Сортировочная станция

Белорусский государственный университет транспорта

Кафедра «Изыскания и проектирование транспортных коммуникаций»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

«СОРТИРОВОЧНАЯ СТАНЦИЯ»

Выполнил

студент группы УД-42

Костылев В.С.

Принял

доцент

Головнич А.К.

2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Характеристика сортировочной станции

1.1 Общая характеристика сортировочной станции Н

1.2 Расчет и проектирование путевого развития станции

1.2.1 Определение количества главных путей на подходах к станции

.2.2 Определение числа и длин путей в парках приема, отправления и сортировочном парке

1.3 Характеристика железнодорожного узла

. Расчет и проектирование горочной горловины сортировочного парка

.1 Классификация сортировочных устройств

2.2 Основные элементы продольного профиля горки

.3 Расчет основного удельного сопротивления движению отцепа

.4 Расчет температуры наружного воздуха

.5 Расчет дополнительного удельного сопротивления движению отцепа от воздушной среды и ветра

.6 Расчет дополнительных удельных сопротивлений от переводов, кривых, снега и инея

.7 Определение трудного и легкого путей

.8 Расчет высоты горки

.9 Расчет и проектирование элементов продольного профиля горки

2.10 Построение кривых энергетических высот

.11 Построение кривых скорости и времени хода отцепов

2.12  Анализ профиля спускной части сортировочной горки

3. Расчет перерабатывающей способности горки

Выводы

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Объектом разработки курсового проекта является сортировочная станция, предметом разработки - проектирование сортировочной станции и сортировочной горки.

Целью курсового проекта является проектирование новой сортировочной станции на заранее предусмотренной территории. Необходимо также вычертить план путевого развития станции с учетом технологии ее работы и технического оснащения, запроектировать механизированную сортировочную горку, определить число путей в парках станции, построить кривые энергетических высот, скоростей и времени хода для расчетных отцепов и определить перерабатывающую способность сортировочной горки.

При разработке курсового проекта используются следующие нормативные документы: исходные данные, приведенные в задании; технические инструкции по проектированию станций и узлов на железных дорогах сети СНГ, а также различные учебные пособия и методические указания.

1. ХАРКТЕРИСТИКА СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ

1.1 Общая характеристика сортировочной станции Н

станция сортировочный продольный путь

Схема сортировочной узловой станции Н в «рыбках» представлена на рисунке 1.1 на странице .

Данная станция является односторонней сортировочной станцией с последовательным расположением парков.

В четной горловине находится отправочный парк, который секционирован по направлениям: в четном - А, В и нечетном - Б, Г. В нечетной горловине располагается парк приема, который также секционирован для приема поездов с четных - А и В, и нечетных направлениях - Б и Г. В этой горловине также располагаются: два транзитных парка ТР - 1, ТР - 2; кооперированное локомотивное и вагонное депо.

К станции примыкают направления А-Н, В-Н, Б-Н и Г-Н. Все примыкающие к станции направления оборудованы автоблокировкой, электрифицированы. Главные пути на перегонах и станции уложены из рельсов типа Р65 на железобетонных шпалах на щебеночный балласт, количество шпал на километр равно 1840. Направления обслуживаются локомотивом 2М62, средняя масса грузового поезда 4200 т брутто. Все участки оборудованы диспетчерской централизацией.

Суточные размеры движения грузовых поездов рассчитаны в соответствии с заданием по заданному коэффициенту пересчёта и представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Размеры движения грузовых поездов

Размеры движения пассажирских поездов рассчитаны в соответствии с заданием по заданному коэффициенту пересчёта и представлены в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Размеры движения пассажирских поездов

К станции примыкает отдельным направлением грузовая станция, также имеется примыкание подъездных путей непосредственно из сортировочного парка. Объем местной работы представлен в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Объем местной работы

1.2 Расчет и проектирование путевого развития станции

.2.1 Определение количества главных путей на подходах к станции

Количество главных путей на подходах к станции определяется размерами приведенного поездопотока:

,

,

где - коэффициенты съема соответственно пассажирских и пригородных поездов, = 1,1; = 1,3; , , , , - число пар поездов соответственно грузовых, пассажирских, пригородных, участковых и транзитных на i-том направлении.

