Проект железнодорожного узла с новой сортировочной станцией и горкой

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Иркутский государственный университет путей сообщения

Кафедра: Управление эксплуатационной работой

А.А. Лазаренко

Проверил:

О.П. Ганеева

поезд вагон станция автоматизированный

• Введение
• 1. Расчёт и проектирование сортировочной станции
• 1.1 Анализ исходных данных
• 1.2 Определение массы поезда и количества вагонов в составе
• 1.3 Определение поездопотоков
• 1.4 Диаграмма поездопотоков
• 1.5 Обоснование и выбор типа схемы станции
• 1.6 Технология работы станции
• 1.6.1 Обработка транзитных поездов без изменения веса и длины
• 1.6.2 Обработка составов поездов, поступающих в расформирование
• 1.6.3 Технология расформирования и формирования составов
• 1.6.4 Подготовка составов своего формирования к отправлению
• 1.7 Расчёт технических устройств
• 1.7.1 Определение числа путей в парках станции и на подходах к ней
• 1.7.2 Расчёт сортировочных устройств на станции
• 2. Расчёт автоматизированной сортировочной горки
• 2.1 Проектирование плана горочной горловины
• 2.2 Развёртка трудного пути
• 2.3. Определение расчётной высоты горки
• 2.4 Проектирование и расчёт надвижной части горки
• 2.5 Проектирование продольного профиля спускной части сортировочной горки
• 2.6 Построение кривых потерь энергетических высот
• 2.7 Построение кривых скорости и времени скатывания отцепов
• Введение
• Железнодорожный транспорт занимает ведущее место в единой транспортной системе страны по объёму выполнения грузовых и пассажирских перевозок. Размеры этих перевозок непрерывно растут, и для успешного их освоения необходимо развивать технические устройства и совершенствовать технологию работы железных дорог.
• Станции и узлы являются сложным комплексом устройств, где практически сосредоточены почти все подразделения железнодорожного транспорта, оснащённые новейшей техникой, комплексной механизацией и автоматизацией перевозочного процесса.
• Сортировочные станции предназначены для массовой переработки (сортировки) вагонов прибывающих составов поездов по назначениям и формирования новых составов в соответствии с общесетевым и дорожным планами формирования поездов. Первыми горочными станциями были Ртищево (1899 г), Кочетовка (1901 г), станции Московского - Лосиноостровская, Люблино, Ховрино, Перово (1908-1910 гг.), Петербургского узла. Станция Люблино была первой, построенной по классической схеме с последовательным расположением парков. К 1917 году на сети железных дорог имелось десять горочных сортировочных станций.
• Сортировочные станции имеют огромное значение в работе всей железнодорожной системы. От темпа их работы зависит процесс поездообразования, доставка груза получателям, оборот подвижного состава. Поэтому для повышения темпов и улучшения качества расформирования составов широко используются механизированные и автоматизированные сортировочные горки. Механизацию первой горки осуществили в 1934 году на станции Красный Лиман, что положило начало крупным работам по реконструкции существующих сортировочных станций с механизацией горок. К 1940 году было механизировано 39 горок.
• В последние годы на сети железных дорог широко внедряются современные системы автоматики и телемеханики, в том числе системы автоматизации сортировочного процесса.
• 1. Расчёт и проектирование сортировочной станции
• 1.1 Анализ исходных данных
• В курсовом проекте предлагается запроектировать узловую сортировочную станцию для переработки составов, прибывающих с четырёх направлений и вагонов с завода, грузовой станции и порта. На данной станции необходимо запроектировать сортировочную горку с тремя тормозными позициями.
• Грузовое движение обслуживается поездными локомотивами ВЛ11, то есть линия электрифицирована постоянным током. Средний вес вагона в перерабатываемом вагонопотоке составляет 58 т, руководящий уклон - 11‰. Вагонопоток, поступающий в переработку, прибывает в участковых, сборных и передаточных поездах, причём вес передаточного поезда равен 2050 т.
• Также на станции выполняется работа с пассажирскими поездами, которые обслуживаются тепловозами серии ЧС7.
• Полезная длина станционных путей составляет 850 м, максимальная скорость движения более 120 км/ч. Для обслуживания, ремонта и экипировки локомотивов на станции следует запроектировать основное локомотивное депо.
• Таблица 1. Грузовые транзитные поездопотоки

На Из	А	Б	В	Г	Итого
А	-	11	0	7	18
Б	16	-	7	1	24
В	1	7	-	3	11
Г	3	0	7	-	10
Итого	20	18	14	11	63

• Таблица 2. Пассажирские поездопотоки

На Из	А	Б	В	Г	В узел К	Итого
					мест.	приг.
А	-	3	0	0	0	1	4
Б	3	-	0	0	0	0	3
В	0	0	-	0	0	0	0
Г	0	0	0	-	0	0	0
мест.	0	0	0	0	-	-	0
приг.	1	0	0	0	-	-	1
Итого	4	3	0	0	0	1	8

• Пассажирское движение 8 пар поездов в сутки, транзитный поездопоток 63 пары поездов в сутки.
• Таблица 3. Вагонопотоки, перерабатываемые в узле К

На Из	А	Б	В	Г	В узел К	Итого
					Завод	Гр. ст.	Порт
А	-	701	110	323	7	6	6	1153
Б	603	-	115	89	11	7	6	831
В	160	120	-	303	3	6	3	595
Г	279	99	233	-	6	6	3	626
Завод	6	7	7	6	-	-	-	26
Гр. ст.	11	3	6	6	-	-	-	26
Порт	3	7	3	3	-	-	-	16
Итого	1062	937	474	730	27	25	18	3273

• Так как на сортировочную станцию поступает 3273 ваг/сут, следует запроектировать горку средней мощности.
• 1.2 Определение массы поезда и количества вагонов в составе
• Массу состава поезда определяем по формуле:
• ,
• Пользуясь следующими техническими характеристиками локомотива (из справочных табличных данных):
• 1. расчётное значение силы тяги Fkp = 46000 кгс,
• 2. расчётная масса локомотива P = 184 т,
• 3. длина локомотива lлок = 33 м,
• 4. удельное сопротивление движению локомотива wo' = 3,02 кгс/т,
• 5. удельное сопротивление движению вагонов wo'' = 1,59 кгс/т.
• Таким образом, 3448,8 т. Полученную массу округляем в меньшую сторону до числа кратного 50, то есть масса поезда будет равна 3400 т.
• Определяем количество вагонов в составе.
• В зависимости от массы:
• ,
• где - средний вес вагона брутто в вагонопотоке, подлежащем переработке (58 т).
• То есть вагонов.
• В зависимости от длины приёмо-отправочных путей:
• ,
• где - длина приёмо-отправочных путей (850 м); - средняя длина вагона (15 м);
• То есть вагона.
• Таким образом, принимаем, что в составе 53 вагона, так как 58 вагонов не удовлетворяют длине путей станции.
• Определяем количество вагонов в передаточном поезде по формуле:
• ,
• где - вес передаточного поезда (2050 т).
• То есть вагонов.
• 1.3 Определение поездопотоков
• Определяем поездопотоки, исходя из таблицы вагонопотоков, перерабатываемых в узле К (см. табл. 3), и найденного в пункте 1.2 количества вагонов в составе.
• Таблица 4. Поездопотоки узла К

На Из	А	Б	В	Г	Завод	Гр. ст.	Порт	УЧ	СБ	ПЕР	Итого
А	-	701/12	110/4	323/5	7	6	6	13+2+6	1	1	23
Б	603/20	-	115/9	89/36	11	7	6	11+2+1	2	1	17
В	160/1	120/14	-	303/38	3	6	3	3+2+5	1	1	12
Г	279/14	99/46	233/21	-	6	6	3	5+1+4	2	1	13
Завод	6	7	7	6	-	-	-	-	-	-	-
Гр. ст.	11	3	6	6	-	-	-	-	-	-	-
Порт	3	7	3	3	-	-	-	-	-	-	-
УЧ	11+3+5	13+2+1	2+2+4	6+1+5	-	-	-	-	-	-	-
СБ	1	2	1	2	-	-	-	-	-	-	-
ПЕР	1	1	1	1	-	-	-	-	-	-	-
Итого	21	19	10	15	-	-	-	-	-	-	65

• 1.4 Диаграмма поездопотоков
• На основании таблиц 1, 2 и 4 строим диаграмму поездопотоков в узле К (см. рис. 1).
• Рис. 1 Диаграмма поездопотоков
• 1.5 Обоснование и выбор типа схемы станции
• Для проектируемой станции выбираем схему односторонней сортировочной станции с последовательным расположением парков приёма, сортировки и отправления (далее П, С и О соответственно) и горкой средней мощности.
• Чётные поездопотоки прибывают из А и Г, соответственно нечётные из Б и В.
• Парк П следует расположить с чётной стороны, так как с этой стороны вагонопоток, подлежащий переработке, преобладает над вагонопотоком, прибывающим с нечётной стороны. Следовательно, направление сортировки тоже чётное.
• Транзитные приёмо-отправочные парки следует расположить параллельно парку О по обе стороны от него.
• Локомотивное хозяйство (ЛХ) располагаем параллельно парку С. При такой подвязке снижаются перепробеги локомотивов со всех парков
• При последовательном расположении основных парков повышается перерабатывающая и пропускная способность, выполняется поточность переработки вагонопотоков, прибывающих в расформирование (из парка в парк), а также снижается загрузка горловины станции. Недостатками данной схемы являются длинная станционная площадка и большие перепробеги разборочных поездов непреимущественного направления.
• 1.6 Технология работы станции
• 1.6.1 Обработка транзитных поездов без изменения веса и длины
• Транзитные поезда прибывают в парк Тр-2 из А на Б, из Г на В и угловые - из В на Б, из Б на В.
• В парк Тр-1 поступают поезда из Б на А, из В на Г и угловые - из А на Г, из Г на А.
• До прибытия транзитного поезда ДСП получает ТГНЛ из АСОУП и от поездного диспетчера информацию о номере и индексе поезда, ожидаемом времени прибытия, назначении и другие данные, характеризующие состав поезда, а также время отправления по графику.
• ДСП или ДСПО извещает работников, участвующих в процессе обработки поезда, о времени прибытия, номере поезда, номере пути приёма на станцию, времени отправления по графику.
• Работники выходят на путь приёма, после остановки поезда на станции его обработка включает следующие основные операции:
• 1. закрепление и ограждение состава;
• 2. контрольная проверка состава (если она не производилась во входной горловине при прибытии) и наличия перевозочных документов;
• 3. техническое обслуживание вагонов;
• 4. коммерческий осмотр состава и устранение коммерческих неисправностей (если на станции это предусмотрено);
• 5. приём работниками ВОХР вагонов с номенклатурными грузами, а также с опасными грузами, подлежащими охране.
• Технологический график обработки приведён на рис. 2.
• 
• Рис. 2 Технологический график обработки транзитного поезда без изменения веса и длины со сменой локомотива
• Если же поезд следует со сменой локомотива, то к перечисленным операциям добавится смена поездного локомотива (отцепка-прицепка), сокращённая проба тормозов (см. рис. 3).
• 
• Рис. 3 Технологический график обработки транзитного поезда без изменения веса и длины без смены локомотива
• В случае если поезд следует со сменой направления движения, тогда происходит отцепка поездного локомотива и, если поезд идёт без смены локомотива, то отцепленный локомотив по свободному пути парка или по ходовому пути обгоняется и встаёт в хвост состава. Затем после окончания всех операций по обработке, вручения ППД локомотивной бригаде и после пробы тормозов, поезд отправляется. При приёме угловых поездопотоков с А и Г нужно завершить всю работу между парками С и О, так как в этом случае задаётся враждебный маршрут.
• 1.6.2 Обработка составов поездов, поступающих в расформирование
• Поездопотоки, подлежащие переработке, прибывает на пути парка П соответствующего направления.
• ДСП, получив ТГНЛ из АСОУП и данные о подходе поезда от поездного диспетчера, сообщает работникам, участвующим в процессе обработки поезда, его номер, индекс, время и путь приёма, количество вагонов, условную длину, вес состава и другие данные, его характеризующие (наличие негабаритных, опасных грузов).
• На путь приёма выходят работники для выполнения следующих основных операций:
• 1. закрепление и ограждение состава поезда;
• 2. контрольная проверка состава (если она не производилась во входной горловине при прибытии) и наличия перевозочных документов, корректировка ТГНЛ и подготовка предварительного сортировочного листка (разметка);
• 3. техническое обслуживание вагонов и подготовка состава к расформированию;
• 4. коммерческий осмотр состава и устранение без отцепки коммерческих неисправностей;
• 5. приём работниками ВОХР вагонов с номенклатурными грузами, а также с опасными грузами, подлежащими охране.
• Для проверки состава во входной горловине сооружают смотровые посты. Оператор поста считывает номера вагонов на ходу поезда и передаёт информацию в СТЦ. Сейчас на станциях внедряют систему автоматического считывания номеров вагонов, система «Пальма». Также на подходе к станции размещают различные датчики КТСМ (комплекс технических средств мониторинга) для контроля состояния вагонов поезда.
• Составленные в необходимом количестве сортировочные листки пересылают на горочные посты (ДСПГ, ДСПГО), горочным составителям.
• После остановки поезда сигналисты по указанию ДСП закрепляют состав поезда тормозными упорами и/или башмаками приведённым в ТРА станции порядком.
• После закрепления состава локомотивная бригада по указанию ДСП отцепляет поездной локомотив и убирает его с пути приёма. После уборки локомотива оператор ПТО (сигналисты) также по указанию ДСП ограждает состав с обеих сторон сигналами ограждения. После ограждения оператор ПТО извещает об этом ДСП, который предъявляет состав к техническому обслуживанию и коммерческому осмотру.
• До снятия ограждения производить какие-либо передвижения состава запрещено.
• После окончания ТО состава и снятия ограждения старший осмотрщик или оператор ПТО сообщает в СТЦ номера вагонов с техническими неисправностями (если таковые обнаружены), которые требуют отцепочный ремонт, на эти вагоны выписываются уведомления формы ВУ-23М. На каждый вагон, имеющий техническую неисправность, с обеих сторон наносится меловая разметка с указанием места выполнения ремонта.
• На вагоны с коммерческими неисправностями, угрожающими безопасности движения поездов или сохранности груза, требующими отцепки на специальные пути для устранения брака, также наносят меловую разметку. Затем сообщают в СТЦ номера таких вагонов, после чего составляют акт общей формы ГУ-23 (ГУ-23ВЦ).
• После завершения ТО и КО состава оператор ПТО по указанию ДСП снимает сигналы ограждения. После чего машинист осуществляет прицепку маневрового локомотива.
