УПП3КУРС / спизжено / Проектирование сортировочных горок (3)

51

Таблица 3.1 – Средняя скорость движения РБ по различным участкам горки

По развернутому плану каждого пути для всех расчетных участков подготавливаются данные для расчета удельных сил сопротивления. Пример расчета для одного пути (ГБМ) представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Пример расчета работы сил сопротивления движению (труд-

ный путь)

1 Положение условной расчетной точки принимается на расстоянии 50 м от конца механизированной пар-

ковой тормозной позиции или башмакосбрасывателя.

52

Путь с максимальным значением величины hсум принимается за

трудный, с минимальным значением величины hсум – за легкий.

Для рассматриваемого примера на основании расчетов по форме

таблицы 3.2 определен трудный путь – №12, легкий путь – №35.

На основании таблицы 3.2 оценивается качество проекта плана го-

рочной горловины:

– производится анализ расчетной длины путей горловины внутри од-

ного и между разными пучками;

– выполняется расчет коэффициента γ, характеризующего соотноше-

ние суммарной удельной работы сил сопротивления при скатывании отцепа соответственно на легкий (Аmin) и трудный (Amax) путь:

Приближение коэффициента к единице свидетельствует о высоком качестве проекта плана горловины.

3.2 Определение расчетных параметров благоприятных и небла-

гоприятных условий природной среды

Сортировочная горка проектируется с учетом параметров внешней сре-

ды, которые определяют внешние условия скатывания расчетных бегунов. К

параметрам внешней среды относятся:

расчетная зимняя и летняя температура наружного воздуха;

расчетная скорость встречного и попутного ветра;

направление (угол обдувания расчетного бегуна) встречного и по-

путного ветра относительно продольной оси путей надвига на вер-

шине горки.

В курсовом проекте расчетная зимняя и летняя температуры опреде-

ляются по формуле:

где tcp – средняя месячная температура воздуха, ºC; Т – температура, макси-

мальная для благоприятных или минимальная для неблагоприятных условий, ºС.; τ – нормированное отклонение, принимается для ГПМ – 3,0, для ГБМ и ГСМ – 2,5, для ГММ – 2,0.

tнб = -24+0.3∙2,5(-40-(-24)) = - 36° - неблагоприятные условия;

tб = 18 + 0,3∙2,5(36-18) = 31,5° - благоприятные условия.

Расчетные параметры ветровых условий приведены в Задании на кур-

совой проект1.

В дипломном проекте расчетные параметры метеорологических ус-

ловий определяются на основании обработки статистических данных о тем-

пературе, скорости и направлении ветра местности расположения станции за период более 15 лет. Необходимые статистические данные на примере ме-

теостанции Новосибирск приведены в Приложении Д. Расчетная темпера-

тура наружного воздуха в этом случае определяется, как средняя за три наи-

более холодных месяца [4] для условий:

неблагоприятных:

мированное отклонение и среднеквадратическое отклонение температуры соответственно2; tminср – средняя минимальная температура воздуха для данно-

го месяца, °С.

Для определения высоты горки расчетная скорость и направление

1 Описываемая далее в п. 3.2 методика используется в том случае, когда расчетные параметры благоприят-

ных и неблагоприятных условий природной среды заранее неизвестны, например, при решении задач ди-

пломного проектирования.

2 Нормированное отклонение х принимается равным 2,0.

54

ветра принимаются наиболее неблагоприятные при данных условиях рос-

пуска с учетом влияния порывов ветра. Скорость каждого направления опре-

деляется, как средняя за три наиболее холодных (расчетных) месяца, и рас-

считывается по формуле1:

где v1 j , v2 j ,...vnj – среднее значение скорости ветра в интервале градаций ско-

(повторяемость) ветра соответствующей скорости данного направления.

Для выполнения расчета высоты горки, прежде всего, определяется направление скатывания вагонов (оси сортировки), пример приведен на рис. 3.2. Направление скатывания принимается по оси спускной части горочной горловины.

Рис. 3.2 – Ориентация оси сортировки (пример)

Для расчета высоты горки принимаются встречные направления ветра относительно поперечного сечения, перпендикулярного направлению скаты-

1 В курсовом проекте расчетная скорость ветра указана в Задании.

55

вания. Согласно рис. 3.2, в расчете необходимо использовать статистические данные о направлении и скорости ветра румбов – С, СВ, В, ЮВ.

При выполнении конструктивных и технологических расчетов в каче-

стве расчетной скорости ветра принимается:

для неблагоприятных условий – ее средневзвешенное значение в румбе с наибольшим значением удельной работы сил сопротивле-

ния воздушной среды и ветра в расчетном месяце;

для благоприятных условий – ее средневзвешенное значение в румбе с наименьшим значением удельной работы сил сопротивле-

ния воздушной среды и ветра в расчетном месяце.

