Методика расчета высоты сортировочной горки

3 Методика расчета высоты сортировочной горки

Расчет удельной работы силы основного сопротивления производится по формуле:

,                                                         (5)

где  кгс/тс (по нормам /1/);

      – длина расчетного маршрута от ВГ до РТ по трудному пути, м.

Расчет удельной работы силы сопротивления от стрелочных переводов и кривых производится по формуле:

,                                   (6)

где      l_i – длина  i-го расчетного участка (рисунок 2), м;

        ∑α – сумма углов поворота кривых, включая стрелочные углы, на

      расчетном участке, град.;

n – число стрелочных переводов на расчетном участке;

v_i – средняя скорость движения вагонов на i-ом участке горки (м/с),

      устанавливается в соответствии с нормами /1/ по таблице 1.

Рисунок 2 – Схема деления горочной горловины на расчетные участки

Таблица 1 – Средняя скорость движения РБ по различным участкам горки

Участки горки	Средняя скорость движения вагонов (м/с) на горках
	с двумя и более  ТП на спускной части				с одной  ТП на спускной части		без  ТП на спускной части
	ГПМ	ГБМ	ГСМ	ГММ	ГСМ	ГММ	ГММ
От  ВГ до  I  ТП	4,5	4,2	4,0	3,5	4,5	3,5	–
От  I  ТП до  II  ТП	6,0	5,5	5,0	4,0	4,5	3,5	3,0
От  II  ТП  до  III  (парковой)  ТП или до башмакосбрасывателя	5,0	5,0	4,0	3,0	4,0	3,0	–
От  III  ТП до расчетной точки	2,0	2,0	2,0	1,4	2,0	1,4	1,4

Расчет удобно вести по форме таблицы 2.

Таблица 2 – Расчет величины для трудного пути № 13

№ расчетного участка	Параметры плана горки			hск, тс·м/тс
	∑α,°	n, шт	v, м/с
1	9,46	2	4,2	0,058
2	15,26	2	5,5	0,140
3	28,74	4	5,0	0,221
4	0	0	2,0	0,000
Итого				0,419

Расчет удельной работы силы сопротивления от среды и ветра производится по формуле:

                                               ,                                     (7)

где      l_i – длина  i-го расчетного участка, м;

 – среднее значение удельного сопротивления движению РБ от 

                воздушной среды и ветра на  i-ом расчетном участке, кгс/тс;

Расчет удельного сопротивления движению вагона от воздушной среды и ветраw_св  ведется по формуле:

                                        ;                                        (8)

где   c_x – коэффициент воздушного сопротивления одиночного вагона;   

S  – площадь поперечного сечения  (мидель) одиночного вагона,  м² ;

q – вес вагона,  тс;

v_от – относительная скорость скатывания отцепа с учетом направления

         ветра, м/с:

;                      (7)

где   v – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки,  м/с

        v_в – скорость ветра  (принимается постоянной),  м/с;    

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

               движется отцеп.

t_н – температура наружного воздуха ( ^оС), определяется по формуле /2/:

   t_н = t_ср+ 0,3 τ (T– t_ср) ,                                                 (9)

где  t_ср – среднемесячная температура воздуха неблагоприятного месяца, ^оС;

        T – минимальная температура воздуха в неблагоприятном месяце,  ^оС;

        τ – нормированное отклонение, принимаемое для ГПМ, ГБМ, ГСМ – 2,5;

              ГММ – 2,0

Коэффициент  c_x   принимается по таблице 3 в зависимости от рода вагона и угла   α   между результирующим вектором относительной скорости   v_от   и направлением движения отцепа:

 ,                                       (8)

Таблица 3 – Значения коэффициентов воздушного сопротивления для РБ

Род вагона	Число осей	S, м2	Угол   α  между результирующим вектором относительной скорости и направлением движения отцепа,  град.
			0	10	20	30	50	70	90
Крытый	4	9,7	1,12	1,46	1,64	1,58	0,92	0,29	0,10

Расчет удобно вести по форме таблицы 4.

Таблица 4 – Расчет величины   для трудного пути № 13

№ расчетного участка

Параметры плана горки и расчетного бегуна

Средние потери удельной энергии

v

q

S

tн

β

vв

vот

α

Сx

кгс/ тс

l, м

, тс·м/ тс

1

4,2

22

9.7

2

5,5

3

5,0

4

2,0

Итого

Расчет удельной работы силы сопротивления от снега и инея производится по формуле:

,                                                        (9)

где    l_сн – длина  участка зоны действия сопротивления от снега и инея (от

                 нижнего конца II ТП до РТ), м;

    w_сн – удельное сопротивление движению РБ от снега и инея (кгс/тс),

                определяется по данным таблицы 5 (рисунка 3) или формулы 10:

Таблица 5 – Значения удельного сопротивления движению вагона от снега и инея для РБ (легкая весовая категория)

Весовая категория	Дополнительное сопротивление от снега и инея   ( wсн ),  кгс/тс,  при температуре,  оС:
	– 10	– 20	– 30	– 40	– 50	– 60
Л	0,2	0,3	0,5	0,9	1,7	3,3

Рисунок 3 – Кривая для определения значения w_сн для легкой весовой категории вагонов

Расчет можно произвести формуле:

w_сн = A₀ + A₁×t_н + A₂×t_н² + A₃×t_н³,(10)

где:  A₀,  A₁,  A₂ ,  A₃  – коэффициенты полинома, определенные методом аппроксимации. Значения коэффициентов составили:

        A₀  =    2.002972364425659   E – 0,02;

        A₁  =  – 2.642440982162952   E – 0,02;

           A₂  =   – 1.106985029764473  E – 0,03;

        A₃  =  – 2.499825495760888  E  – 0,05.

Расчет энергетической высоты, соответствующей начальной скорости движения расчетного бегуна производится по формуле:

   ,                                                             (11)

где v_o – расчетная скорость роспуска состава, м/с, принимается по

             нормам (таблица 6):

Таблица 6 – Расчетная скорость роспуска состава на горке

Тип сортировочной горки			Расчетное сочетание бегунов	Скорость роспуска v0 ,  м/с
Повышенной мощности  (ГПМ)			ОП – ОХ – ОП	1,7
Большой мощности  (ГБМ)			ОП – ОХ – ОП	1,7
Средней мощности  (ГСМ)			ОП – Х – ОП	1,4
Малой мощности  (ГММ)	С тормозной позицией на спускной части	Механизированной	ОП – Х – ОП	1,2
		Немеханизированной	ОП – Х – ОП	1,0
	Без тормозной позиции на спускной части		ОП – Х – ОП	0,8

g^/ – величина ускорения силы тяжести вагона с учетом инерции

                   вращающихся масс,  м/с²:

                                            ,                                                             (12)

где   g – ускорение свободного падения, равное  9,81  м/с² ;

         γ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей вагона: