5.2. Определение высоты горки и проектирование продольного профиля спускной части горки
В
действующих Правилах проектирования
сортировочных устройств различают
расчетную
и
конструктивную
высоту сортировочной горки.
Расчётная высота сортировочной горки Hр определяется из условия докатывания бегуна расчётной (лёгкой) весовой категории до расчетной точки при неблагоприятных условиях по формуле
,
(33)
где 1,75 – мера отклонения расчётного значения суммы в скобках от среднего её значения;
-
средние значения потерянной энергетической
высоты на преодоление сопротивления
движению соответственно основного,
воздушной среды и ветра, стрелок и кривых
на участке от ВГ до РТ, м;
– потерянная энергетическая высота на
преодоление сопротивления от снега и
инея в стрелочной зоне и на подгорочных
путях, м;
–
энергетическая высота, соответствующая
расчётной скорости роспуска.
Потерянная энергетическая высота на преодоление основного сопротивления движению:
,
(34)
где L – расстояние пробега рассматриваемого бегуна, м;
–
среднее значение основного удельного
сопротивления,
Н/кН
(прил. 4.1 [1]).
L = l1 + l2 + l3 + l4 = 95,87 + 79,64 + 193,105 + 67,425 = 436,04 м
м.
2. Потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивление воздушной среды и ветра на участке l определяется по формуле
,
(35)
где
-
удельное сопротивление движению от
воздушной среды и ветра, Н/кН.
Значение для одиночных вагонов определяется по формуле:
,
(36)
где Cх – коэффициент воздушного сопротивления одиночного вагона; Cх = 1,12 (прил.5 [1]),
S - площадь поперечного сечение (мидель) вагона, м2; S = 9,7 м2 (прил. 5 [1]),
t – температура воздуха, Сo; t = -15 Сo (из задания),
q – вес вагона, кН; q = 220 кН.
– относительная скорость вагона с
учётом направления ветра, м/с.
,
(37)
где υ – средняя
скорость движения вагона по рассматриваемому
участку;
(прил.6
[1]),
υв – скорость ветра (знак “+” принимается при встречном ветре, знак “–“ при попутном); υв = 6 м/с (из задания).
Н/Кн,
Н/Кн,
Н/Кн,
Н/Кн,
м.
3. Потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от стрелочных переводов (от ударов колёс об остряки, крестовины и контррельсы) определяется в зависимости от скорости по формуле
,
(38)
где
–
число стрелочных переводов на
рассматриваемом участке;
,
,
,
,
м.
4. Потери энергетической высоты от кривых зависят от типа подшипников и скорости движения и определяются по формуле:
,
(39)
где
–
сумма углов поворота в кривых, включая
стрелочные переводы на рассматриваемом
участке, град.
м.
5. Потери энергетической высоты на преодоление дополнительного сопротивления от снега и инея в пределах стрелочной зоны пучков, а на сортировочных путях определяются по формуле
,
(40)
где Lсн – расстояние от конца второй тормозной позиции до расчётной точки, Lсн = 234,58 м;
- дополнительное удельное сопротивление
от снега и инея,
=0,25 Н/кН (прил.7[1]).
м.
6. Энергетическая высота, соответствующая расчётной скорости роспуска определяется выражением
,
(41)
где g’ – ускорение силы тяжести с учётом инерции вращающихся частей вагона, g’=9,1 м/с2,
м.
Подставляя значения отдельных элементов в формулу (33), получается значение Hр для вагона с роликовыми подшипниками:
м.
Полученное значение расчётной высоты горки Hр сравнивается с конструктивной высотой Hк, определяемой, как сумма профильных высот отдельных элементов спускной части горки:
.
(42)
Длины l отдельных элементов профиля принимаются с таким расчётом, чтобы сопрягающие вертикальные кривые находились вне пределов вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов. Расстояние от концов указанных устройств до точек перелома профиля должно быть не менее тангенса вертикальной кривой, определяемого для спускной части (при радиусе 250 м.) по формуле, м,
, (43)
где
–
разность сопрягаемых уклонов, ‰.
Конструктивная высота горки в общем случае может быть представлена как сумма трёх профильных высот расчётных участков: головного (от вершины горки до точки 7) h1, среднего (от точки 7 до начала IIТП) h2 и нижнего (от начала IIТП до РТ) h3, то есть
. (44)
Профильная высота h1 головного участка горки определяется из условия входа на второй замедлитель I ТП первой колёсной пары расчётного бегуна ОХ при благоприятных условиях скатывания с максимально допустимой для принятого типа замедлителя скоростью υвх. Поскольку энергетические высоты рассчитываются по центру тяжести вагона, точка 7 должна отстоять от начала второго замедлителя на половину колёсной базы полувагона (примерно на 5м).
, (45)
откуда
, (46)
или в развернутом виде
, (47)
где l1 – расстояние от ВГ до точки 7, м;
–
основное удельное сопротивление ОХ,
Н/кН; (Cх = 1,36, S
= 8,5 м2; t
= +35Сo; q
= 850 кН).
-
сопротивление воздушной среды для ОХ
при попутном ветре при скорости движения
вагона υ1;
n1 - число стрелочных переводов на участке l1;
-
сумма градусов углов поворота кривых,
включая стрелочные, на участке l1.
Рассчитаем высоты каждой из точек профиля горки:
,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м.
м.
Проверим правильность расчетов по (42) формуле:
Высота горки Hк = Hр = 4,44 м. - профиль среднего и нижнего участков может быть принято окончательно.