Определение высоты сортировочной горки

1.  Определение высоты сортировочной горки.

Высота горки должна обеспечивать скатывание «плохого бегуна» (ПБ) от вершины горки (ВГ) до расчетной точки (РТ) при неблагоприятных условиях по трудному пути.

«Плохой бегун» - 4-хосный крытый вагон весом 22-50 т, S=9,7 м².

«Хороший бегун» - 4-хосный полувагон весом 70 т, S=8,5 м².

«Очень хороший бегун» - 4-хосный полувагон весом 80 т, S=8,5 м².

Расчетная точка – точка, удаленная от предельного столбика последней разделительной стрелки на 100 м.

Неблагоприятные условия – зимняя температура, встречный ветер.

Трудный путь – путь с наибольшим количеством стрелок и кривых.

После построения плана головы сортировочного парка и определения расчетного пути рассчитывается высота горки. Высота горки определяется по формуле:

где       L_р – расчетная длина трудного пути, м;

            w_о – основное удельное сопротивление движению ПБ, кгс/тс;

            w_вс – удельное сопротивление движению ПБ от воздушной среды и ветра, кгс/тс;

            Sa^о – сумма углов поворота от стрелок и кривых;

            n – количество стрелочных переводов по трудному пути;

            V_о – начальная скорость роспуска с горки, м/с;

            g^/ - ускорение силы тяжести с учетом инерции вращающихся частей вагона, м/с²;

Определим L_р из чертежа:

L_р = l₁ + K₁ + a + 28,8 + l₂ + K₂ + a + b + K₃ + l₃ + b + K₄ + b + l₄ + l₅ + K₅ + 100,  м;

где       K – длины кривых, м;

            l – длины участков, м;

            28,8 – длина перекрестного съезда, м ;

            100 – расстояние от предельного столбика последней разделительной стрелки до РТ, м;

            а = 6,95 м;

            b = 10,61 м;

L_р = 15,5 + 7,5 + 6,95 + 28,8 + 40,5 + 26,5 + 6,95 + 10,61 + 16,5 + 46,5 + 10,61 + 11,5 + 10,61 + 18,5 + 28 + 100 + 1,5 + 2 + 2,5 = 391,53 м

w_o = 5,5 кгс/тс.

где       С_х – коэффициент воздушного сопротивления движению вагона;

            S – площадь поперечного сечения вагона, м²;

            q_пб – вес «плохого бегуна», т;

            V_р – относительная скорость вагона с учетом направления ветра, м/с;

Величина результирующей скорости определяется по формуле:

где       V_ср – средняя скорость движения ПБ на протяжении L_р, м/с;

            V_в – скорость ветра («+» если ветер встречный,  «–» если ветер попутный), м/с;

            b - угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется вагон.

где       l₁ – расстояние от ВГ до последнего предельного столбика расчетного пути, м;

            l₂ – расстояние от предельного столбика до РТ, м;

            V_ср^/ - средняя скорость движения расчетного ПБ на спускной части горки, м/с;

            V_ср^/ - средняя скорость движения расчетного ПБ на подгорочных путях, м/с.

Для определения величины С_х необходимо вычислить a - угол между вектором относительной скорости и направлением движения вагона по формуле:

При  a=17,64^о принимается С_х=1,6.

Подставив найденные значения найдем w_вс:

Определим сумму углов поворота от стрелок и кривых:

где       b - углы поворота кривых;

            a - угол поворота стрелки;

            j - угол поворота последней кривой трудного пути;

Вычислим углы поворота всех кривых:

Аналитический расчет углов поворота β₂ и β₃.

Угол β₂ определяется условием вписывания крайнего внутреннего пути:

Угол β₃ определяется условием вписывания крайнего верхнего пути:

Найдем ускорение силы тяжести с учетом инерции вращающихся частей g^/:

где       9,81 – ускорение силы тяжести, м/с²;

            n_о – число осей вагона;

            q – вес вагона брутто, тс;

Подставив все найденные величины, найдем высоту горки Н_г: