Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ-ТЭОВВЗ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.52 Mб
Скачать

6 Пример расчёта

Требуется выбрать тип замедлителей, определить производительность компрессорной станции и необходимый объём воздухопроводной сети на механизированной горке с последовательным роспуском составов.

Исходные данные:

Количество расформировываемых составов Nсост = 52 сост./сут;

Число путей в парке приёма mп = 5;

Число путей в парке отправления mо = 9;

Число путей в транзитном парке mтр = 4;

Число путей в сортировочном парке mс = 26;

Средняя скорость роспуска νр = 5 км/ч;

Средняя длина отцепа nв = 1,2 вагона;

Продолжительность роспуска tр = 8 мин;

Тип рельсов в парках станции – Р50;

Компрессорная станция на горке – объединённая;

Другие потребители воздуха – локомотивное депо;

Нормативный срок окупаемости Tн = 9 лет.

Решение.

По формуле (1) определяем количество поступающих в переработку вагонов

вагона.

Сравнивая значение с данными таблицы 1, делаем вывод, что дальнейшие расчёты необходимо выполнить для горки средней мощности (ГСМ).

Согласно таблице 2 для ГСМ потребная расчётная мощность тормозных средств hТП будет следующей:

IТП – от 1,5 до 2,0 м;

IIТП – 2,5 м (так как νвх ≈ νр = 5 км/ч);

IIIТП – 1,05 м.

Поскольку конкретные указания по выбору hТП для IТП отсутствуют, значение hIТП принимаем самостоятельно в указанном промежутке (Например, hIТП = 1,7 м).

На основании имеющихся данных выбираем два варианта оснащения сортировочной горки тормозными средствами. Выбор осуществляем с учётом того, чтобы соблюдалось условие – суммарная наличная мощность монтируемых на ТП замедлителей hзам была не менее потребной hТП. Также, при выборе вариантов требуется учесть имеющиеся ограничения по типу рельса, типу вагонного замедлителя и числа замедлителей на ТП.

Так как на самой сортировочной горке допускается использование только рельсов Р65, для оборудования I и IIТП возможно применение следующих типов вагонных замедлителей: КВ-2, КВ-3, КНП-5, ВЗПГ-3, ВЗПГ-5, НК114, ВЗП-3 и ВЗП-5 (приложение 2).

По заданию в парках станции уложены рельсы Р50, поэтому для оснащения IIIТП должны использоваться замедлители РНЗ-2 (приложение 2). Также, согласно приложению 2, при рельсах Р50 на IIIТП допускается применение замедлителей КНП-5, ВЗПГ-3 и ВЗПГ-5.

В соответствии с данными таблицы 2 на IТП должно быть 2 вагонных замедлителя, на IIТП – 2-3, на IIIТП – 1-3.

Исходя из изложенного, самостоятельно осуществляем выбор вариантов оснащения горки вагонными замедлителями.

Вариант I. На IТП по два замедлителя КНП-5 (hзам = 1,25; = 2); На IIТП – по два замедлителя ВЗПГ-3 (hзам = 1,30; = 2); На IIIТП – по три замедлителя РНЗ-2 (hзам = 0,40; = 3).

Проверяем сделанный выбор на соответствие условию (2):

- для IТП (hIТП = 1,70 м)

1,70 ≤ 1,25 ∙ 2;

- для IIТП (hIIТП = 2,50 м)

2,50 ≤ 1,30 ∙ 2;

- для IIIТП (hIIIТП = 1,05 м)

1,05 ≤ 0,40 ∙ 3.

Условие выполнено для всех тормозных позиций.

По формуле (3) рассчитаем число вагонных замедлителей каждого вида, необходимых для полного оснащения горки. Общее количество замедлителей:

- КНП-5 (используются на IТП для которой = 2 и = 2)

= 2 ∙ 2 = 4 замедлителя;

- ВЗПГ-3 (используются на IIТП для которой = 2 и * = 4)

= 2 ∙ 4 = 8 замедлителей;

- РНЗ-2 (используются на IIIТП для которой = 3 и = 26)

= 3 ∙ 26 = 78 замедлителей.