• Общая продолжительность обработки состава в парке П регламентируется временем его ТО и КО. График обработки приведён на рис. 4.
• Рис. 4 Технологический график обработки поезда, поступающего в расформирование
• 1.6.3 Технология расформирования и формирования составов
• Расформирование и формирование составов на проектируемой станции производится на горке средней мощности.
• Очерёдность расформирования и формирования составов устанавливается дежурным по горке (ДСПГ, маневровым диспетчером) в соответствии с текущим планом работы станции; эту очерёдность ДСПГ сообщает причастным работникам.
• ДСПГ перед расформированием состава подготавливает сортировочные пути. После чего ДСПГ согласно сортировочному листку задаёт маршруты следования отцепов, учитывая специализацию путей парка С, обращая внимание на отцепы, требующие особой осторожности при роспуске (скорость не более 3 км/ч).
• Маршруты следования задаются в ГАЦ, которая обеспечивает автоматический перевод стрелок. Затем ДСПГ по радиосвязи передаёт машинисту тепловоза, работающего на надвиге, чтобы тот заезжал в парк П под состав и далее производил надвиг до горба горки.
• Перед скатыванием первого отцепа ДСПГ обязан по радиосвязи спросить работников, участвующих в процессе роспуска, об их готовности. Затем по команде ДСПГ машинист надвигает состав, горочный составитель, согласно сортировочному листку, производит отцепку вагонов, которые следуют в парк С.
• Горка оборудована тремя тормозными позициями:
• 1) интервальная (управляемая ДСПГ);
• 2) интервально-прицельная, которой управляет ДСПГО - оператор при ДСПГ;
• 3) парковая прицельная, которой управляет ДСПГО - оператор третьей тормозной позиции.
• ДСПГ должен периодически контролировать работников, участвующих в роспуске, и информировать их о каких-либо изменениях.
• 1.6.4 Подготовка составов своего формирования к отправлению
• При перестановке сформированного состава на путь отправления ДСП по парковой громкоговорящей связи оповещает об этом работников, участвующих в обработке состава, указывая номер пути, на который выставляется состав, его назначение и время отправления по графику.
• На путь отправления состава выходят работники для выполнения следующих операций:
• 1. закрепление и ограждение состава;
• 2. техническое обслуживание вагонов;
• 3. коммерческий осмотр вагонов и устранение обнаруженных неисправностей;
• 4. приём работниками ВОХР вагонов, требующих сопровождения;
• 5. постановка сигналов на хвостовой вагон состава поезда;
• 6. прицепка поездного локомотива и сокращённое опробование автотормозов;
• 7. вручение локомотивной бригаде перевозочных документов, справки о тормозах и предупреждений.
• При перестановке состава осуществляется контрольная проверка номеров вагонов. После остановки состава сигналисты по указанию ДСП закрепляют его тормозными упорами и/или башмаками приведённым в ТРА станции порядком.
• После закрепления состава маневровый локомотив отцепляют, и убирает его с пути отправления. Далее оператор ПТО (сигналисты) также по указанию ДСП ограждает состав сигналами ограждения. После ограждения оператор ПТО извещает об этом ДСП, который предъявляет состав к техническому обслуживанию и коммерческому осмотру.
• После окончания ТО состава и снятия ограждения старший осмотрщик вагонов сообщает ДСП о технической готовности состава поезда к отправлению и оформляет этот факт в книге формы ВУ-14.
• Рис. 5 Технологический график обработки поезда своего формирования по отправлению
• Одновременно с ТО производится КО приёмщиками поездов. На вагоны с коммерческими неисправностями, требующими отцепки на специальные пути, составляют акт общей формы ГУ-23 (ГУ-23ВЦ). Готовность состава поезда к отправлению в коммерческом отношении оформляют в книге формы ГУ-98. После докладов по команде ДСП снимают ограждение состава.
• Локомотивная бригада прицепляет поездной локомотив, после чего поезд ограждают и осуществляют сокращённую пробу тормозов и вручают машинисту справку ВУ-45.
• Работники ПТО навешивают хвостовые сигналы, снимают ограждение. Сигналисты по указанию ДСП убирают средства закрепления состава.
• Перевозочные документы на отправляемый поезд локомотивная бригада берёт под расписку у оператора ДСП.
• Технологический график обработки поезда своего формирования приведён на рис. 5.
• 1.7 Расчёт технических устройств
• 1.7.1 Определение числа путей в парках станции и на подходах к ней
• Определим число путей в парке П, исходя из количества поездов поступающих в переработку.
• С чётной стороны (из А и Г) в парк поступает 36 поездов, следовательно, согласно СТН Ц-01-95, необходимо запроектировать 5 путей. С нечётной стороны (из Б и В) поступает 29 поездов, проектируем 4 пути.
• Из парка О на А и Г будет отправляться 36 поездов своего формирования, значит, проектируем 5 путей, а на Б и В - 29 поездов, то есть проектируем 4 пути.
• Исходя из того, что в парк Тр-2 из А на Б прибывает 11 поездов, из Г на В - 7 поездов, а также угловых из В на Б - 7 поездов, из Б на В - 7 поездов (всего 32 поезда), то проектируем, руководствуясь СТН, 4 пути.
• В парк Тр-1 из Б на А прибывает 16 поездов, из В на Г - 3 поезда, из А на Г - 7 поездов, из Г на А - 3 поезда (всего 29 поездов), то есть проектируем 4 пути.
• Число главных путей на подходах к станции зависит от потребной пропускной способности примыкающих к ней линий, которая определяется по формуле:
• ,
• где б = 1,2 - коэффициент резерва пропускной способности;
• Nгр - число грузовых поездов на данной линии с учётом сборных;
• Nпасс, Nсб - соответственно число пассажирских и сборных поездов на данной линии;
• епасс, есб - коэффициенты съёма грузовых поездов пассажирскими (1,3) и сборными (1,8) соответственно.
• Таким образом, для перегона А-К:
• = 59 п. п., следовательно, перегон А-К двухпутный, оборудованный автоблокировкой (АБ).
• Для перегона Б-К:
• = 59 п. п., следовательно, перегон Б-К двухпутный, оборудованный АБ.
• Для перегона В-К:
• = 33 п. п., следовательно, перегон В-К однопутный, оборудованный ПАБ.
• Для перегона Г-К:
• = 34 п. п., следовательно, перегон В-К однопутный, оборудованный ПАБ.
• 1.7.2 Расчёт сортировочных устройств на станции
• Число путей в парке С устанавливаем в зависимости от числа назначений по плану формирования (см. табл. 5). За каждым назначением закрепляется один путь. Если мощность назначения более 200 ваг/сут, то выделяют 2 и более пути. Полезная длина путей парка С должна быть на 10-15 % больше полезной длины станционных путей.
• Таблица 5. Определение числа путей в парке С

