CC BY
21
Восточно-Европейский журнал передовым технологий
..----------------1 I-
УДК 656.212.5
АНАЛ1З В1ДОМИХ ТИП1В ПОЗДОВЖНЬОГО ПРОФ1ЛЮ СПУСКНОТ ЧАСТИНИ СОРТУВАЛЬНИХ Г1РОК I ПОЧАТКУ П1ДГ1РКОВИХ КОЛ1Й
О.М. Огар
Кандидат техшчних наук, доцент, докторант Кафедра залiзничних станцiй та вузлiв* Контактний тел.: 8 (057) 730-10-42
О.О. Шапат^на
Асистент*
Кафедри управлшня вантажною i комерцiйною роботою* Контактний тел.: 8 (057) 730-21-97
Г.О. Крашен^н^на
Контактний тел.: 8-097-460-0-460
Я.Ю. Л i т в i н о в а
Контактний тел.: 8-095-167-50-62 *УкраТнська державна академiя залiзничного транспорту пл. Фейербаха, 7, м. Хармв, УкраТна, 61050
Проаналiзовано конструкцп поздовж-нього профлю сортувальних гiрок тмець-кого, американського i втчизняного munie. Наведет основш принципи ïx проектування. Обгрунтована необxiднiсmь удосконалення наукового тдходу до розрахунку параме-mрiв профлю
Ключовi слова: сортувальна гiрка, поздовжнш профЫь, уклон
Проанализированы конструкции продольного профиля сортировочных горок немецкого, американского и отечественного типов. Приведены основные принципы их проектирования. Обоснована необходимость совершенствования научного подхода к расчету параметров профиля
Ключевые слова: сортировочная горка, продольный профиль, уклон
Constructions are analysed of longitudinal profile of sorting humps of German, American and domestic types. Basic principles of their planning are resulted. The necessity of perfection of scientific approach to the calculation of parameters of profile is grounded
Keywords: sorting hump, longitudinal profile, grade
1. Вступ
В умовах конкуренцп на транспортному ринку Украши виникае необхщшсть пошуку нових шляхiв, спрямованих на зменшення собiвартостi переробки ва-гошв на станщях. Такими шляхами можуть бути впро-вадження ресурсозбертючих технологш, тдвищення рiвня техшчного забезпечення об'екпв транспорту та удосконалення конструкцш транспортних споруд.
Реконструкщя об'екпв шфраструктури залiзнич-ного транспорту е одшею з найважливших задач галуз^ але обмежетсть фшансування е проблемою на шляху впровадження нових або удосконалених тех-шчних ршень.
Проте на залiзницях Украши проводиться посту-пове оновлення техшчно! бази, i з часом з'явиться мож-ливiсть впровадження бшьш капiталоемних заходiв, в тому чи^ i на сортувальних гiрках.
2. Постановка проблеми
Проектш розробки щодо спорудження нових со-ртувальних пристро'в або реконструкцii iснуючих по-винш забезпечувати темп, якiсть i безпеку сортуваль-ного процесу, схороннiсть вагонного парку i вантажiв, що перевозяться, ефектившсть капiтальних вкладень. Традицiйно при проектуванш профiлю сортуваль-них прок основну увагу придшяли пiдвищенню пере-робноi спроможностi гiрки. Але останшм часом у в зв'язку з наявшстю низьких обсягiв переробки i знач-ним пiдвищенням тарифiв на енергоносп на перший план виходять iншi критерii, пов'язанi з енерго- i ресурсозбереженням сортувальних гiрок. Особливо це стосуеться сортувальних гiрок малоi та середньоi потужностi.
Дослiдження в цьому напрямку вщповщають кон-цепцп Державноi програми реформування залiзнич-ного транспорту Укра'ни [1]. Вирiшення проблеми удосконалення конструкцп поздовжнього профiлю на основi ресурсозберiгаючого пiдходу повинно базу-ватися на аналiзi досвiду експлуатацп вiтчизняних i закордонних сортувальних прок та '¿х конструктивних особливостей.