Необходимость устройства двухпутного участка определяется условием:

пар поездов.

пар поездов;

пар поездов.

Так как, = 88,7>36, то направление А-Н является двухпутным.

На направлении Б-Н:

пар поездов;

пар поездов.

Так как, = 87,6>36, то направление Б-Н является двухпутным.

На направлении В-Н:

пар поездов;

пар поездов.

Так как, = 44,7>36, то направление В-Н является двухпутным.

На направлении Г-Н:

пары поездов;

пары поездов.

Так как, = 41,4>36, то направление Г-Н является двухпутным.

1.2.2 Определение числа и длин путей в парках приема, отправления и сортировочном парке

Расчет числа путей в парке приема П и отправления О производится в соответствии с рекомендуемыми нормами нормативных документов по проектируемой станции (таблица 2.1).

Таблица 2.1 - Определение числа путей в парках станции

В соответствии с таблицей 2.1 и заданными размерами движения грузовых поездов, количество путей в П для приема грузовых поездов с направления А-Н принимается равным 4, с направления Б-Н - 4, с направления В-Н - 3 и с направления Г-Н - 3. Итого, число путей в парке приема равно 14. Число путей в парке отправления О принимается равным числу путей в парке приема. В транзитном парке ТР-1 принимается: с направления А-Н - 3 пути, с направления В-Н - 3 пути. Итого, в ТР-1 количество путей равно 6. В транзитном парке ТР-2 принимается: с направления Б-Н - 3 пути, с направления Г-Н - 3 пути. Итого, в ТР-2 количество путей равно 6. Число путей в сортировочном парке принимается по заданию и равно 24.

Длина путей в парках приема, отправления и транзитных определяется по формуле:

,

где - масса грузового поезда, тонн брутто; q - погонная нагрузка, т/пм.

м.

Длина путей принимается равно 1050 м.

Длина путей в сортировочном парке определяется по формуле:

,

м.

1.3 Характеристика железнодорожного узла

Сортировочная станция «Н» проектируется в железнодорожном узле города N. Климат данной местности умеренно-континентальный. Грунт в районе проектируемой сортировочной станции песчаный, хорошо дренирующий влагу, рельеф местности холмистый. Железнодорожный узел обслуживает крупный город N с развитой промышленностью, а также близлежащие населенные пункты. Население города составляет примерно 400 тыс. жителей. Промышленная зона располагается в 3 км от городской черты. Она включает в себя мебельную фабрику, машиностроительный завод, нефтеперерабатывающий завод, химический завод, мясокомбинат. В самом городе имеются несколько предприятий пищевой и легкой промышленности.

В состав узла входят следующие станции:

·        грузовая станция Л распределяет местный вагонопоток по грузовым объектам;

·        пассажирская станция М выполняет работу по обслуживанию пассажирских поездов всех категорий, имеет свой технический парк;

·        проектируемая сортировочная станция Н выполняет операции по обработке транзитного вагонопотока с переработкой и без переработки, распределяет местный вагонопоток на грузовую станцию и подъездные пути.

Для повышения пропускной способности железнодорожного узла подходы к станции устраиваются в разных уровнях.

Схема тягового обслуживания подходов железнодорожных линий к станции «Н» показана на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Схема тягового обслуживания

2. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРОЧНОЙ ГОРЛОВИНЫ СОРТИРОВОЧНОГО ПАРКА

2.1 Классификация сортировочных устройств

Основными сортировочными устройствами являются горки повышенной, большой, средней и малой мощности, классификация которых представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Классификация сортировочных устройств

Объем переработки вагонов на станции за сутки:

,

где  - размеры грузового движения, поступающего в переработку на i - том направлении, поездов; m - количество вагонов в составе поезда, m = 70 вагонов.

вагонов/сутки.

На основании приведенной выше классификации, данных об объеме переработки вагонов и количестве путей в сортировочном парке устанавливается, что данная горка является горкой большой мощности.

2.2 Основные элементы продольного профиля горки

Расчетная точка находится на расстоянии 80 м от предельного столбика последней разделительной стрелки.

2.3 Расчет основного удельного сопротивления движению отцепа

Масса очень хорошего бегуна (ОХБ) принимается равной 80-100 т (в зависимости от требований методики). В данном случае рассчитывается w0 =f(qохб=80 т).

2.4 Расчет температуры наружного воздуха

Температура наружного воздуха для неблагоприятных условий определяется по формуле:

° = tср + 0,3τ(tmin - tср),

где tср - среднесуточная температура воздуха зимнего (летнего) расчетного месяца, град; tmin ,tmax - минимальная (максимальная) температура воздуха расчетного месяца, град; τ - нормированное отклонение (τГПМ = 3,0; τГБМ,ГСМ = 2,5; τГММ = 2,0).

Температура наружного воздуха для благоприятных условий (лето) определяется по формуле:

t° = tср + 0,3τ(tmax - tср).

1)      t° = -8 + 0,3∙2,5(-32 - 8) = - 38˚;

2)      t° =-8 + 0,3∙2,5(39 -8) = 15,25˚.

2.5 Расчет дополнительного удельного сопротивления движению отцепа от воздушной среды и ветра

Дополнительное удельное сопротивление движению отцепа от воздушной среды и ветра определяется по формуле:

где Cx - коэффициент воздушного сопротивления вагона (таблица 5.1); S - площадь поперечного сечения вагона (мидель), м²; Vp - расчетная скорость движения отцепа.

Таблица 2.1 - Значения коэффициента воздушного сопротивления вагона

С помощью интерполяции находится значения коэффициента воздушного сопротивления четырехосного полувагона, Cx = 1,488.

где V - средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с, определяется по таблице 2.2; Vв- скорость ветра: встречного - 7 м/с, попутного -5 м/с; β - угол между направлением ветра и осью пути, по которому движется отцеп.

Таблица 2.2 - Средняя скорость отцепа на участке спускной части горки

При встречном ветре:

1)      V²p = 4,0² + 7² + 2∙4,0∙7∙cos14 = 72,66 м/с;

2)      V²p = 5,0² + 7² + 2∙5,0∙7∙cos14 = 83,57 м/с;

)        V²p = 4,0² + 7² + 2∙4,0∙7∙cos14 = 72,66 м/с;

)        V²p = 2,0² + 7² + 2∙2,0∙7∙ cos14 = 56,83 м/с.

При попутном ветре:

1)      V²p = 4,0² + 5² - 2∙4,0∙5∙cos14 = 46,47 м/с;

2)      V²p = 5,0² + 5² - 2∙5,0∙5∙cos14 = 56,84м/с;

)        V²p = 4,0² + 5² - 2∙4,0∙5∙cos14 = 46,47 м/с;

)        V²p = 2,0² + 5² - 2∙2,0∙5∙cos14 = 31,74 м/с.

Так как β<30°, то α = β/2 = 14/2 = 7˚.

Угол α между вектором скорости отцепа Vp и направлением ветра:

Тогда, дополнительное удельное сопротивление движению отцепа от воздушной среды и ветра для очень плохого бегуна (полувагона) при неблагоприятных условиях:

1)      wсв = кгс/тс;

)        wсв =  кгс/тс;

)        wсв =  кгс/тс;

)        wсв =  кгс/тс.

2.6 Расчет дополнительных удельных сопротивлений от переводов, кривых, снега и инея

Удельное сопротивление от стрелочных переводов, wстр (удары колесных пар об остряки, крестовины и кортррельсы, приходящиеся на один стрелочный перевод определяется по формуле:

стр = 0,56V² 10,

где V - средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с, определяется по формуле:

,

где - развернутая длина i - ого пути.

При наличии на участке нескольких стрелочных переводов (nстр), удельное сопротивление от стрелочных переводов определяется по формуле:

wстр = 0,56V²nстр10 .

Удельное сопротивление отцепов на роликовых подшипниках от кривых, wкр определяется по формуле:

кр = 0,23V² αкр10,

где αкр - угол поворота в кривой и (или) в стрелочном переводе, град. В стрелочном переводе αкр = 4,7312˚.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Расчет дополнительных удельных сопротивлений

Удельное сопротивление от снега и инея, wси принимается равным 1,0 кгс/тс.

2.7 Определение трудного и легкого путей

Удельные сопротивления и работа сил сопротивления движению вагонов по спускной части профиля горки определяются по путям сортировочного парка.

,

,

,

,

.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Определение трудного и легкого путей

На основании расчетов приведенных в таблице 2.4 определяется трудный, соседний с трудным и легкий пути: трудный путь - 14, соседний с трудным - 15, легкий - 3.

2.8 Расчет высоты горки

Высота горки определяется по формуле:

,

где  - мера отклонения расчетного значения суммарной потери удельной энергии от ее средней величины, =1,75; - расчетная длина горки по трудному пути, м; k - число расчетных участков, k = 4; - длина i-го расчетного участка, м; - число стрелочных переводов на i-м расчетном участке трудного пути; - сумма углов поворота в кривых, включая значения переводных кривых в стрелочных переводах на i-м расчетном участке трудного пути, град; Vi- средняя скорость движения вагона на i-м расчетном участке, м/с; - расчетная скорость роспуска составов, м/с (для ГСМ =1,4 м/с).

2,64 м.

станция сортировочный продольный путь

2.9 Расчет и проектирование элементов продольного профиля горки

2.10 Построение кривых энергетических высот

Для определения основных параметров горки строятся кривые энергетических высот очень плохого бегуна, скатывающегося по плохому пути в неблагоприятных условиях (черный цвет), хорошего бегуна, скатывающегося по пути, соседнем с трудным в неблагоприятных условиях (синий цвет), очень хорошего бегуна, скатывающегося по легкому пути в благоприятных условиях (красный цвет). Построение кривых энергетических высот представлено в приложении А.

2.11 Построение кривых скорости и времени хода отцепов

Кривые скорости строятся для плохого бегуна, скатывающегося на трудный путь, и для хорошего бегуна, скатывающегося на путь, соседний с трудным, при неблагоприятных условиях скатывания с использованием кривых энергетических высот hwхб=f(s) и hwопб=f(s). Остаточную энергетическую высоту, затраченную скатывающимся отцепом на создание скорости, определяют в любой точке горки как ординату между hw=f(s) и линией профиля.

Для вычисления скорости движения отцепа строится вспомогательный график V=f(hост).

График строится отдельно для хорошего и плохого бегунов в масштабе: скорость 1 см - 1 м/с, энергетическая высота - 1 см - 0,2 м.э.в.

Для построения кривой скорости необходим продольный профиль горки и соответствующая кривая энергетических высот. Средние величины hv на участках профиля l=10 м переносятся на вспомогательный график и определяются значения V.

После соединения полученных точек прямыми линиями получается кривая скорости V, характеризующая скорость отцепа в любой части горки.

Построение кривых времени производится с помощью вспомогательной кривой Δt=f(v). На каждом отрезке пути длиной по 10 м определяется средняя скорость и по построенной в том же масштабе вспомогательной кривой находится приращение времени Δt.

Построение кривой времени хода ПБ начинается из начала координат, а кривой времени хода хорошего бегуна через интервал времени ∆t = 10 с.

