Расчет высоты горки

Высота горки определяется из условия, что очень плохой бегун (ОПБ) при неблагоприятных условиях скатывания (встречный ветер, зимняя максимальная минусовая температура воздуха для данной местности, покрытие рельсов снегом и инеем) должен дойти до расчетной точки. Расчетная точка располагается на расстоянии 50 м от выходного конца парковой тормозной позиции самого трудного по условиям скатывания подгорочного пути (крайний путь сортировочного парка), имеющем наибольшее сопротивление движению от стрелок и кривых. За расчетный очень плохой бегун принимается крытый четырехосный вагон на роликовых подшипниках.

На вагон при скатывании действуют сопротивления: основное удельное сопротивление w₀, сопротивление от воздушной среды и ветра w_св, сопротивление от стрелок w_с, сопротивление от кривых w_к, сопротивление от снега и инея w_си.

Высота сортировочной горки должна быть достаточной для преодоления работы всех сил сопротивления, действующих на вагон при скатывании.

Высота горки определяется по формуле:

H_г = 1,75· (h_осн + h_св + h_ск ) + h_си - h_о , м (12.1)

где 1,75 – мера отклонения расчетного значения сопротивлений: основного, от стрелок и кривых, воздушной среды и ветра, снега и инея от их средних значений;

h_осн , h_св , h_ск , h_си - среднее значение удельной работы сил сопротивления соответственно основного, воздушной среды и ветра, от стрелок, от кривых, от снега и инея;

h_о - удельная энергия, соответствующая начальной скорости роспуска.

Так как вагон на горбе горки обладает начальной скоростью, v₀ = 1,7 м/с, то:

h_о = v₀² /2 g (12.2)

где g = м/с² – величина ускорения силы тяжести, принимается в зависимости от веса отцепа.

При q = до 25 тс g = 9,19 м/с²

q = 28 тс g = 9,25 м/с²

q = 30 тс g = 9,28 м/с²

q = 100 тс g = 9,64 м/с²

h_о =

h_осн = L_р· w₀ · 10^-3, м эн. в (12.3)

h_осн =

h_св = L_р· w_св · 10^-3, м эн. в (12.4)

где w_св – удельное сопротивление движению вагона от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов.

w_св = 17,8 · c_х · S · v_р² / [ (273+ t) · q ], кгс/тс (12.5)

где c_х - коэффициент воздушного сопротивления одиночного вагона, определяется по таблице 12.1;

Угол ɑ между результирующим вектором относительной скорости и направлением движения отцепа определяется:

ɑ = β/2 (12.6)

где β – угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп.

При β = 20⁰ угол ɑ = 20/2 = 10⁰ и в соответствии таблицы 12.1 значение c_х = 1,46

S = 9,7 м² – площадь поперечного сечения одиночного 4-х осного крытого вагона;

q – вес вагона, тс;

t – минусовая температура наружного воздуха зимой, ⁰C. Поэтому ее значение в формулу подставляется со знаком «-»;

v_р – относительная скорость отцепа с учетом направления ветра, м/с.

v_р = v v_в, м/с (12.7)

где v = 4,8 м/с - средняя скорость движения расчетного бегуна для горки большой мощности. (Для горки средней мощности v = 4,5 м/с);

v_в – скорость встречного ветра;

Знак «+» принимается при встречном ветре, знак «-» принимается при попутном ветре. Так как по заданию для плохого бегуна ветер встречный, то принимаем со знаком «+».

v_р =

w_св =

h_св =

Работа сил сопротивления от стрелок и кривых h_ск определяется по формуле:

h_ск = (0,56 · n + r · ∑ ɑ⁰ ) · v² · 10^-3, м эн. в (12.8)

где n – число стрелочных переводов по маршруту скатывания вагона;

r = 0,23 - коэффициент удельной работы сил сопротивления движению в кривых для вагонов на роликовых подшипниках;

∑ ɑ⁰ – сумма углов поворота в кривых, включая стрелочные углы.

В зимних условиях необходимо учитывать дополнительную удельную работу при

преодолении сопротивления движению вагона от снега и инея в пределах стрелочной зоны, пучков и на сортировочных путях h_си:

h_си = L_си · w_си · 10^-3, м эн. в (12.9)

где L_си = 130 м – длина зоны действия снега и инея (расстояние от конца второй тормозной позиции до расчетной точки);

w_си – дополнительное сопротивление от снега и инея, принимается по таблице 12.2.

h_си =

Рассчитанные значения подставляем в формулу для расчета высоты сортировочной горки:

H_г =