№ п/п	Назначение пути	Количество вагонов	Количество путей	Полезная длина, м
1	УЧ на А	1007	5	935
2	СБ на А	53	1	935
3	ПЕР на А	35	1	935
4	УЧ на Б	848	4	935
5	СБ на Б	106	1	935
6	ПЕР на Б	35	1	935
7	УЧ на В	424	2	935
8	СБ на В	53	1	935
9	ПЕР на В	35	1	935
10	УЧ на Г	636	3	935
11	СБ на Г	106	1	935
12	ПЕР на Г	35	1	935
13	Для порожних вагонов	-	1	935
14	Вагоны ГД	-	1	935
15	Вагоны с п/п	-	1	935
16	Опасные грузы	-	1	935
17	На завод	-	1	935
18	На грузовую станцию	-	1	935
19	На порт	-	1	935
Итого			29

• Исходя из того, что на сортировочную станцию К поступает 3273 ваг/сут, то следует запроектировать горку средней мощности. Сортировочное устройство включает в себя два пути надвига, два спускных и два обходных пути, три тормозных позиции - две на спускной части горки, одна на путях парка С. Режим роспуска последовательный, горка оборудована ГАЦ, АЗРС и вагонными замедлителями.
• 2. Расчёт автоматизированной сортировочной горки
• 2.1 Проектирование плана горочной горловины
• План горочной горловины сортировочного парка следует проектировать с использованием типовых решений и с учётом плана (схемы) сортировочного комплекса.
• Горочную горловину в пределах от первой разделительной стрелки до предельных столбиков необходимо проектировать короткой, обеспечивать наименьшую длину маршрута следования для большинства отцепов и наименьшую сумму углов поворота кривых на маршрутах скатывания. В этих целях следует:
• 1) группировать пути парка С со стороны горки в пучки, содержащие от трёх до восьми путей, крайние пучки могут быть неполными;
• 2) применять симметричные стрелочные переводы марки 1/6;
• 3) междупутья в пучках следует принимать 5,3 м, а между ними - 6,5 м (допускается уменьшать в начале путей до 4,8 м).
• В горловине горки (любой мощности) следует предусматривать прямые участки пути для установки вагонных замедлителей. Длина этих участков определяется в зависимости от числа и типа замедлителей на каждой позиции.
• Длина изолированных участков замедлителей устанавливается в зависимости от применяемых устройств автоматики.
• Для данной станции выбираем горочную горловину на 29 путей из четырёх пучков, с двумя спускными путями, двумя тормозными позициями на спускной части горки и двумя обходными путями.
• 2.2 Развёртка трудного пути
• На основании плана головы парка С составляем развёртку самого трудного пути по условиям скатывания отцепов. Трудным является путь, который имеет максимальное сопротивление движению отцепов от стрелок и кривых. Развёртка строится от условной вершины горки (УВГ) до расчётной точки (РТ). УВГ находится от фактической вершины горки (ФВГ) на расстоянии тангенса вертикальной кривой. РТ находится на расстоянии 50 м от конца парковой тормозной позиции (ПТП).
• Рис. 6 Развёртка трудного пути № 47
• Разбиваем трудный путь на четыре участка:
• 1. от УВГ до начала I ТП;
• 2. от начала I ТП до начала II ТП;
• 3. от начала II ТП до начала ПТП;
• 4. от начала ПТП до РТ.
• Для каждого участка определяем его длину, сумму углов поворотов (с учётом стрелочных углов) и количества стрелок.
• Первый участок:
• l1 = 10,74 + 5,26 + 17,51 + 8,08 + 17,51 + 5,00 = 64,1 м;
• n1 = 3 (с учётом глухого пересечения);
• ?б1 = 1,51 + 4,73 + 4,73 = 10,97°.
• Второй участок:
• l2 = 12,475 + 1,00 + 12,475 + 1,50 + 18,96 + 17,51 + 7,57 + 5,25 = 76,74 м;
• n2 = 1;
• ?б2 = 5,43 + 4,73 + 2,17 = 12,33°.
• Третий участок:
• l3 = 12,475 + 1,00 + 12,475 + 16,11 + 17,51 + 5,26 + 17,51 + 6,46 + 17,51 + 6,46 + 17,51 + 22,84 + 63,11 + 1,50 = 217,73 м;
• n3 = 4;
• ?б3 = 4,73 + 1,50 + 4,73 + 1,85 + 4,73 + 4,73 + 20,41 = 42,68°.
• Четвёртый участок:
• l4 = 12,475 + 50,00 = 62,475 м;
• n4 = 0;
• ?б4 = 0°.
• Тогда полная длина трудного пути будет равна:
• L = l1 + l2 + l3 + l4 = 64,1 + 76,74 + 217,73 + 62,475 = 421,045 м.
• 2.3 Определение расчётной высоты горки
• Высотой горки называют разность отметок головок рельсов путей на вершине горки и в РТ. Высота горки должна обеспечивать добегание расчётного бегуна при неблагоприятных условиях (зимой при встречном ветре) по наиболее трудному пути до расчётной точки. При такой высоте горки основная масса бегунов будет проходить вглубь парка С, освобождая стрелки горочной горловины для прохода отцепов на другие пути.
• За расчётный бегун принимаем четырёхосный крытый вагон массой 26 тс.
• Расчётная высота ГСМ определяется по формуле:
• ,
• где 1,75 - мера отклонения расчётного значения суммы от её среднего значения;
• , , - суммарные значения потерь энергии при преодолении сил сопротивления движению (основного, среды и ветра, стрелок и кривых), м. э. в.;
• - потеря удельной энергии при преодолении сопротивления от снега и инея, м. э. в.;
• - удельная энергия, соответствующая скорости роспуска, м. э. в.
• 1. Потери энергии при преодолении основного удельного сопротивления:
• ,
• где - длина i-ого расчётного участка;
• = 1,75 кгс/тс - основное удельное сопротивление движению расчётного бегуна.
• Тогда м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• 2. Потери энергии при преодолении удельного сопротивления от стрелок и кривых:
• ,
• где - число стрелок на i-том расчётном участке;
• - сумма углов поворота на i-том расчётном участке;
• - средняя скорость движения расчётного бегуна на i-том расчётном участке;
• Тогда м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• 3. Потери энергии при преодолении удельного сопротивления от воздушной среды и ветра:
• ,
• где - длина i-ого расчётного участка;
• -удельное сопротивление движению расчётного бегуна от воздушной среды и ветра.
• ,
• где - удельное сопротивление движение от воздушной среды и ветра, соответствующее скорости ветра j-ого румба i-ого расчётного участка;
• - приведённый коэффициент воздушного сопротивления;
• - относительная (результативная) скорость отцепа с учётом направления ветра;
• - повторяемость ветра j-ого румба (по заданию).
• ,
• где - коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов;
• - площадь поперечного сечения одиночного вагона (для крытого вагона 9,7 м2);
• - вес вагона;
• - температура наружного воздуха.
• ,
• где - средняя скорость скатывания отцепа на участке;
• - скорость ветра;
• - угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется вагон.
• На основании исходных данных о скоростях ветров, их повторяемости и других необходимых данных составляем розу ветров (см. рис. 7). От северного направления по часовой стрелке откладываем азимут направления роспуска (75°), далее перпендикулярно ему проводим линию, тем самым отделяя встречные ветра от попутных. Встречными ветрами являются С, СВ, В, ЮВ, это и будут румбы, участвующие в расчёте.
• Затем определим углы для каждого из этих румбов:
• С - = 75°; СВ - = 30°; В - = 15°; ЮВ - = 60°.
• Рассчитаем для северного румба для первого расчётного участка горки.
• Рис. 7 Роза ветров
• V1 = 4 м/с; Vв = 4,2 м/с; q = 26 тс; t = -22°С; = 75°.
• Относительная скорость м2/с2; коэффициент Cx принимаем по табличным данным в зависимости от рода вагона (в расчёте - крытый) и угла б между результирующим вектором относительной скорости и направлением скатывания отцепа.
• Угол б найдём по формуле:
• По табличным данным принимаем коэффициент Cx: при угле б1 = 30° он равен 1,58, при б2 = 50° - 0,92. Тогда для угла 38,5° коэффициент составит: .
• Приведённый коэффициент будет равен: , тогда удельное сопротивление движение от воздушной среды и ветра, соответствующее скорости ветра северного румба первого расчётного участка кгс/тс.
• Расчёт для остальных румбов аналогичен, результаты приведены в таблице 6.
• Таблица 6. Расчёт удельных сопротивлений от среды и ветра