Кривые скорости и времени представлены в приложении А.

2.12  Анализ профиля спускной части сортировочной горки

Проверкой профиля спускной части горки определяется качество запроектированного профиля и правильность размещения тормозных позиций, устанавливается скорость надвига составов и режимы торможения при неблагоприятном чередовании отцепов. Детальная оценка профиля горки производится на основании кривых времени хода отцепов.

По кривым V(S) получены следующие характерные скорости:

1)   скорость входа ОПБ и ХБ на первую разделительную стрелку -5,3 и 5,5 м/с;

3)   скорость входа ХБ и ОПБ на IIТП - 4,9 и 5,0 м/с;

4)   скорость входа ХБ и ОПБ на последнюю разделительную стрелку - 3,3 и 3,6 м/с.

Можно сделать вывод, что скорость входа ХБ на тормозные позиции не превышает максимально допустимой, равной 8 м/с, ОПБ останавливается в расчетной точке.

По кривым t=f(s) устанавливаются: достаточность интервалов t между отцепами для перевода стрелок, шин замедлителей, предельные скорости надвига и др.

Минимальный интервал между бегунами при проходе замедлителя равен:

,

,

где  - средняя скорость прохода ОХБ (ХБ) на замедлитель, принимается равной 2/3 от максимальной скорости входа на замедлитель, = 0,666∙8 = 5,3 м/с; - время на перевод замедлителя в тормозное положение, для КНП -5 = 2,2 с; - расстояние от конца балки замедлителя до изолирующего стыка равно 0,5 м;  - длина замедлителя по балкам , = 2∙12,5 = 25 м,  = 3∙12,5 = 37,5 м.

Если tзам >= tзам(min), то требуемый интервал достаточен.

Минимальный расчетный интервал между бегунами при проходе стрелочного изолированного участка равен:

,

,

где - минимальный резерв интервала, равен 1 с; согласно каталога стрелочной продукции

для симметричных стрелочных переводов марки 1/6, укладываемых на подгорочных путях Lпр=0,737 м, Lс=6,949 м.

Если tстр>=tстр(min), то требуемый интервал достаточен.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Анализ результатов оценки интервалов между бегунами

Таким образом, при неблагоприятных условиях при запроектированном профиле и выбранных средствах торможения обеспечивается безопасное скатывание чередующихся отцепов ОПБ и ХБ при роспуске с горки.

3. РАСЧЕТ ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГОРКИ

Перерабатывающая способность горки определяется исходя из запроектированного технического оснащения и профиля горки. Минимальная наличная перерабатывающая способность определяется из условия последовательного роспуска составов по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий возможные перерывы в использовании горки из-за враждебных передвижений, = 0,95;  - время технологических перерывов в работе горки для профилактического осмотра и ремонта горочного оборудования,  = 60 мин;  - среднее количество вагонов в составе поезда, = 70 вагонов; - средняя продолжительность горочного технологического интервала, = 25 мин;  - коэффициент, учитывающий повторную сортировку вагонов в процессе окончания формирования,  = 1; - коэффициент, учитывающий отказы технических устройств, = 0,05; - количество местных вагонов с путей ремонта, угловых вагонного депо и т.д., = 10 вагонов.

вагонов.

Так как потребная перерабатывающая способность горки составляет 7980 вагонов/сутки, а наличная перерабатывающая способность составляет 3498 вагонов/сутки, то тип профиля не удовлетворяет по перерабатывающей способности горки, поэтому необходимо повысить перерабатывающую способность горки за счет увеличения скорости надвига и сокращения интервалов между отцепами до минимума.

ВЫВОДЫ

Основная задача курсового проекта - проектирование автоматизированной сортировочной горки, а также проектирование односторонней сортировочной станции с последовательным расположением парков с учётом технологии её работы.

