713

Расчет удельной работы сил основногосопротивления производится по формуле, м эн. в.

где wо – среднее значение основного удельного сопротивления движению вагона, кгс/тс; lр – длина расчетного маршрута, м.

4.4.3. Удельное сопротивление движению отцепа от воздушной среды и ветра

Сопротивлениеотвоздушнойсредыиветра можетпринимать как положительные, так и отрицательные значения и соответственно может способствовать как замедлению, так и разгону скатывающегося отцепа.

Удельное сопротивление от среды и ветра wсв зависит от следующих факторов:

—температуры наружного воздуха;

—скорости инаправленияветра впериодскатыванияотцепа;

—массы и скорости движения отцепа;

—числа вагонов в отцепе;

—площади поверхности отцепа, на которую воздействует давление воздушного потока.

Основным фактором, оказывающим наибольшее влияние на значение этого вида сопротивления, является ветер. Встречный ветер увеличивает сопротивление, а попутный – уменьшает его. Боковой ветер, дующий под углом 15–30° к направлению оси путей, действует не только на торцевую, но и на боковую поверхность вагона и оказывает более сильное воздействие, чем встречный или попутный ветер.

Особенно действие ветра сказывается на движении легковесныхотцепов.

Расчет удельного сопротивления движению вагона от воздушной среды и ветра wсв, кгс/тс, ведется по формулам:

—для отцепов из нескольких вагонов

61

где cx – коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагоновили первоговагона в отцепе; cxxj –коэффициентвоздуш- ного сопротивления вагонов в отцепе (кроме первого вагона); S, Si – площадь поперечного сечения (мидель) соответственно одиночного (или первого) вагона в отцепе и последующих вагонов в отцепе, м2; Q – вес вагона, тс; vот – относительная скорость скатывания отцепа с учетом направления ветра, м/с; t – температура наружноговоздуха, оС.

Коэффициентыcx иcxx принимаютсяпотабл.4.3взависимости от рода вагона и угла между результирующим вектором

При движении отцеп испытывает сопротивление от набегающей воздушной массы, скорость которой показана вектором vнв, и от ветра (вектор скорости vв). Вектор скорости набегающей воздушной массы численно равен скорости скатывания отцепа vс и противоположно направлен (см. рис. 4.6). Относительная

62

скорость отцепа vот определяется на основании теоремы косинусов по формуле

где vc – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с (принимается в соответствии с табл. 7.2); vв – скорость ветра (принимается постоянной), м/с; – острый угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп, град.

а)

б)

Рис. 4.6. Схема определения вектора относительной скорости скатывания vот, углов и :

а — при попутном ветре; б — при встречном ветре

Знак «+» в формуле (4.24) принимается при встречном ветре, знак «–» – при попутном. При скорости попутного ветра больше скорости отцепа wсв принимается со знаком «–».

Угол междурезультирующимвектором относительной скорости vот и направлением движения отцепа определяется по формуле

63

Расчет удельной работы сил сопротивления от среды и ветра выполняется по формуле (м эн. в.)

где p – количество расчетных участков горки.

4.4.4. Удельное сопротивление движению отцепа от стрелочных переводов и кривых

Сопротивление движению от кривых (включая кривые стрелочных переводов) возникает от трения в узлах вагонов при входе на кривую и выходе из нее и от трения колес о наружный рельс кривой. Величина этого сопротивления зависит от скорости скатывания вагона, длины и радиуса кривой.

Удельное сопротивление движению отцепа на стрелочном переводе возникает от ударов колесных пар на СП (об остряки, крестовины, стыки и контррельсы).

Удельная работа сил сопротивления от стрелочных переводов и кривых wск, м эн. в., определяется по формуле

где nсп – число стрелочных переводов на расчетном участке;ск – сумма углов поворота кривых включая стрелочные углы на расчетном участке, град; 0,56 и 0,23 – эмпирические коэффициенты.