Вариант II. На IТП по два замедлителя ВЗПГ-3 (hзам = 1,30; = 2); На IIТП – по три замедлителя КВ-3 (hзам = 1,00; = 3); На IIIТП – по одному замедлителю ВЗПГ-3 (hзам = 1,30; = 1).

Проверяем сделанный выбор на соответствие условию (2):

- для IТП (hIТП = 1,7 м)

1,70 ≤ 1,30 ∙ 2;

- для IIТП (hIIТП = 2,5 м)

2,50 ≤ 1,00 ∙ 3;

- для IIIТП (hIIIТП = 1,05 м)

1,05 ≤ 1,30 ∙ 1.

Условие выполнено для всех тормозных позиций.

По формуле (3) рассчитаем число вагонных замедлителей каждого вида, необходимых для полного оснащения горки. Общее количество замедлителей:

- ВЗПГ-3 (используются на IТП и IIIТП; для IТП = 2 и = 2; для IIIТП = 1 и = 26)

= 2 ∙ 2 = 4 замедлителя;

= 1 ∙ 26 = 26 замедлителей;

- КВ-3 (используются на IIТП для которой = 3 и = 4)

= 3 ∙ 4 = 12 замедлителей.

Результаты расчётов по принятым вариантам сведём в таблицу (приложение 3.)

Сортиро-вочная горка

Тормозная позиция

Потребная мощность тормозной позиции, м

Число путей на тормозной позиции

Вариант I

Вариант II

Тип вагонного замедлителя

Мощность вагонного замедлителя, м

Число замедлителей на одном пути

Общее число замедлителей на тормозной позиции

Тип вагонного замедлителя

Мощность вагонного замедлителя, м

Число замедлителей на одном пути

Общее число замедлителей на тормозной позиции

Средней мощнос-ти

IТП

1,7

2

КНП-5

1,25

2

4

ВЗПГ-3

1,30

2

4

IIТП

2,5

4

ВЗПГ-3

1,30

2

8

КВ-3

1,00

3

12

IIIТП

1,05

26

РНЗ-2

0,4

3

78

ВЗПГ-3

1,30

1

26

Число спускаемых в 1 мин отцепов при скорости 5 км/ч по формуле (5)

nот = 1,2 ∙ 5 / (1 + 0,6 ∙ 1,2) = 3,5.

При nв = 1,2 вагона, коэффициент пропорциональности

kпр = 0,7 + 0,15 ∙ 1,2 = 0,88.

Число включений замедлителей на механизированной горке по формуле (4)

B = 0,88 ∙ 3,5 ∙ (1,2 + 1,35 + 1,25) = 3,70 + 4,16 + 3,85.

Далее расчёты требуется выполнить для каждого варианта отдельно.

Вариант I. Расход свободного воздуха на включение замедлителей по формуле (6) с учётом количества замедлителей на каждой тормозной позиции

Vз = 1,49 ∙ 3,70 ∙ 2 + 0,20 ∙ 4,16 ∙ 2 + 0,2 ∙ 3,85 ∙ 3 = 15 м3/мин.

Утечки из пневматических узлов замедлителей:

– замедлители КНП-5 (формула (10))

м3/мин;

– замедлители ВЗПГ-3

м3/мин;

– замедлители РНЗ-2 (формула (9))

ΔVз = 1 + 0,1 ∙ 78 = 8,8 м3/мин.

Общий расход воздуха на работу замедлителей (формула (12))

Vр.з = 15 + 5,94 + 0 + 8,8 = 29,74 м3/мин.

