Оптимизация процесса роспуска на немеханизированных сортировочных горках малой мощности

Аннотации:

В статье представлены разработка и экономическое обоснование варианта

переустройства сортировочного парка участковой станции с расчетом сортировочной горки малой мощности при условии модернизации ее технического оснащения.

Ключевые слова: участковая станция, переустройство, объем работ, сортировочная горка, горловина.

The paper presents the development and feasibility study options reconstruction sorting Park of polling station with the calculation of the sorting low power hill at its modernization of its technical equipment.

Keywords: polling station, reconstruction, scope of work, sorting hill, neck.

УДК 656.212

ПАНЧЕНКО Ю.Ю., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного

транспорта)

Оптимизация процесса роспуска на немеханизированных сортировочных горках малой мощности

Panchenko Y.Y, Senior Lecturer

The optimization of process of dissolution on hump yards of low power

Введение

Сортировочные горки малой мощности на железнодорожных станциях по своему оснащению могут быть механизированные и немеханизированные.

Эксплуатационные расходы на немеханизированных горках малой мощности можно поделить на несколько групп:

- заработная плата регулировщикам скорости движения отцепов;

- текущие расходы на замену изнашиваемых тормозных башмаков, и на песок, используемый для усиления тормозного эффекта в зимний период;

- незапланированные убытки из-за возможных несохранных перевозок, которые могут возникнуть из-за превышения скорости сцепления вагонов в сортировочном парке (при этом учитывается человеческий фактор, погодные условия и категория отцепов) или в результате взаимодействия тормозного

башмака со стыками рельсового пути (возможное заклинивание башмака, смещение или рассыпание груза);

- расходы на содержание и ремонт устройств верхнего строения пути (износ головок рельсов и их замена) и обтачивание бандажей колесных пар вагонов при возникновении ползуна или уменьшении толщины гребня.

Уменьшение износа колесных пар вагонов при башмачном торможении значительно сокращает эксплуатационные расходы, а техническое состояние колесных пар является одной из основ безопасности движения и надежности подвижного состава [1]. Оценивание и прогнозирование степени износа поверхности катания бандажей и гребней колесных пар при движении вагона юзом позволяет определить факторы, в наибольшей мере влияющие на величину износа и определить меры для уменьшения или предотвращения износа и эффективности применения башмачного

торможения и необходимости его замены на механизированное регулирование скорости движения отцепов.

Анализ исследований и публикаций

Степень влияния и факторы, влияющие на величину износа колесных пар исследовались во многих роботах. Исследование взаимодействия в системе «колесо-рельс» велось в [2, 3, 4, 5].

Результаты многолетних

исследований позволили сделать вывод, что на сталях в разных условиях реализуются четыре типа адгезийно-инициируемого износа: задир,

схватывание, заедание I и II рода [3].

При использовании тормозных башмаков на сортировочных горках происходят повреждения бандажей колесных пар и рельсов в следствии возникновения заедания I рода.

Причиной образования ползунов и наваров на колесах и пробуксовин на рельсах являются заедания II рода. Повреждение боковых поверхностей рельсов и гребней колес является следствием задира.

Заедание II рода возникает при нагреве поверхностей. Повысить сопротивляемость бандажей колесных пар и головок рельсов можно с помощью применения более термостойких материалов или легкоплавкой фазы, которая выполняет роль смазки после расплавления. Поскольку в процессе нагрева протекает отпуск закаленных поверхностей, то не целесообразно применять термические и механические

методы укрепления.

Заедание I рода возникает из-за высокоэнергетичного аморфного среза микро неровностей. Укрепление бандажей колесных пар и головок рельсов наклепкой, закалкой, легированием примесями не дает должного эффекта.

Цель работы

Основной целью данной работы является: анализ величин и факторов, влияющих на процесс роспуска отцепов на механизированной горке, на штат регулировщиков скорости движения вагонов.

Основная часть

Весь путь следования отцепов от вершины горки до башмакосбрасывателя

износа (рисунок 1). При этом расчетная длина пути ( L ) от вершины горки до расчетной точки будет постоянной для каждого пути: Lp = const. Расстояние от вершины горки до башмакосбрасывателя ( L ) для каждого пути тоже будет постоянным и будет равняться =

£ + £ , т.е. (£ + £ ) = const,

пасиен активна \ пасиен актиен/ ,

откуда £ пасиен = LПР - £ актиен , т.е. £ пасиен

зависит от £ и от расстояния от

вершины горки до башмакосбрасывателя, т.е. от LПР .