3. Анаиз дослщжень i публiкацiй
Питаннями удосконалювання конструкцii поздовжнього профiлю сортувальних прок займалися таю вчеш як 6.О. Гибшман, В.М. Образцов, I.I. Стра-ковський, М.О. Рогiнський, П.В. Бартенев, В.6. Павлов, 6.В. Нагорний, М.1. Федотов, Б.О. Кривошей, С.О. Бессоненко, М.П. Божко, К.С. Ахвердiев, В.П. Жуков, В.1. Смирнов, М.М. Дашков, 1.Б. Феоктистов, В.В. Стрельникова, Ю.Т. Гуричев, А.1. Гуда, С.Н. Дегтя-рьов, Н.Н. Новгородов, А.С. Писанко та ш. Результати дослщжень бiльшостi з вказаних вчених ввшшли до дiючоi iнструкцii [2].
Запропоноваш перерахованими вище авторами методики оптимiзацii поздовжнього профiлю сортувальних прок i значень його окремих елеменив були спря-моваш на пiдвищення iхньоi переробноi спроможноси, що обумовлювалося iнтенсивним зростанням розмiрiв сортувальноi роботи.
До основних недолшв окремих методик варто вщ-нести вщсутшсть достатнього обгрунтування мшь мальних i максимальних значень уклонiв елеменив профiлю, прийнятих допущень при урахуванш сил опору руху i режимiв регулювання швидкостi скочу-вання вщчетв чи, узагалi, '¿х вiдсутнiсть (визначення оптимального профшю тiльки при вшьному скочу-ваннi розрахункових бiгунiв). Загальним недолжом зазначених методик була вщсутшсть энерго- i ресур-созберiгаючого тдходу при оптимiзацii поздовжнього профiлю.
4. Формулювання мети (постановка завдання)
Метою даних дослщжень е формування наукового тдходу до розрахунку параметрiв поздовжнього про-фiлю сортувальних гiрок на основi аналiзу '¿х типових конструкцш.
5. Аналiз типових конструкцiй поздовжнього профшю спускно! частини сортувальних прок i початку пiдгiркових колiй
Висота, вщстань вiд вершини гiрки до першоi роз-дiловоi стрiлки, довжина i крутизна елементiв поздовжнього профшю спускно' частини зарубiжних сортувальних прок i кра'н СНД коливаеться в достат-ньо широких межах. Причиною тому е рiзнi експлуа-тацiйнi i клiматичнi умови, задач^ якi висувалися при механiзацii сортувальних пристро'в, а також методи '¿х проектування i використовування, що визначили типовi конструкцii поздовжнього профiлю.
За кордоном широке застосування знайшли пр-ки американського i нiмецького титв. На спускнiй частинi останнiх (рис. 1) [3-9] укладаеться одна коротка, але потужна гальмова позищя, яка розта-шовуеться, як правило, мiж 2-ою i 3-ою роздiловими строками. Висота гiрок знаходиться в дiапазонi вiд 2,5 до 4,5 м. Крутизна швидюсного елементу скла-дае 40-65о/°°, а довжина 40-70 м. Уклон промiжноi дiльницi мае величину 10-20о/°° [3]. Стрiлочна зона проектуеться короткою i укладаеться на горизонтально площадцi. Крутизна колiй тдпркового парку складае 0,5-3о/оо i залежить вiд технiчних засобiв, що використовуються на сортувальних колiях (ва-гоноосаджувачiв, малопотужних уповiльнювачiв i iн.). Паркова гальмова позищя розташовуеться на уклон 8-12о/оо, що призначений для прискорення по-ганих бiгунiв.
\
'vl'ü
Ч 10-20 11 \ S-12 0,5-3
!шв 1цр ^^ b lnra \ 1сп
IГП - перша гальмова позищя; ПГП - паркова гальмова позищя
Рис. 1. Поздовжнш профiль сортувальноТ прки нiмецького типу
На нових сортувальних станщях, призначених для великих обсягiв переробки, на промiжному уклонi вкладаються двi гальмовi позицп (рис. 2) [6,9].
Таким чином, поздовжнш профОь сортувальних прок шмецького типу характеризуеться швидким переходом вiд крутого швидюсного уклону до горизонтально' площадки.
Застосування крутого уклону першого елементу профшю спускно' частини дозволяе значно зменшити рiзницю тривалостi скочування поганого i хорошого бiгунiв до уповiльнювачiв I ГП. Уклон промiжноi дОьнищ забезпечуе зрушування з мiсця i швидкий розгiн загальмованого до зупинки вагону на прковш гальмовiй позицп. Розташування стрiлочноi зони на горизонтально площадцi i коротка и довжина дозво-ляють пiдвищити розрахункову швидюсть руху в нiй
вщчетв i зменшити вiрогiднiсть нероздiлення марш-рутiв на останнiх стрiлках.