Расход воздуха на автоматическую очистку стрелок (nав = mс = 26):

– расход воздуха на ручную (шланговую) очистку (формула (13))

ΔVр = 0,05 ∙ 26 = 1,3 м3/мин;

– расход воздуха на автоматическую очистку для рельсов

типа Р50 (формула (15))

Vав = 0,134 ∙ 26 = 3,48 м3/мин.

При расчёте Vав использовалась формула (15) поскольку по заданию в парках станции уложены рельсы Р50.

Общий расход воздуха при автоматической очистке стрелок (формула (16))

Vав.с = 3,48 + 1,30 = 4,78 м3/мин.

Общее число стрелок на сортировочной станции (формула (21))

nоб = 7 ∙ (5 + 9 + 4) + 26 = 152 стрелки.

Число стрелок очищаемых шлангами (формула (20))

nш = 152 – 26 = 126 стрелок.

Расход воздуха на шланговую очистку стрелок по формуле (19)

Vш = 0,1 ∙ 126 = 12,6 м3/мин.

Расход на местные нужды (формула (22))

Vм = 0,02 ∙ 29,74 = 0,60 м3/мин.

Расход воздуха перечисленными потребителями (формула (23))

Vс = 29,74 + 4,78 + 12,60 + 0,60 = 47,72 м3/мин.

Потребный объём воздухопроводной сети по формуле (24) равен

м3/мин.

Утечка воздуха из сети по формуле (25)

м3/мин.

Расчёт суммарного расхода воздуха на горке несколькими потребителями (для объединённой компрессорной станции) производим по формуле (28). В задании указано, что на станции имеются другие потребители воздуха (локомотивное хозяйство), расход воздуха которыми можно принять равным 35 м3/мин (см. подраздел 4.2). Суммарный расход воздуха будет равен

V = 29,74 + 4,78 + 12,60 + 0,60 + 8,88 + 35,00 = 91,60 м3/мин.

Потребная производительность объединенной компрессорной станции рассчитываем по формуле (29). Поскольку общий расход воздуха на горке находится в промежутке от 60 до 100 м3/мин (V = 91,60 м3/мин), коэффициент φ принимаем равным 1,10.

П = 1,10 ∙ 29,74 + 4,78 + 12,60 + 0,60 + 8,88 + 35,00 + 20,00 = 114,58 м3/мин.

Капитальные вложения в замедлители Kз определяем с использование таблицы 6:

– замедлители КНП-5 (4 шт.)

= 3450 ∙ 4 = 13800 тыс. руб.;

– замедлители ВЗПГ-3 (8 шт.)

= 2875 ∙ 8 = 23000 тыс. руб.;

– замедлители РНЗ-2 (78 шт.)

= 1520 ∙ 78 = 118560 тыс. руб.

Общие капитальные вложения в замедлители будут равны

Kз = 13800 + 23000 + 118560 = 155360 тыс. руб.

Капитальные вложения в компрессоры Kп рассчитываем с использование таблицы 7. В соответствии с величиной П = 114,58 м3/мин принимаем пять компрессоров типа 2ВМ4-24/8 (Пк = 24 ∙ 5 = 120 м3/мин). Таким образом будет выполнено условие П ≤ Пк (114,58 ≤ 120).

Капитальные вложения в компрессоры будут равны

Kп = 1000 ∙ 5 = 5000 тыс. руб.

Суммарные капитальные вложения по I варианту составят

KI = Kз + Kп = 155360 + 5000 = 160360 тыс. руб.

Продолжительность работы компрессоров в течение суток составит:

– при роспуске составов (формула (33))

Tр = 52 ∙ 8 / 60 = 6,94 ч;

– при дополнительной переработке вагонов

Tдоп = 0,05 ∙ 6,94 = 0,35 ч;

– общая (формула (32))

T = 6,94 + 0,35 = 7,29 ч.

Суточный расход электроэнергии (формула (31))

кВт∙ч.

Эксплуатационные расходы по варианту I (формула (30))

CI = 2,5 ∙ 3561,41 ∙ 365 · 10-3 = 3250 тыс. руб.