4.4.5. Удельное сопротивление движению отцепа от снега и инея

В зимних условиях необходимо учитывать дополнительную работу при преодолении сопротивления движению вагона от снега и инея в пределах стрелочной зоны пучков и на сортировочных путях:

где wсн – удельное сопротивление движению вагона от снега и инея, кгс/тс.

Расчет сопротивления движению отснега и инея производится только при отрицательных температурах. Значение данного удельного сопротивления устанавливается в зависимости от весовой категории отцепа и температуры наружного воздуха по табл. 4.3 [2].

64

Таблица 4.3

Значения удельного сопротивления движению вагона от снега и инея

Для выполнения расчетов удобно рассматривать убывающую функцию wсн = f(t). Пример такой функции, определенной для легкой категории вагонов, приведен на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Кривая сопротивления движению отцепа от снега и инея для легкой категории вагонов

65

Контрольныевопросы

1.Какие силы действуют на отцеп при скатывании с горки?

2.Как учитывается энергия вращательного движения колес при скатывании вагонов с горки?

3.Зависимость значения ускорения свободного падения с учетом энергии вращающихся частей от веса вагона.

4.Почему в расчетах по динамике скатывания отцепа 1 ‰ принимается равным 1 кгс/тс?

5.Каков физический смысл основного уравнения движения отцепа?

6.Порядок определения энергетической высоты, соответствующей кинетической ипотенциальной энергии отцепа.

7.Как определяется энергетическая высота, соответствующая энергии, затрачиваемой на преодоление сил сопротивления движению отцепа?

8.Основное уравнение движения отцепа, выраженное в энергетических высотах.

9.Единицы измерения энергетической высоты.

10.Классификациясилсопротивления.

11.Факторы, от которых зависит основное удельное сопротивлениедвижению.

12.Зависимость среднего значения основного удельного сопротивления движению от веса вагона.

13.От каких факторов зависит удельное сопротивление от среды и ветра?

14.Порядок определения вектора относительной скорости скатывания отцепа с учетом скорости ветра.

15.Как определяется удельное сопротивление от стрелочных переводов и кривых?

16.Параметры, от которых зависит удельное сопротивление от снега и инея.

17.Для каких условий определяется удельное сопротивление от снега и инея?

66

5.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ

СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРОК

5.1. Назначение и классификация технических средств механизациииавтоматизациисортировочныхгорок

На сети железных дорог общего пользования в настоящее времяимеется137сортировочныхгорокповышенной,большойи средней мощности, из них 99 относятся к механизированным, 12 — к автоматизированным [15]. Кроме этого, более 130 горок малой мощности, большинство из которых нуждается в механизации и частичной автоматизации сортировочных процессов.

Средства механизации и автоматизации сортировочных горок предназначены для использования на железнодорожных станциях в целях: обеспечения безопасности технологического процесса переработки составов; повышения степени сохраннос- тивагоновигрузов;улучшениятехнико-эксплуатационныхпока- зателей работы станции; повышения производительности труда работников станции и линейных предприятий железной дороги; сниженияэксплуатационныхрасходов;увеличенияпропускнойи провознойспособностистанции;усиленияконкурентоспособности железнодорожных перевозок.

Основными функциями средств механизации сортировоч-

ногопроцесса являются:перевод стрелочныхпереводов;регулирование скорости скатывания отцепов; компремирование (сжатие воздуха компрессорной установкой) и подача воздуха к исполнительным пневматическим устройствам; закрепление колесных парвагонов; механизациярасцепки вагонов.

Основные функции средств автоматизации сортировоч-

ногопроцесса:управлениескоростьюнадвига,роспускаиманевровыхпередвижений составови групп вагонов;управлениемаршрутами движения отцепов;управлениесистемами регулирования скорости скатывания отцепов; мониторинг перемещения поездов, вагонов и локомотивов на подходах, путях и в парках станции; управление компрессорной станцией и пневмосетью; управление закреплением составов; контроль, диагностика состояния и обслуживание технических средств автоматизации и механизациисортировочнойстанции;информационныйобменс

67

автоматизированнойсистемой управлениястанции и системами железнодорожной автоматики и телемеханики.