Расчётные участки:	Участок 1 V1 = 4 м/с	Участок 2 V2 = 5 м/с	Участок 3 V3 = 4 м/с	Участок 4 V4 = 2 м/с
Румб	в, °	Скорость ветра Vв, м/с	Повторяемость P, %	V2от, м/с	б, °	Сх	wсв, кгс/тс	V2от, м/с	б, °	Сх	wсв, кгс/тс	V2от, м/с	б, °	Сх	wсв, кгс/тс	V2от, м/с	б, °	Сх	wсв, кгс/тс
Расчётный бегун - крытый 4хосный вагон весом 26 тс
С	75	4,2	18	42,34	38,5	1,3	1,46	53,51	33,7	1,46	2,07	42,34	38,5	1,3	1,46	25,99	52,7	0,83	0,57
СВ	30	2,6	10	40,77	11,7	1,49	1,61	54,28	10,2	1,46	2,1	40,77	11,7	1,49	1,61	19,77	16,99	1,59	0,83
В	15	3,9	8	61,35	7,4	1,37	2,22	77,88	6,6	1,34	2,76	61,35	7,4	1,37	2,22	34,28	9,9	1,46	1,32
ЮВ	60	4,1	12	49,21	30,4	1,57	2,04	62,31	26,7	1,6	2,64	49,21	30,4	1,57	2,04	29,01	41,2	1,21	0,93

• Тогда м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• м. э. в.
• 4. Потери энергии при преодолении удельного сопротивления от снега и инея:
• ,
• где - длина зоны действия сопротивления от снега и инея (от конца второй ТП до РТ);
• - удельное сопротивление движению расчётного бегуна от снега и инея (по табличным данным). Для температуры -22°С будем определять интерполяцией: весовая категория расчётного отцепа - Л, для -20° = 0,3 кгс/тс, а для -30° - 0,5 кгс/тс. Тогда кгс/тс;
• м;
• м. э. в.
• 5. Удельная энергия, соответствующая скорости роспуска:
• ,
• где =1,4 м/с - скорость роспуска (по табличным данным).
• , тогда
• Таким образом, расчётная высота горки будет равна:
• м. э. в.
• 2.4 Проектирование и расчёт надвижной части горки
• Надвижная часть горки считается от предельного столбика последнего стрелочного перевода предгорочной горловины парка П до ВГ. Для облегчения расцепки вагонов и остановки их при прекращении роспуска перед горбом горки устраивают подъём 8-10‰ длиной 50 м, а предыдущий участок пути надвига проектируют на подъёме 1-2‰.
• Требование, предъявляемое к профилю надвижной части горки - обеспечение трогания состава с места после его остановки. Наименьшие радиусы сопрягаемых кривых на вершине горки принимаются 350 м, а на остальных элементах спускной части горки не менее 250 м. для предотвращения саморасцепа вагонов на ВГ сумма сопрягаемых уклонов надвижной и спускной частей горки не должна превышать 55‰.
• Проектируем перед горбом горки подъём длиной 50 м и крутизной 8‰. Остальную часть рассчитываем как:
• 1. подъём перед горбом - м. э. в.
• 2. м. э. в.
• 3. тогда длина первого участка равна м.
• 2.5 Проектирование продольного профиля спускной части сортировочной горки
• Скоростной элемент спускной части горки проектируют наиболее крутым (до 50‰) для получения потребных интервалов на вершине горки при свободном скатывании отцепов. Разница крутизны скоростного уклона и следующего за ним допускается не более 25‰.
• Уклон первой ТП проектируем 12‰, вторую ТП необходимо проектировать на спуске крутизной, обеспечивающей в неблагоприятных условиях трогание с места расчётных плохих бегунов, но не менее 7‰ (проектируем 7‰).
• Участок стрелочной зоны проектируем крутизной 1,5‰, промежуточную зону - 7‰, парковую ТП - 1‰, сортировочные пути за ПТП - на равномерном спуске крутизной 0,6‰.
• Так как первым разделительным элементом спускной части является стрелочный перевод, то следует запроектировать два скоростных уклона.
• Устанавливаем местонахождение точек перелома профиля спускной части горки (см. рис. 8).
• Рассчитаем длины элементов профиля:
• - первый скоростной уклон:
• м;
• - второй скоростной уклон:
• м;
• - уклон 1ТП:
• м;
• - межпозиционный (промежуточный) уклон:
• м;
• - уклон 2ТП:
• м;
• - уклон стрелочной зоны:
• м;
• - уклон ПТП:
• м;
• - уклон путей парка С:
• м;
• 
• Рис. 8 Развёртка трудного пути с переломами профиля
• Высота горки в пределах расчётной длины может быть определена как сумма трёх профильных высот расчётных участков:
• а) головного участка - между УВГ и началом 1ТП;
• б) среднего - между началом 1ТП и началом 2ТП;
• в) нижнего - между началом 2ТП и РТ.
• Определим профильную высоту нижнего участка:
• Определим профильную высоту головного участка:
• 
• Профильную высоту среднего участка определим как:
• м. э. в.
• Вычислим величины уклонов первого и второго скоростных элементов, решив систему уравнений следующего вида:
• Подставим известные величины:
• ,
• Выполнив математические преобразования, получаем, что:
• ‰, и тогда ‰.
• 2.6 Построение кривых потерь энергетических высот
• Для проверки работоспособности запроектированной горки выполняется графическое моделирование процесса роспуска составов с горки. Расчёты по проверке профиля горки, размещению и установлению мощности тормозных средств должны определять возможность обеспечения расчётной скорости роспуска при скатывании бегунов в неблагоприятном их сочетании. Очень плохой бегун (ОПБ) скатывается на трудный путь, а хороший (ХБ) - на смежный с трудным путь. В качестве ОПБ принимаем четырёхосный полувагон весом 22 тс, в качестве ХБ - четырёхосный полувагон весом 70 тс. Проверки производятся для неблагоприятных условий скатывания - зима, встречный ветер.
• Таблица 7. Расчёт данных для построения кривых потерь энергетических высот для ОПБ зимой