Вариант II. Расход свободного воздуха на включение замедлителей по формуле (6) с учётом количества замедлителей на каждой тормозной позиции

Vз = 0,20 ∙ 3,70 ∙ 2 + 1,72 ∙ 4,16 ∙ 3 + 0,20 ∙ 3,85 ∙ 1 = 23,72 м3/мин.

Утечки из пневматических узлов замедлителей:

– замедлители ВЗПГ-3

м3/мин;

– замедлители КВ-3 (см. подраздел 3.2)

м3/мин;

Общий расход воздуха на работу замедлителей (формула (12))

Vр.з = 23,72 + 0 + 2 = 25,72 м3/мин.

Расход воздуха на автоматическую очистку стрелок (nав = mс = 26):

– расход воздуха на ручную (шланговую) очистку (формула (13))

ΔVр = 0,05 ∙ 26 = 1,3 м3/мин;

– расход воздуха на автоматическую очистку для рельсов

типа Р50 (формула (15))

Vав = 0,134 ∙ 26 = 3,48 м3/мин.

Общий расход воздуха при автоматической очистке стрелок (формула (16))

Vав.с = 3,48 + 1,30 = 4,78 м3/мин.

Общее число стрелок на сортировочной станции (формула (21))

nоб = 7 ∙ (5 + 9 + 4) + 26 = 152 стрелки.

Число стрелок очищаемых шлангами (формула (20))

nш = 152 – 26 = 126 стрелок.

Расход воздуха на шланговую очистку стрелок по формуле (19)

Vш = 0,1 ∙ 126 = 12,6 м3/мин.

Расход на местные нужды (формула (22))

Vм = 0,02 ∙ 25,72 = 0,52 м3/мин.

Расход воздуха перечисленными потребителями (формула (23))

Vс = 25,72 + 4,78 + 12,60 + 0,52 = 43,62 м3/мин.

Потребный объём воздухопроводной сети по формуле (24) равен

м3/мин.

Утечка воздуха из сети по формуле (25)

м3/мин.

Расчёт суммарного расхода воздуха на горке несколькими потребителями (для объединённой компрессорной станции) производим по формуле (28). В задании указано, что на станции имеются другие потребители воздуха (локомотивное хозяйство), расход воздуха которыми можно принять равным 35 м3/мин. Суммарный расход воздуха будет равен

V = 25,72 + 4,78 + 12,60 + 0,52 + 8,65 + 35,00 = 87,27 м3/мин.

Потребная производительность объединенной компрессорной станции рассчитываем по формуле (29). Поскольку общий расход воздуха на горке находится в промежутке от 60 до 100 м3/мин (V = 87,27 м3/мин), коэффициент φ принимаем равным 1,10.

П = 1,10 ∙ 25,72 + 4,78 + 12,60 + 0,52 + 8,65 + 35,00 + 20,00 = 109,84 м3/мин.

Капитальные вложения в замедлители Kз определяем с использование таблицы 6:

– замедлители ВЗПГ-3 (4 шт. + 26 шт.)

= 2875 ∙ (4 + 26) = 86250 тыс. руб.;

– замедлители КВ-3 (12 шт.)

= 1440 ∙ 12 = 17280 тыс. руб.

Общие капитальные вложения в замедлители будут равны

Kз = 86250 + 17280 = 103530 тыс. руб.

Капитальные вложения в компрессоры Kп рассчитываем с использование таблицы 7. В соответствии с величиной П = 109,84 м3/мин принимаем четыре компрессора типа 305ВП-30/8 (Пк = 30 ∙ 4 = 120 м3/мин). Таким образом будет выполнено условие П ≤ Пк (109,84 ≤ 120).

Капитальные вложения в компрессоры будут равны

Kп = 1810 ∙ 4 = 7240 тыс. руб.

Суммарные капитальные вложения по II варианту составят

KII = Kз + Kп = 103530 + 7240 = 110770 тыс. руб.