4 Xе ГП [ГП -¡шппщЗ
0 12 "ч.60 61 12 0 130 60 5 11\.
ВГП - верхня гальмова позищя; СГП - середня гальмова позищя;
НГП - нижня гальмова позищя; ДП - дшьниця прибирання;
ВО - вагоноосаджувачц ДО - дшьниця осаджування
Рис. 2. Поздовжнш профть сортувальноТ прки станци Мюнхен-Швшчний
До штатного недолiку конструкцii гiрок шмець-кого типу слщ вiднести наявнiсть однiei гальмовоi позицii на спускнiй частиш i значну ii вiддаленiсть вщ вершини гiрки, що утрудняе застосування щльового гальмування на вказанiй позицп i вимагае великих капiтальних вкладень для устаткування тдпркових колiй вагонними уповшьнювачами i вагоноосаджую-чими пристроями.
Гiрки американського типу (рисунок 3) [3-5, 10] набули широке поширення на залiзницях США i Ка-нади. Унаслщок концентрацii сортувальноi роботи на крупних сортувальних станщях завдяки однорщно-му вантажному вагонопотоку виникла необхщшсть укладання великого числа колш в тдпрковому парку, що в значнш мiрi вплинуло на довжину гiрковоi горловини.
Зазначений факт, а також метеоролопчш умови, величина основного питомого опору розрахункового бiгуна i пiдвищена розрахункова дальшсть пробiгу поганих бiгунiв пояснюють достатньо велику висоту гiрок даного типу (вщ 4 до 7 м) i необхiднiсть укладання двох-трьох гальмових позицш на спускнш ча-стинi. Швидкiсний елемент цих прок проектуеться на меншому, шж в захiдноевропейських краiнах, уклонi 40-50о/°°. На цьому ж елементi розташовуеться перша гальмова позицiя. До неi на уклонi 12-30о/оо розмь щуеться вимiрювальна дiльниця. Крутизна другоi гальмовоi позицii складае 8-9о/оо. Стрiлочна зона i ПГП укладаються на уклош 1-3о/оо, а пiдгiрковi колii - 0,8-1,5о/°°.
\ЧШ
ПГП
"\l2-30 \40-50 8-10 "' ... 1-3 0,8-1,5
Ьга^х 1цга 1 СЗ-ПГП^~--— 1
Рис. 3. Поздовжнш профть сортувальноТ прки американського типу
Таким чином, схщчастий характер поздовжнього профшю е однiею з вiдмiнних рис прок американського типу.
Б^ьш пологий уклон першого елементу проф^ю спускно'Т частини i вiдносно велика довжина дшь-ницi вiд вершини прки до пучково'Т стрiлки (через наявшсть вбудованих вагонних ваг i довгих в порiв-няннi з европейськими уповiльнювачiв) сприяють збiльшенню штервалу мiж вiдчепами, що скочують-ся, ^ вiдповiдно, зменшенню переробно'Т спроможно-стi гiрки. З другого боку, завдяки великому числу пучкiв вщчепи на останнiх стрiлках роздiляються дуже рщко. Це створюе кращi умови для штерваль-ного i прищльного гальмування, що вiдповiдно до-зволяе б^ьш щiльно заповнювати колii шдпркового парку.
Профiль сортувальних гiрок краш СНД [2] харак-теризуеться поступовим переходом ввд крутого швид-юсного уклону до пологого на стршочнш зонi i колiях пiдгiркового парку.
Швидюсний уклон (iшв) проектуеться по мож-ливостi бiльш крутим (до 50о/°°) для забезпечення швидкого вщриву вiдчепiв i отримання потрiбних ш-тервалiв на вершинi гiрки. Максимальне значення шв обмежуеться допустимою рiзницею уклонiв насувно'Т i спускно'Т частин прки 55о/оо.
На бiльшостi сортувальних прок перший елемент швидюсно'Т дшьнищ запроектований на уклонах вiд 30 до 40о/°°. Бiльш крутi швидюсш уклони мають гiрки, побудованi в 70-90-х роках.
I ГП прок тдвищено'Т, велико: i середньо'Т потужно-стi розмiщуеться на уклонi не менше 12о/°°, а на прках мало'Т потужностi - не менше 7о/°°. 6 ряд сортувальних прок (з трьома гальмовими позищями), уклон I ГП яких менше 12о/°°.