№	l, м	ОПБ, п/в, q = 22 тс, w0 = 4,5 кгс/тс, S = 8,5 м2, расчётный румб - С, в = 75°, t = -22°С
		Vв, м/с	б, °	Сх	Vi, м/с	V2от, м2/с2	wсв, кгс/тс	hсв, м. эн. в.	hосн, м. эн. в.	hск, м. эн. в.	hОПw, м. эн. в.	?hОПw, м. эн. в.
1	64,1	4,2	38,5	1,48	4	42,34	1,72	0,110	0,288	0,067	0,465	0,465
2	76,74	4,2	33,7	1,64	5	53,51	2,40	0,184	0,345	0,085	0,614	1,079
3	217,73	4,2	38,5	1,48	4	42,34	1,72	0,374	0,98	0,193	1,547	2,626
4	62,475	4,2	52,7	1,02	2	25,99	0,73	0,046	0,281	0	0,327	2,953

• Удельные работы сил сопротивления определяются с использованием соотношений, рассмотренных в пункте 2.3 при определении высоты горки. Результаты расчётов приведены в таблицах 7, 8 и 9.
• Анализ кривой hХw показывает, что остаточная энергетическая высота в РТ для ХБ, скатывающегося при неблагоприятных условиях без торможения, велика и не обеспечивает безопасности роспуска. ХБ должен подтормаживаться для подвода к РТ с остаточной энергетической высотой не более, чем:
• м. эн. в.
• Таблица 8. Расчёт данных для построения кривых потерь энергетических высот для ХБ зимой

№	l, м	ХБ, п/в, q = 70 тс, w0 = 0,8 кгс/тс, S = 8,5 м2, расчётный румб - С, в = 75°, t = -22°С
		Vв, м/с	б, °	Сх	Vi, м/с	V2от, м2/с2	wсв, кгс/тс	hсв, м. эн. в.	hосн, м. эн. в.	hск, м. эн. в.	hОПw, м. эн. в.	?hОПw, м. эн. в.
1	64,1	4,2	38,5	1,48	4	42,34	0,54	0,035	0,051	0,067	0,153	0,153
2	76,74	4,2	33,7	1,64	5	53,51	0,76	0,058	0,061	0,085	0,204	0,357
3	217,73	4,2	38,5	1,48	4	42,34	0,54	0,118	0,174	0,184	0,476	0,833
4	62,475	4,2	52,7	1,02	2	25,99	0,23	0,014	0,05	-	0,064	0,897

• После построения кривых потерь энергетических высот видно, что ОПБ входит в РТ с повышенной энергией, а значит возможно соударение вагонов на большой скорости и их повреждение. ХБ входит в РТ с допустимой скоростью 1,4 м/с, однако, парковые тормозные позиции работают на пределе своих возможностей. Таким образом, можно уменьшить расчётную высоту горки при проектировании, что обеспечит более безопасный роспуск составов.
• Таблица 9. Расчёт данных для построения кривых потерь энергетических высот для ХБ летом

№	l, м	ХБ, п/в, q = 70 тс, w0 = 0,8 кгс/тс
		hосн, м. эн. в.	hск, м. эн. в.	hОПw, м. эн. в.	?hОПw, м. эн. в.
1	64,1	0,051	0,067	0,118	0,118
2	76,74	0,061	0,085	0,146	0,264