Продолжительность работы компрессоров в течение суток составит:

– при роспуске составов (формула (33))

Tр = 52 ∙ 8 / 60 = 6,94 ч;

– при дополнительной переработке вагонов

Tдоп = 0,05 ∙ 6,94 = 0,35 ч;

– общая (формула (32))

T = 6,94 + 0,35 = 7,29 ч.

Суточный расход электроэнергии (формула (31))

кВт∙ч.

Эксплуатационные расходы по варианту II (формула (30))

CII = 2,5 ∙ 3371,85 ∙ 365 · 10-3 = 3077 тыс. руб.

Сравнение выбранных вариантов.

Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений Eн будет равен

Eн = 1/9 = 0,11.

Годовые приведённые затраты Эпр по сравниваемым вариантам (формула (34)) будут равны

= 160360 · 0,11 + 3250 = 20889,6 тыс. руб.

= 110770 · 0,11 + 3077 = 15261,7 тыс. руб.

Таким образом, экономически выгодным является второй вариант.

Библиографический список

1 Технико-экономическое обоснование выбора типа вагонных замедлителей на сортировочных горках: методические указания / В.В. Васильев, В.И. Смирнов. – СПб.: ПГУПС, 2004. – 20 с.

2 Железнодорожные станции и узлы: учебное пособие / Ю.И. Ефименко, С.И. Логинов, В.Е. Павлов, В.С. Суходоев, М.М. Уздин. – СПб.: ПГУПС, 1996. – 202 с.

3 Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах Союза ССР ВСН 207-89. – М.: Транспорт, 1992. – 105 с.

4 Проектирование сортировочных горок: учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию / В.Е. Павлов, М.М. Уздин, Ю.И. Ефименко. – Л.: ЛИИЖТ, 1987. – 97 с.

5 Техническое обслуживание горочных устройств / Н.К. Модин, Е.В. Щербаков. – М.: Транспорт, 1989. – 167 с.

6 Устройства механизированных и автоматизированных сортировоч-ных горок / B.C. Сагайтис, В.Н. Соколов. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988. – 208 с.

7 Правила и технические нормы проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм. – М.: МПС, 2001. – 255 с.

8 Эксплуатация механизированных сортировочных горок / В.П. Шейкин. – М.: Транспорт, 1992. – 240 с.

9 Пособие по применению Правил и норм проектирования сортировочных устройств / Ю.А. Муха, Л.Б. Тишков, В.П. Шейкин и др. – М.: Транспорт, 1994. – 220 с.

Приложение 1

Исходные данные для выполнения практической работы

Исходные данные принимаются самостоятельно по таблицам П.1.1-П.1.2 по первой букве фамилии и последней цифре номера зачётной книжки.