При выполнении задачи был изучен район расположения станции и характеристика направлений, примыкающих к ней. Проектируемая сортировочная станция Н размещается на окраине города со стороны направлений А и В, со стороны которых максимальный поездопоток, прибывающий в переработку. Вся сортировочная работа концентрируется на одной станции. Проектируемая сортировочная станция выполняет операции по обработке транзитного вагонопотока с переработкой и без переработки, распределяет местный вагонопоток между грузовой станцией и примыкающими подъездными путыми. К данной станции примыкает четыре направления А, Б, В и Г. Все они оборудованы двухсторонней автоблокировкой и электрической централизацией. Руководящий уклон на примыкающих линиях позволяет водить грузовые поезда массой 4200 т тепловозом серии 2М62. На всех трех направлениях уложены рельсы марки Р65 на железобетонных шпалах.

В транзитных парках №1 и №2 запроектировано по 6 путей. В парке прибытия запроектировано 6 путей. В парке отправления О - 6 путей. Минимальная полезная длина приемо-отправочных путей - 1050 м, сортировочных - 1260 м (приложение А).

На сортировочной станции запроектированы устройства для обслуживания грузового движения, устройства для производства грузовых операций, кооперированное локомотивное и вагонное хозяйство.

Произведен расчет и запроектирована сортировочная горка средней мощности. Приведены технические условия проектирования сортировочной горки: минимальная длина горочной горловины; равенство суммарной работы сил сопротивления движению при скатывании вагонов на любой путь. Сортировочные пути проектируются в четыре пучка (в двух крайних по путей, а в средних пучках по путей. Ширина междупутья 5,3 м, ширина междупутья между пучками 6,5 м.

Проектируются три тормозные позиции - на первой устанавливается две секции замедлителя КНП-5, на второй - три секции, на третей одна секция замедлителя марки РНЗ -2.

Высота горки составила 2,64 м. Общая мощность тормозных позиций распределена так, чтобы обеспечить безопасность роспуска и максимальную перерабатывающую способность.

Анализ построения кривых скорости и времени показал, что принятый режим торможения хорошего бегуна на трёх тормозных позициях обеспечивает минимальную расчётную скорость надвига при неблагоприятном сочетании отцепов ОПБ-ХБ-ОПБ, равную 1,4 м/с.

Перерабатывающая способность горки составила 3498 вагонов в сутки, что не обеспечивает потребную перерабатывающую способность горки, равную 7980 вагонов в сутки. Увеличение перерабатывающей способности горки возможно за счет увеличения скорости надвига и сокращения интервалов между отцепами до минимума.

ЛИТЕРАТУРА

1.     Проектирование сортировочных горок/ М.Н. Луговцов, В.Я. Негрей, Гомель, 2005 г.

2.      Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчёты) под редакцией Н. В. Правдина. «Транспорт», М., 1978.-293с.

.        Строительные нормы и правила, часть 2. Нормы проектирования, глава 39. «Железные дороги колеи 1520 мм. «СНиП П39-76. М., Стройиздат, 1977.-68с.

.        Железнодорожные станции и узлы / В. М. Акулиничев, Н. В. Правдин, В. Я. Болотный, И. Е. Савченко; Под ред. В. М. Акулиничева. Учеб. для вузов ж.-д. трансп.-М.: Транспорт, 1992.-480с.

.        Н. В. Правдин, Т. С. Банек, В. Я. Негрей, М. Н. Луговцов, В. А. Подкопаев. «Сортировочные станции» (теория, практика, прогнозы) часть 4, Гомель, БелИИЖТ, 1982.-48с.

.        Проектирование железнодорожных станций и узлов: справочное и методическое руководство, под редакцией А. М. Козлова, К. Г. Гусевой, 2ое издание, М., «Транспорт», 1980.-592с.

.        Савченко И. Е., Земблинов С. В., Страковский И. И. Железнодорожные станции и узлы. «Транспорт», М., 1980.-479с.