Мiжпозицiйна дiльниця розташовуеться на уклош не крутше iIГП i не менше ШГП в залежностi вщ по-трiбного зниження висоти прки.
II ГП проектуеться на уклош не менше 7о/°° i не менше 10о/°° в холодних температурних зонах для забезпечення зрушування з мшця поганих б^ушв в не-сприятливих умовах скочування. Фактично уклони II ГП коливаються вщ 2 до 22о/°° [12].
Стршочна зона розташовуеться на уклонах вщ 1 до 2,5о/оо в залежност вiд числа колiй в сортувально-му парку для компенсацп опору вщ стрiлок i кривих дшьниць колii. На рядi сортувальних прок уклони стршочно'Т зони або занижен до -4о/оо, або завищенi до 11о/оо [12].
Пiдгiрковi колii проектуються на уклош 0,6о/°°. Фактично близько 60% сортувальних колш розташо-вано на уклонах бшьше 1,5о/оо, а близько 35% - понад 2,5о/°° [11].
6. Висновки
Аналiз конструкцш поздовжнього профiлю спуск-но: частини сортувальних прок американського i ш-мецького типiв, зроблений на початку 40-х роюв, показав, що у зв'язку з наявшстю в крашах колишнього Союзу вiдмiнних умов експлуатацп, вагонного парку i закономiрностей змiн величини опору руху вагону, вищезазначеш конструкцп поздовжнього профiлю не
можуть бути прийняи за основу при проектуванш вггчизняних сортувальних прок. Проте, ряд вимог, що пред'являються до крутизни i довжини '¿х елемен-тiв профiлю, був запозичений iз зарубiжного досвiду. Решта вимог визначилася в результат аналiзу особли-востей вичизняних систем комплексно' автоматизацii процесу розформування составiв на гiрках i засобiв регулювання швидкостi скочування ввдчетв, клiма-тичних умов, вагонопотока, що переробляеться, мiри потрiбноi змiни швидкостей руху вщчетв на елемен-тах, розташування i технологiчного призначення '¿х у складi профiлю гiрки.
Досвщ експлуатацп вiтчизняних сортувальних прок тдтвердив ефективнiсть застосування цикло'дно' форми поздовжнього профОю з погляду забезпечення високо' переробно' спроможностi при рацюнальному режимi регулювання швидкостi скочування вщчетв. Однак в сучасних умовах виникае гостра необхiднiсть у застосуваннi економiчно доцiльних варiантiв поздовжнього профОю, для чого слiд переглянути кри-терiй його оптимiзацii.
Лiтература
1. Концепщя Державно' программ реформування зашзнич-
ного транспорту Укра'ни. - Ки'в, 2006.
2. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах СССР // ВСН 207-89/ МПС. - М.: Транспорт, 1992. - 104 с.
3. Грау Б. Проектирование железнодорожных станций: Пер.
с нем. / Под ред. В.Я. Болотного. - М.: Транспорт, 1978.
- 488 с.
4. Шавкин Г.Б. Схемы и оснащение сортировочных станций
железных дорог США и Западной Европы. - М., 1960.
- 64 с.
5. Скалов К.Ю. Транспортные узлы капиталистических стран. - М.: Акад. наук СССР, 1962. - 320 с.
6. Грольмс Р., Миклер Г. Микропроцессорная система управ-
ления расформированием составов на сортировочной станции Мюнхен-Северный // Железные дороги мира. -1990. - №12. - С. 22-29.
7. Гепнер М. Моделирование скатывания отцепов с сорти-
ровочной горки // Железные дороги мира. - 1989. - №3.
- С. 23-27.
8. Шванхаусер В., Мюллер А. Интеграция расцепляющих
роботов в процесс расформирования составов на сортировочной горке // Железные дороги мира. - 1997. -№11. - С. 48-53.
9. Мутерс Ж. Современные вагонные замедлители // Желез-
ные дороги мира. - 1998. - №3. - С. 49-51.
10. Грузман И.С. Автоматизированная сортировочная горка на железной дороге Нью-Йорка // Новое в автоматике и телемеханике на зарубежных железных дорогах. - М.: Трансжелдориздат, 1960. - С. 13-18.
11. Шейкин В.П. Эксплуатация механизированных сортировочных горок. - М.: Транспорт, 1992. - 240 с.
12. Дашков М.Г. Вопросы проектирования и выправки профиля сортировочных горок: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Л., 1980. - 18 с.