Таблица П.1.1

Первая буква фамилии студента

Количество расформировываемых составов, Nсост ,сост./сут

Число путей в парках

Средняя скорость роспуска νр , км/ч

Продолжительность

роспуска tр , мин

Средняя длина отцепа nв

приёма mп

отправления mо

транзитном mтр

сортировочном mс

А

70

6

9

4

26

7

10

2,1

Б

91

9

12

4

38

9

7

1,4

В

55

5

8

3

25

3

8

2,3

Г

63

6

8

4

28

7

8

2,8

Д

65

6

8

3

30

5

7

1,8

Е, Ё

73

7

10

4

32

7

6

2,7

Ж

47

5

7

2

24

5

7

1,1

З

57

6

8

2

25

7

8

2,4

И

64

6

8

4

28

5

9

3

К

80

7

10

5

34

9

7

1,5

Л

74

7

10

3

33

8

6

1,9

М

49

5

7

3

25

5

10

3,5

Н

67

6

8

3

30

7

7

1,6

О

72

6

9

4

32

7

6

3,3

П

83

8

11

4

34

8

7

3,6

Р

58

6

8

3

26

5

7

1,2

С

82

8

11

3

35

7

8

2,9

Т

76

7

9

4

34

6

9

2,6

У

84

8

11

5

35

9

6

3,2

Ф

59

6

8

3

26

3

10

1,7

Х

85

8

12

4

35

7

8

2

Ц

45

4

7

2

23

5

8

2,5

Ч

81

7

10

4

34

6

10

3,1

Ш, Щ

77

7

10

3

33

7

7

1

Э

71

6

8

3

32

5

9

2,2

Ю

60

5

7

4

26

7

9

3,4

Я

75

7

10

4

33

9

7

1,3

Таблица П.1.2

Последняя цифра зачётной книжки

Тип рельсов в парках станции

Тип компресс-сорной станции

Другие потребители воздуха

Нормативный срок окупае-мости Tн, лет

0

Р50

автономная

нет

8

1

Р65

объединённая

локомотивное хозяйство

10

2

Р65

объединённая

нет

11

3

Р65

автономная

нет

9

4

Р65

объединённая

вагонное хозяйство

10

5

Р50

объединённая

локомотивное хозяйство

12

6

Р65

автономная

нет

9

7

Р65

объединённая

вагонное хозяйство

11

8

Р50

автономная

нет

8

9

Р65

объединённая

нет

12

Во всех вариантах принять последовательный роспуск составов.

Приложение 2

Основные технико-технологические параметры вагонных замедлителей

Параметр

Тип замедлителя

КВ-2

КВ-3

КНП-5

ВЗПГ-3

ВЗПГ-5

НК114

ВЗП-3

ВЗП-5

Длина, м

5,60

7,60

12,48

9,75

12,48

12,48

7,95

12,50

Масса, т

26,5

33,9

34,8

13,0

25,0

32,0

15,5

28,0

Мощность, м

0,80

1,00

1,25

1,30

1,65

1,40

1,00

1,40

Размещение

На спускной части горки (IТП и IIТП)*

Время сраба-тывания, с:

- при затормаживании

0,6

0,6

0,6

0,7

0,7

0,8

0,8

1,0

- при оттормаживании

0,7

0,7

1,0

0,6

0,6

1,0

1,0

1,0

Металлоём-кость**, т/м

33,1

33,9

27,8

10,0

15,2

22,9

15,5

20

Уровень

шума, дБ

106

106

Скорость входа, м/с

7,0

7,0

7,0

8,0

8,0

8,0

8,5

8,5

Тип рельса

Р65

Р50, Р65

Р65

Параметр

Тип замедлителя

КВ-1

РНЗ-2

РНЗ-2М

ПНЗ-1

ПГЗ-03

Длина, м

3,60

3,34

3,60

3,60

2,70

Масса, т

17,6

6,5

8,5

5,5

3,5

Мощность, м

0,50

0,40

0,45

0,25

0,22

Размещение

В парке (IIIТП)

Время срабатывания, с:

- при затормаживании

0,6

0,4

0,7

0,7

- при оттормаживании

0,7

0,4

0,6

0,6

0,2

Металлоёмкость, т/м

35,2

16,3

22

15,9

Уровень шума, дБ

106

Скорость входа, м/с

7,0

7,0

6,0

6,0

6,0

Тип рельса

Р65

Р50

Р65

Приложение 3

Рекомендуемая форма оформления результатов расчётов по разделу 2

Сортиро-вочная горка

(ГБМ, ГСМ и т.д.)

Тормозная позиция

Потребная мощность тормозной позиции, м

Число путей на тормозной позиции

Вариант I

Вариант II

Тип вагонного замедлителя

Мощность вагонного замедлителя, м

Число замедлителей на одном пути

Общее число замедлителей на тормозной позиции

Тип вагонного замедлителя

Мощность вагонного замедлителя, м

Число замедлителей на одном пути

Общее число замедлителей на тормозной позиции

IТП

IIТП

IIIТП