Рис. 1. Расположение участков активного и пассивного износа Длина участка активного износа колесной пары по рельсу), который

( £ актиен ) будет равняться длине т°рмозног° называется юзом ( £ юза X т.е. £ активн = £ юза . А

пути (участок скольжения подбашмаченной

в свою очередь зависит от скорости

движения отцепа (Уотцепа), которая в свою очередь зависит от массы (т отцепа), начальной скорости роспуска (УР ), плана и профиля горочной горловины

( Ьр, £х, 12, 'а°, п ), погодных условий

(скорость и направление ветра, температура окружающей среды, атмосферные осадки и рассчитывается согласно методике, изложенной в [6]), использование искусственных усилителей тормозного эффекта (песок), состояния поверхностей рельсов и других факторов.

Максимальная скорость входа вагона на тормозной башмак (У^мах) не должна превышать 4,5 м/с [6], а максимальная скорость выхода отцепа с башмакосбрасывателя (УВЬ1ХМШ) - 1,5 м/с

[6] для обеспечения безопасного сцепления вагонов между собой на сортировочных путях. Согласно [6] для снижения скорости движения отцепа от Увх к Увых необходимую длину юза можно определить по формуле

^ юза 10 г Т~

2• g -(е

V2 - V2

у ВХ у ВЫХ

,

I - уклон участка тормозного пути,

%.

Согласно [6] длина юза не должна превышать 15 м, для предотвращения возникновения ползуна на колесной паре или приваривания тормозного башмака к рельсу.

Величина основного удельного сопротивления движению отцепа составляет:

е0 =

е • ч +е • 42 + +е;

Чо '

где 4 , 4 , 4 - вес брутто вагонов в отцепе,

т;

основное удельное

сопротивление соответствующих вагонов, Н/кН;

Ч - общий вес отцепа, т. Величина сопротивления от среды и ветра составляет:

(

17,8 •

• Я + Ё Схх; •

Л

есв =

т

(273 + ч

х х ; ;

2 У т/2

р

ур2,

где УВХ - скорость входа отцепа на тормозной башмак, м/с;

Увыт - скорость выхода отцепа с башмакосбрасывателя, м/с;

g' - отношение величины веса частей вагона, которые вращаются к его общей массе, м/с2;

е0 - основное удельное сопротивление движению отцепа, Н/кН;

Юсв - удельное сопротивление от среды и ветра, Н/кН;

е

Ж

- удельное сопротивление от

стрелок и кривых, Н/кН;

- удельное сопротивление от

снега те инея, Н/кН;

еТ - искусственное сопротивление от тормозных средств, Н/кН;

где сх - коэффициент воздушного сопротивления первого вагона в отцепе;

сх х  - коэффициент воздушного

сопротивления вагонов в отцепе (кроме первого);

Я, Я. - площадь поперечного сечения

(мидель) соответственно первого и последующих вагонов в отцепе;

т

У Ч - вес отцепа с т вагонов, т;

1

V - относительная скорость

скатывания отцепа с учетом ветра, м/с;

^ - температура окружающего воздуха, С которая определяется для зимних неблагоприятных условий.

Величина искусственного удельного сопротивления, которое возникает при юзе

с

X

1

башмака и колеса заторможенной колесной пары по второму рельсу (щ ) согласно [6] составляет:

для одиночного вагона или нескольких вагонов с одинаковой нагрузкой на ось

щ = 103-ß-Пт-, n

для отцепа из нескольких вагонов с разной нагрузкой на ось

щ = 103 - ß -

Чо

щ = 103 - ß-

gl + 2 - ч4

8 - Чо

где ц - коэффициент трения башмака (и второго колеса по рельсу); Р0 - нагрузка на ось, т;

q 0 - общий вес отцепа брутто, т; п - общее количество осей в отцепе;

отцепе;

т

Ч4 ,

т

Ч4

Щ

hr = 10~3-щ - /

1 4 Ю

технологии работы регулировщиков скорости движения отцепов максимальное количество осей в отцепе, которые могут быть заторможены, равняется количеству вагонов в отцепе увеличенной на один, т.е.

nT = m +1,

где т - количество вагонов в отцепе.

Из формулы (6) получим общий вес вагонов, которые тормозятся в отцепе:

тТ = gl + 2 - ql =

103 -ß 8 - g0 - шТ

или с учетом количества четырехосных и восьмиосных вагонов в отцепе

- количество тормозных осей в

При этом количество осей, под которые укладывается тормозной башмак должно быть минимальным, т.е. щ ^ min . Очевидно, что общий вес вагонов, которые тормозятся в отцепе должен быть максимальным, т.е. ql + 2 - ql ^ max. Тормозные башмаки нужно укладывать под первую и наиболее нагруженные оси в отцепе.

Явочная численность

регулировщиков скорости движения вагонов определяется как частное от деления расчетного числа тормозных позиций или сортировочных путей, принимающих участие в роспуске составов

на

общий вес соответственно

четырехосных и восьмиосных вагонов, которые тормозятся в отцепе.