В комплекс технических устройств механизации и автоматизации современных сортировочных горок входят следующие основные элементы:

1)тормозные устройства с централизованным управле-

нием:

– вагонные замедлители*, предназначенные для регулирования скорости движения отцепов посредством их торможения на спускной части горки и на подгорочных путях;

– механизированные заграждающие устройства, пред-

назначенные для закрепления составов на подгорочных путях;

2)устройства горочной электрической и автоматичес-

кой централизации (ЭЦ и ГАЦ), предназначенные для централизованного перевода стрелок по маршрутам скатывания отцепов в процессе роспуска составов;

3)устройства горочной светофорной и локомотивной сигнализации, предназначенные для передачи приказов машинистам горочных локомотивов;

4)компрессорные установки со вспомогательным оборудованием и воздухопроводная сеть для питания сжатым воз-

духом замедлителей и других пневматических устройств (пневматической почты, устройств автоматической очистки стрелочных переводов и т.п.);

5)служебно-технические здания для обеспечения функци-

онирования горочного комплекса (посты управления, компрессорные, градирни, ремонтные мастерские, трансформаторные подстанциии др.);

6)прочие устройства (устройства СЦБ и связи, электроснабжения иосвещения, стрелочныеэлектроприводы, фотоэлектрические и радиолокационные датчики, вагоноосаживатели, весомеры, вычислительные комплексы, метеостанции и др.).

Технические средства систем автоматизации подразделяются по назначению и их месторасположению на группы [16]:

1)Путевые – устройства и датчики для непосредственного

контроля (обнаружения транспортных средств), измерения

* К данной группе можно отнести вагонные ускорители-замедлители и ускорители.

68

параметров движения и характеристик подвижных единиц; исполнительные устройства и механизмы; технологическое оборудованиегорки и станции; преобразователи и каналы связи для передачи постовым устройствам информации и доставки команд управления исполнительным механизмам, а также цепи питания,расположенныенепосредственновгорочнойгорловине

ина сортировочных путях;

2)Постовые – оперативно-диспетчерское и контрольно-ди- агностическое оборудование, средства связи и электропитания, расположенные в служебно-технических зданиях;

3)Локомотивные – устройства автоматического управления локомотивом и связи их с постами управления, контроля бдительностимашиниста,измеренияскоростиинаправлениядвижения локомотива, давления в тормозной магистрали и других параметров.

5.2.Горочныетормозные средства

Тормозные средства сортировочных горок классифицируются следующим образом:

–горочные и парковые вагонные замедлители, предназна-

ченныедляинтервальногоиприцельногорегулированияскорости движения отцепов (рис. 5.1);

–домкратовидные вагонные замедлители, а также уско-

рители-замедлители для квазинепрерывного регулирования скорости скатывания отцепов устанавливаются на всем протяжении пути скатывания или на некоторых его участках;

–механизированные заграждающие устройства для сор-

тировочных путей, предназначенные для закрепления составов (упоры тормозные стационарные, замедлители-зажимы, домкратовидные задерживатели и др.), устанавливаются в выходной части подгорочного парка (рис. 5.2, 5.3 и 5.6, в);

–тормозные башмаки, предназначенные для закрепления составов, а такжерегулирования скорости отцепов на немеханизированныхили частичномеханизированныхгорках(см. п.8.3).

Горочные вагонные замедлители – это замедлители боль-

шоймощности,применяемыенаспускнойчастигорок(Iи IIТП), которые допускают большую скорость входа отцепов (до 8,5 м/с). Парковые замедлители – это, как правило, замедлители малой

69

мощности, применяемыена сортировочных путях подгорочного парка (III и IV ТП), и при необходимости устанавливаемые на криволинейныхучасткахпути.

Рис. 5.1. Парковые балочные вагонные замедлители типа РНЗ-2М

Рис. 5.2. Упор тормозной стационарный УТС-380

Основной тип применяемых и рекомендуемых для установки горочных и парковых вагонных замедлителей на сортировочных горках в России — балочные вагонные замедлители, тормозное действие которых основано на принципе воздействия

70