• 2.7 Построение кривых скорости и времени скатывания отцепов
• Кривые скорости строим для ОПБ, скатывающегося на трудный путь при неблагоприятных условиях, и ХБ, скатывающегося на путь, смежный с трудным, при неблагоприятных условиях с частичным торможением. Для этого расчётный путь на всём протяжении (от УВГ до РТ) разделим на участки, длиной около 10 м. Координату УВГ принимаем за (0;0), а положение последующих точек относительно УВГ определяем суммированием длин предшествующих элементов.
• Кривые времени для ОПБ и ХБ строятся:
• - первая кривая для ОПБ от нуля;
• - вторая для ХБ со сдвигом вверх на величину интервала следования бегунов через ВГ t0 при скорости роспуска V0:
• с;
• - третья кривая для ОПБ со сдвигом вверх на t0.
• Скорость бегуна в любой точке определим как:
• ,
• где - энергетическая высота в данной точке (определяется замером).
• Время хода отцепа между двумя расчётными точками:
• ,
• где - соответственно скорость бегуна в начале и в конце участка;
• - длина участка, на котором определяется время хода.
• Результаты расчётов приведены в таблице 2.5.
• После построения кривых видно, что скорость отцепов по участку скатывания не превышает допустимую скорость входа на замедлители (7-8 м/с). В расчётную точку ХБ входит с допустимой скоростью (1,4 м/с), а ОПБ превышает скорость входа на сортировочный путь. Таким образом, для ОПБ необходимо применить торможение на ПТП.
• Таблица 10. Расчёт скорости и времени хода бегунов

№ точки	Наименование точек	Длина участка, м	Координата, м	Остаточная энергетическая высота, мм масштаба	Скорости отцепов, м/с	Время хода по участку, с	Время скатывания от вершины горки, с
				ОП	ОХ	ОП	ОХ	ОП	ОХ	ОП	ОХ
1	УВГ		0,000	5,30	5,30	1,39	1,43	0,00	0,00	0,00	0,00
2		10,740	10,740	25,50	28,30	3,05	3,29	4,84	4,55	4,84	4,55
3		5,260	16,000	37,10	41,00	3,68	3,96	1,56	1,45	6,40	6,00
4		17,510	33,510	59,70	67,70	4,66	5,09	4,20	3,87	10,60	9,87
5		8,080	41,590	65,40	74,80	4,88	5,35	1,69	1,55	12,30	11,42
6	Вход IТП	20,510	62,100	79,10	93,60	5,37	5,99	4,00	3,62	16,30	15,03
7		15,475	77,575	83,00	86,00	5,50	5,74	2,85	2,64	19,15	17,67
8	Выход IТП	13,975	91,550	85,30	78,90	5,58	5,50	2,52	2,49	21,67	20,16
9		10,000	101,550	84,80	81,10	5,56	5,57	1,80	1,81	23,47	21,96
10		8,960	110,510	84,20	82,80	5,54	5,63	1,61	1,60	25,08	23,56
11		17,510	128,020	83,50	87,00	5,52	5,77	3,17	3,07	28,25	26,63
12	Вход IIТП	10,820	138,840	82,98	89,45	5,50	5,85	1,96	1,86	30,21	28,49
13		15,475	154,315	82,70	73,30	5,49	5,30	2,82	2,77	33,03	31,27
14	Выход IIТП	14,475	168,790	82,20	59,90	5,47	4,79	2,64	2,87	35,67	34,14
15		7,000	175,790	80,40	59,00	5,41	4,75	1,29	1,47	36,96	35,60
16		7,110	182,900	78,45	58,90	5,35	4,75	1,32	1,50	38,28	37,10
17		17,510	200,410	73,50	58,15	5,18	4,72	3,33	3,70	41,61	40,80
18		5,260	205,670	72,10	58,10	5,13	4,72	1,02	1,11	42,63	41,91
19		17,510	223,180	67,40	57,50	4,96	4,69	3,47	3,72	46,10	45,63
20		6,460	229,640	65,60	57,20	4,89	4,68	1,31	1,38	47,41	47,01
21		17,510	247,150	60,40	56,30	4,69	4,64	3,66	3,75	51,07	50,77
22		6,460	253,610	59,00	56,00	4,64	4,63	1,39	1,39	52,45	52,16
23		17,510	271,120	53,75	55,50	4,43	4,61	3,86	3,79	56,32	55,95
24		5,710	276,830	51,10	55,10	4,32	4,60	1,31	1,24	57,62	57,19
25		5,710	282,540	50,60	55,00	4,29	4,59	1,33	1,24	58,95	58,43
26		5,710	288,250	50,20	54,90	4,28	4,59	1,33	1,24	60,28	59,67
27		5,710	293,960	47,70	54,70	4,17	4,58	1,35	1,25	61,63	60,92
28		10,000	303,960	44,90	54,10	4,04	4,55	2,43	2,19	64,07	63,11
29		10,000	313,960	42,10	54,00	3,92	4,55	2,51	2,20	66,58	65,31
30		10,000	323,960	39,80	53,80	3,81	4,54	2,59	2,20	69,17	67,51
31		10,000	333,960	36,90	53,30	3,67	4,52	2,68	2,21	71,85	69,72
32		10,000	343,960	33,50	52,80	3,49	4,50	2,79	2,22	74,64	71,93
33		13,110	357,070	30,00	52,20	3,31	4,47	3,86	2,92	78,49	74,86
34		15,975	373,045	26,05	6,30	3,08	1,55	5,00	5,30	83,50	80,16
35		8,000	381,045	24,10	5,95	2,96	1,51	2,65	5,22	86,14	85,38
36		10,000	391,045	21,9	5,9	2,82	1,50	3,46	6,64	89,60	92,02
37		10,000	401,045	19,7	5,65	2,68	1,47	3,63	6,72	93,23	98,74
38	Вход ПТП	10,000	411,045	17	5,2	2,49	1,41	3,87	6,94	97,10	105,68
39	Выход ПТП	10,000	421,045	15	5,1	2,34	1,40	4,14	7,12	101,25	112,80

• Размещено на Allbest.ru