Энергетическая высота любого отцепа, которая гасится тормозным башмаком зависит от длины тормозного пути, т.е. от £ и от тормозного удельного

с сортировочных устройств

количество тормозных позиций или сортировочных путей, которые может обслужить один регулировщик скорости движения вагонов РБ :

P = P-

Для увеличения тормозного удельного сопротивления отцепов из нескольких вагонов, нужно укладывать башмаки под переднюю и промежуточные оси. Исходя из условий безопасности и

При этом Рс определяется по данным сортировочных листков или натурных листков за сутки максимальной работы месяца, заложенного в в действующий график движения поездов.

С учетом этого можно выделить следующие ограничения:

n

Т

^ВХМЛХ ^ 4,5м / с

УвЫХЫШ ^ 1,5м / с £,„„„ ^ min

П ^ min

qr + 2 • qr ^ max

Рч ^ min

На рисунке 2 приведен обобщенный алгоритм процесса расформирования составов на немеханизированной и механизированной сортировочной горке малой мощности.

31

Ввод или считывание исходных данных

Определение Увх при максимальной заданной Ур

Определение мт при заданной Увых и фиксированной длине юза Определение Ур и Увых, обеспечивающие возможность торможения

Определение возможных вариантов торможения: длинны юза и количества тормозных башмаков

Выбор оптимального варианта торможения из возможных

Осаживание

Ввод или считывание исходных данных

-I

Определение Увх при максимальной заданной Ур

3

Определение мт при Определение Ур и Увых, обеспечивающие

заданной Увых возможность торможения

к нет

Проверка возможности нет Необходимы особые условия роспуска

торможения на величину мт

уда да

Выбор оптимального варианта торможения из возможных Осаживание

1

Расчет параметров

роспуска

Расчет параметров роспуска

Вывод результатов расчета роспуска

Вывод результатов расчета роспуска

Конец

Конец

>

Рис. 2. Обобщенный алгоритм процесса расформирования составов на немеханизированной и механизированной сортировочной горке малой мощности

Вывод

Проанализировав существующие ограничения и с учетом динамических качеств горки и отцепа, и других факторов действующих во время роспуска на отцеп, возможно определить минимальное необходимое количество тормозных

башмаков и оптимальный порядок их укладывания под отцеп или оптимальный режим торможения, а также рассчитать необходимый штат регулировщиков скорости движения вагонов. Это позволит оптимизировать процесс торможения и для дальнейшего моделирования процесса роспуска составов на сортировочных

горках малой мощности при разных средствах торможения.

Список литературы:

1. Чеклов В.Ф., Панченко Ю.Ю., Сушарш С.В. Вплив системи «колесо-рейка» на регулювання швидюстю вщчетв на сортувальних прках мало! потужностi Збiрник наукових праць ДонГЗТ, Донецьк: Дон1ЗТ, 2006. - Випуск №7. - С. 49 - 57.

2. Моделирование системы колесо -рельс S. Iwnicki. Glasers Annalen, 2004, № 4, р. 140 - 149.

3. Марков Д.П. Трибология и ее применение на железнодорожном транспорте. - Труды ВНИИЖТ. - М.: Интекст, 2007. - 408 с.

4. Захаров С.М., Богданов В.М. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колеса и рельса. М.: Интекст, 2002. - 408 с.

5. Коган А.Я. Взаимодействие колеса и рельса при качении // Вест. ВНИИЖТ. -М., 2004. - Вып. 5. - С. 33 - 40.

6. Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм. - Москва: Техинформ, 2003. - 169 с.

Аннотации:

В статье детально рассмотрены факторы, влияющие на роспуск отцепов на немеханизированных сортировочных горках малой мощности, выделена система ограничений. На базе этого построен обобщенный алгоритм процесса расформирования составов на немеханизированной и механизированной сортировочной горке малой мощности.

Ключевые слова: сортировочная горка, тормозной башмак, процесс роспуска, отцеп, торможение, сопротивление, энергозатраты.

In the article details considered the factors influencing dissolution of uncoupling on nonmechanized hump yards of low power, the system of restrictions is allocated. On the basis of it is constructed the generalized algorithm of process of disbandment of structures on the nonmechanized and mechanized hump yard of low power.

Keywords: hump yard, brake boot, dissolution process, uncoupling, braking, resistance, energy consumption.

УДК 656.212

ПОХИЛКО С. П., к.т.н., доцент (Донецкий институт железнодорожного транспорта) ВИХОВСКАЯ Л.И., старший преподаватель (Донецкий институт железнодорожного

транспорта)

Технико-экономическое обоснование выбора оптимального вида локомотивной тяги при расформировании составов

Pokhilko S. P., assistant professor

Feasibility study for the selection of the optimal type of locomotive traction with the disbandment of compositions r

Введение

На сегодняшний день на железнодорожном транспорте возникла

проблема, которая связана с постоянным ростом цен на топливо. Данная тенденция влияет на увеличение себестоимости переработки одного вагона на сортировочных горках. Выше указанная