Число путей, используемых для накопления вагонов по грузовым станциям, устанавливаем из условия  специализации. Число вагонов данного  назначения в среднем в сутки, при котором выделяется специализированный путь, принимаем по таблице 6 методического указания.

Число путей парка  СО2 определяем по формуле:

 

m_со2 = m_p/(50 ÷ 150),                                     (22)

 

где m_р – число вагонов, поступающих в передачу на грузовые станции.

 

m_со2 = 434/150 = 2,89 ≈ 3 пути.

 

Общее число путей  в сортировочном парке определяется по формуле:

 

∑m_со = m_со1 + m_со2 + 1.

∑mсо = 3 + 3 + 1 = 7 путей.

 

Для парков СО1 и СО2 принимается  схема симметричной горочной горловины  на 8 путей с пучковой тормозной  позицией.

Масштабная схема путевого развития промышленной сортировочной  станции в масштабе М 1:1000 представлена в приложении Б.

 

5 Расчет и проектирование горки малой мощности

5.1 Проектирование и расчет надвижной части горки

 

Надвижная часть считается  от предельного столбика последнего стрелочного перевода предгорочной горловины парка приема до вершины  горки и её длина должна быть 150 м.

В целях повышения  эффективности роспуска составов с  переменной скоростью и при наличии  благоприятных местных условий  этот подъём можно проектировать 12-16‰  на протяжении 100-150 м, причем предшествующий участок тогда располагается на площадке длиной около 350 м перед противоуклоном.

В данном курсовом проекте  принимаем подъём перед вершиной горки равным 12 ‰ на расстоянии 200 м.

Необходимое требование, предъявляемое к профилю надвижной  части – это обеспечение трогания с места полновесного состава  из большегрузных вагонов горочным локомотивом при нахождении первого вагона перед вершиной горки (Рис.3).

 

 

 

 

 

Рис.3 - Профиль надвижной части горки

 

F_ктр/(P + Q) ≥ i_ср + ω_кр + ω_стр + ω_тр,                     (23)

 

где F_ктр – сила тяги локомотива при трогании состава с места, н;

Р – масса маневрового локомотива, кн;

Q – расчетная масса состава на участке, кн;

i_ср – средний уклон на длине состава, остановившегося перед вершиной

горки, ‰;

ω_кр – дополнительное среднее удельное сопротивление от кривых, н/кн;

ω_стр - дополнительное среднее удельное сопротивление от стрелок, н/кн;

ω_тр – удельное сопротивление при трогании с места, н/кн.

Удельное сопротивление  при трогании с места определяется по формуле:

 

ω_тр = 28/(q₀ + 7),                                          (24)

 

где q₀ – средняя нагрузка от оси на рельс.

 

ω_тр = 28/(19,05+ 7) = 1,075 н/кн.                     (25)

 

Дополнительное среднее  удельное сопротивление от кривых и  стрелок определяем по формулам:

 

ω_стр = 20*n/L_c,                                             (26)

 

ω_кр = 9*∑α/L_c,                                           (27)

 

где L_c – длина состава, м;

n – количество стрелочных переводов;

∑α – сумма углов поворота на участке L_c, град.

 

i_ср = (12*220 + 0*302 + (-1)*180)/702 = 3,5‰.

ω_стр = 20*6/702 = 0,171 н/кн.

ω_кр = 9*2*6,34/702 = 0,163 н/кн.

35400/(120 + 3832) ≥ 3,5 + 0,171 + 0,163 + 1,075

8,957 > 4,909 - условие выполняется.

5.2 Определение трудного и легкого пути в сортировочном парке и

 расчет  высоты горки

 

   Основное удельное сопротивление определяется в зависимости от расчетной суточной температуры:

 

t = t_cp – 11,                                               (28)

 

где t_ср – средняя месячная температура воздуха, -20 С°;

 

t = -20 – 11 = -31 °С.

 

Дополнительное удельное сопротивление воздушной среды для одиночных вагонов по формуле:

 

ω_ср = (17,8*С_х*S)/((273 – t)*q)*V²_р,                       (29)

 

где С_х – коэффициент обтекаемости одиночных вагонов или первого вагона в

 отцепе, принимаем  по таблице 7 методического указания в

зависимости от рода вагона и угла α между результирующим вектором

относительной скорости и направления отцепа;

S – площадь поперечного сечения одиночного вагона в отцепе, м²;

q – масса вагона, принимаем 40 т;

t – расчетная температура воздуха, С°;

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

Относительная скорость отцепа V_р и угол α определяем по формулам:

при b > 30^о:

 

V_р² = V_ср² + V_в²  ± 2*V_ср*V_в*Сos b,                                 (30)

 

a= arcsin ((V_в*Sinb) / V_р),                                         (31)

 

при b < 30^о:  

 

V_р = V_ср + V_в,                                       (32)

α = β/2,                                             (33)

 

где V_ср – средняя скорость движения отцепа на участке спускной части горки,

принимаем 3 м/с;

V_в – скорость ветра, м/с;

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

движется отцеп.