Для определения расчетного месяца для каждого месяца года произ-

водится расчет средней суммарной удельной работы сил сопротивления дви-

жению ( h ) при скатывании РБ по расчетному маршруту. В общем виде ве-

личина hопределяется по формуле:

ловий, то для установления параметров расчетных метеорологических усло-

вий величина h может определяться по формуле:

тивления от снега и инея (от начала стрелочной зоны до расчетной точки рассматриваемого пути), м; wсвi – среднее значение удельного сопротивления

56

движению РБ от воздушной среды и ветра на i-ом расчетном участке, кгс/тс; wсн – удельное сопротивление движению РБ от снега и инея, кгс/тс (табл. 4.5

[4]). Пример расчета для ГБМ представлен в таблице 3.3.

Расчет параметров внешней среды выполняется по методике, изло-

женной в [6]. Также он может быть выполнен на ЭВМ по программе «RVG»,

разработанной на кафедре «Железнодорожные станции и узлы».

Дальнейшие примеры расчетов данного подраздела пособия выполне-

ны для варианта плана (см. рис. 2.15), ориентации оси сортировки, показан-

ной на рис. 3.2 и статистических данных о климате, приведенных в Прило-

жении Д.

57

По данным табл. 3.3 для расчета высоты горки используются данные трех наиболее холодных (расчетных) месяцев, имеющих наибольшие значе-

ния h : январь, февраль, ноябрь. Для выполнения технологических расчетов при неблагоприятных условиях принимается месяц с максимальным значе-

нием величины h – январь.

При благоприятных условиях – три наиболее благоприятных месяца,

имеющих наименьшие значения h : апрель, май, август; месяц с мини-

мальным значением величины h – апрель.

Для определения расчетного направления и скорости ветра произво-

дится расчет средней удельной работы силы сопротивления от воздушной

При этом расчетное направление и скорость ветра устанавливаются следующим образом:

1) Для определения высоты горки.

Расчет величины wсвр выполняется по каждому румбу встречного на-

правления за три наиболее неблагоприятных (расчетных) месяца. При этом расчет величины wсвр выполнен для среднего за три указанных месяца значе-

ния скорости ветра. Результаты расчета для рассматриваемого примера пред-

ставлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды и ветра по встречным румбам

58

Максимальное значение hсвр соответствует румбу СВ ( hсвр = 0,469 м эн.

в.), направление которого (угол = 33º) и значение скорости ветра vв = 0,86 м/с

принимаются за расчетные.

2) Для выполнения конструктивных и технологических расчетов.

В расчетном месяце для каждого румба определяется значение hсвр ,

Pn

где 0,85 – коэффициент приведения скорости ветра к уровню центра тяжести вагона; vвn – среднее значение скорости ветра n-го интервала (градации) рас-

пределения для установленного румба, м/с; Pn – вероятность (повторяе-

мость) ветра n-го интервала распределения.

Результаты расчетов для рассматриваемого примера приведены в таб-

лицах 3.5 и 3.6.

Таблица 3.5 – Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды и ветра для неблагоприятных условий (январь)

59

Таблица 3.6 – Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды

и ветра для благоприятных условий (апрель)

эн. в.), расчетная скорость попутного ветра vв = 4,78 м/с.

3.3 Расчет высоты горки

Формула для определения расчетной высоты горки выбирается в за-

висимости от мощности горки. Так для ГПМ, ГБМ и ГСМ расчет ведется по формуле [4]:

где: hосн , hск , hсв – средние значения потери удельной энергии при преодо-

лении сопротивлений движению (основного, от стрелочных переводов и кри-

При проектировании горок в районе со сложными метеорологически-

ми условиями (сильными и постоянными ветрами преимущественно одного направления) расчет выполняется по специальной методике [4].

60

За расчетный бегун при определении высоты горки принимается крытый четырехосный вагон1. Вес РБ в курсовом проекте указан в задании (25

тс), при дипломном проектировании принимается на основании анализа структуры перерабатываемого вагонопотока:

если поток смешанный (число легковесных вагонов более 10%), то вес РБ определяется как средневзвешенное значение в выделенной группе легковесных вагонов; если поток груженый (число легковесных вагонов менее 10%), то

вес РБ определяется как средневзвешенное значение в группе, состоящей из вагонов легкой и средней весовой категории (около

10%).

Расчет величины hсв , входящей в формулы (3.16) и (3.17) рекомендуется выполнять в виде таблицы 3.7 с использованием методики, изложенной в [4].

В табл. 3.7: v – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки (см. табл. 3.1); q – вес вагона (в курсовом проекте принимается по За-

1 Если на сортировочном устройстве перерабатывается более 70% вагонов одного типа, то за расчетный бе-

гун принимают этот тип вагонов.