Расчет сопротивления воздушной среды сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Основные параметры сопротивления воздушной среды

Месяц	Направление ветра	β	Vв	Vср	Vр	α	Cx	ωср	ω0	ω0+ωср
январь	С	78	2,8	3	4,51	37,39	1,34	0,5711	3,95	4,5211
	СВ	33	3,3		6,04	17,31	1,59	1,2154		5,1654
	В	12	3,1		6,07	6,1	1,33	1,0268		4,9768
	ЮВ	57	3,4		5,63	30,43	1,57	1,0428		4,9928
	Ю	102	5,6		5,78	71,37	0,28	0,196		4,146
	ЮЗ	147	5		2,97	29,95	1,58	0,292		4,242
	З	192	2,8		0,64	-65,45	0,43	0,0037		3,9537
	СЗ	237	2,4		2,63	-49,93	0,92	0,1333		4,0833

 

Суммарная удельная работа сил сопротивления, действующих  на вагон при прохождении им расстояния от вершины горки до расчетной точки, зависит от длины пути, количества стрелочных переводов и числа кривых.

   Сортировочный  путь с минимальной суммарной  удельной работой всех сил  сопротивления называется легким, и с наибольшей суммарной удельной  работой сил сопротивления –  трудный.

   Удельная работа  сил сопротивления, преодолеваемых  плохим бегуном при неблагоприятных  условиях скатывания, рассчитывается  по каждому пути сортировочного  парка. Результаты расчетов представлены в таблице 7.

 

Таблица 7 - Расчет потерь энерговысоты

N пути	Lр	число стр. на пути	угол поворота, град.			энерговысота на сопротивление
			на стр, αс	на кривых,αк	всего, ∑α	Lр(ω0+ωср)/1000	0,02*n	0,009*∑α	hω
12	208	3	14,175	7,72	21,895	1,074403	0,06	0,19706	1,3315
11	208	3	14,175	5,72	19,895	1,074403	0,06	0,17906	1,3135
10	208	3	14,175	5,72	19,895	1,074403	0,06	0,17906	1,3135
9	208	3	14,175	15,18	29,355	1,074403	0,06	0,2642	1,3986

По результатам расчетов таблицы 5 получили:

1. трудный путь – 9-й путь;
2. путь соседний с трудным – 10-й путь;
3. легкий путь – 11-й путь.  

Расчетная высота горки  – это разность отметок её вершины  и расчетной точки трудного по сопротивлению пути подгорочного парка.

Расчет высоте горки  ведем с учетом обеспечения прохода плохого бегуна при самых неблагоприятных условиях скатывания до расчетной точки трудного пути сортировочного парка. Расстояние до расчетной точки принимаем 50 м.

 

Высота горки определяется по формуле:

 

H_г = 10־³*[L_p*(ω₀ + ω_ср) + 9*∑α + 20*n] – V₀²/(2*g’),          (34)

 

где L_р – расстояние от вершины горки до расчетной точки трудного по

сопротивлению пути;

ω_ср – сопротивление воздушной среды и ветра плохого бегуна, н/кн;

∑α – сумма углов поворота на пути следования отцепа по трудному

участку до расчетной  точки, включая углы поворота стрелочных

переводных кривых, град;

n – число стрелочных переводов по пути следования отцепа на трудный по

опротивлению путь;

V₀ – скорость надвига состава на горку, принимаем 1 м/с;

g’ – ускорение силы тяжести с учетом вращающихся масс вагона,

принимаем 9,5 м/с².

 

H_г = 10־³*[208*(3,95 + 1,2154) + 9*29,355 + 20*3] – 1²/(2*9,5) = =1,35м.

5.3 Проектирование продольного  профиля спускной части горки

малой мощности

 

Расчетную длину спускной части горок разбивают на четыре расчетных участка продольного  профиля: скоростной, тормозной позиции, стрелочной зоны и сортировочных путей подгорочного парка.

Уклон скоростного участка i_ск определяем в зависимости от расчетной высоты горки H_г по формуле:

 

i_ск = (1000* H_г – i_с*l_рт – i_з*l_з – i_т*l_т)/(l_ск – T_в),           (35)

 

где i_с – уклон участка от расчетной точки до предельного столбика, принимаем

0,8 ‰;

i_з – уклон участка стрелочной зоне, принимаем 1,5 ‰;

i_т – уклон участка тормозной позиции, принимаем 7 ‰;

l_рт – длина участка от расчетной точки до предельного столбика, 50 м;

l_з – длина участка стрелочной зоны, 68 м;

l_т – длина участка тормозной позиции, 53 м;

l_ск – длина скоростного участка, м;

 

l_ск = L_p – l_рт – l_з – l_т;                                    (36)

l_ск =208 – 50 – 68 – 53 = 37 м.