TURINYS
Įvadas I. Skirstomojo kalnelio sąvoka II. Pagrindiniai skirstomojo kalnelio elementai bei jų paskirtis III. Veikiančios dinaminės jėgos ir energijų aukščių suminė IV. Krovinių paskirstymo parkas Išvados Literatūra
ĮVADAS
Geležinkeliai, kaip masiškiausias, pigiausias ir ekologiškai švariausias transportas, ir ateityje bus viena svarbiausių transporto rušių. Geležinkeliui didžiausią pelną duoda krovinių gabenimas. Lietuvoje krovininiai vagonai rūšiuojami septyniose stotyse, iš jų keturiose yra įrengti mechanizuoti vagonų skirstymo kalneliai. Mechanizuoti ir automatizuoti skirstymo kalneliai atlieka pagrindinį vaidmenį krovininių vagonų parke. Apžvelgsime pagrindines skirstymo kalnelio savybes, charakteristikas, struktūrą ir kt.
I. Skirstomojo kalnelio sąvoka
Šiuolaikinis skirstomasis kalnelis susideda iš kelio įrenginių komplekso, energija tiekiančių įrengimų, automatinių įrengimų, telemechaninių ir ryšių prietaisų, jungiančių mechaninius įrenginius ir užtikrina automatinius procesus bei traukinių valdymą. Priklausomai nuo vagonų ir kelių, į kuriuos vagonai turi būti paskirstyti, skirstomieji kalneliai gali būti didelio, vidutinio ir mažo pajėgumo. Skirstomojo kalnelio galingumas paaiškėja, išnagrinėjus techninius, ekonominius paskaičiavimus, kurie priklauso nuo krovinių pervežimo apimties, reikalingų paskirstymo kelių skaičiaus bei kalnelio struktūros. Šiuolaikiniai skirstomieji kalneliai aprūpinami vagonais stabdikliais, kalnelio automatinių prietaisų centralizacijos įrenginiais (t.y. pagrindinis dėmesys sutelkiamas į jungiamuosius elementus), automatinio greičio valdymo nuleidžiant sąstatus įrenginiais, kartu su sisteminiu uždaviniu automatinio greičio mažinimui ir nuotoliniu valdymu kalnelio lokomotyvams.Nedidelio galingumo kalnelio pirmajame eksploatacijos periode vietoj centralizuoto automatinio reguliavimo įrenginio gali būti pakeistas elektrine, jungiamąja strėle. O vietoje vagonų stabdiklių nedidelis stabdymo mechanizmas, distancinio valdymo trinkelių pakėlimo- nuleidimo prietaisas. Nuo skirstomojo kalnelio galingumo priklauso judėjimo,nuleidimo bei apėjimo kelių, stabdymo pozicijų skaičius, sureguliuotas greitis ir paleidimo režimas, bei būtinasis techninis aprūpinimas, užtikrinantis sklandų visų, išvardintų elementų veikimo procesą.
Skirstomųjų kalnelių ir jų pagrindinių savybių (charakteristikų) klasifikacija:Esminės charakteristikos Didelio pajėgumo skirstomasis kalnelis Vidutinio pajėgumo skirstomasis kalnelis Mažo pajėgumo skirstomasis kalnelisVagonų paskirstymo jėgos Sunkio jėga Sunkio jėga Sunkio jėgaVagonų paskirstymo pajėgumai per vieną parą 5000 ir daugiau 2000-5000 250-2000Kelių skaičius paskirstymo 30 ir daugiau 17-20 Iki 16Kelių skaičius (įvažiuojančių) 3-5 2 1Kelių skaičius (nuleidžiamųjų) 3 1-2 1Kelių skaičius (apvažiuojamųjų) 2 1 1Stabdymo pozicijų skaičius 3 2 1Atstumas nuo ribinio stulpelio žymeklio padėties skirstomojo iešmo iki atskaitos taško, m 100 80 50Greitėjimo kampas(nuo kalnelio nuolydžio) % 55-40 55-35 Mažiau nei 25Nusileidimo greitis km/h 5 5 3,5Sąstato išformavimo pobūdis lygiagretusis nuoseklusis nuoseklusisTechninis aprūpinimas АРС ГАЦ АЗСР ТГЛ vagonų stabdikliai visose pozicijose ГАЦ АЗСР vagonų stabdikliai dviejose pozicijose ГАЦ arba ЭЦ vagonų stabdiklis vienoje pozicijoje
II. Pagrindiniai skirstomojo kalnelio elementai bei jų paskirtis
Šiuolaikinį skirstomąjį kalneli sudaro kelios elementų grupės- dalys: judamoji, perkeliančioji ir nuleidžiamoji. Užslenkamosios dalies paskirtį galima būtų apibrėžti kaip tą proceso etapą, kuriame vagonai užstumiami ant kalnelio viršūnės ir paruošiami išskirstymui. Užslenkamojoje dalyje yra atvykimo kelias, kuris jungia kalnelio viršūnę su vagonų priėmimo dalimi, o esant lygiagrečiam išdėstymui priėmimo ir rūšiavimo, su kalnelio ištempimu. Kalnelio elementas, kuriuo sujungta judamasis kelias ir nusileidimo greitintojas, besileidžiančios dalies, vadinamas, perkėla. O viršūnės kampo vertikalioji linija, besiliečianti su greitėjimo nuokrypiu ir horizontaliąja tiesiąja, einančia per kalnelio perkėlą, vadinama kalnelio viršūne. (1 pav.)
1 paveikslas
Įrengiant kalnelį su dviem ar daugiau judėjimo kelių, galima vienu metu atlikti dvi operacijas- išformuoti du sąstatus. Kalnelio viršūnė projektuojama laikantis nuostatų, kad darbai bus atliekami žiemos sąlygomis (orientuojamasi į blogiausias įmanomas meteorologines sąlygas). Kalnelio elementas, kuris leidžia atkabinti vagonus nuo sąstato ir juos greitai ir saugiai paleisti riedėti kitais keliais, vadinamas nuleidžiamąja dalimi. Ši dalis paprastai yra tarp kalnelio viršūnės ir atskaitos taško, kuris priklausomai nuo kalnelio galingumo yra nutolęs 100, 80 arba 50 metrų nuo ribinio stulpelio atskaitomojo kelio.
Nuleidžiamojoje dalyje taip pat įrengiami stabdžiai, kuriais reguliuojama, atkabinimo greitis.Reikalavimai skirstomajam kalneliui.(2, 3 pav.)Užslenkamajai skirstomojo kalnelio daliai keliami reikalavimai: 1) turi būti užtikrinta sąstato pajudėjimas iš vietos esant bet kokiai jo padėčiai,2) specialių prietaisų vagonų atkabinimui sukūrimas,3) užtikrinti sąlygas, kad sąstatas galėtų judėti bet kokiu greičiu.
2 paveikslas(skirstomojo kalnelio užslenkamosios dalies galimi variantai (brėžinys iš šono.))
3 paveikslas(vaizdas iš priekio, kai yra du lygiagretūs keliai)
Kiekvienas skirstymo kalnelis charakterizuojamas šiais parametrais:1. skaičiuojamasis kalnelio ilgis – atstumas nuo kalnelio viršūnės iki skaičiuojamojo taško.2. kalnelio aukštis – kalnelio viršūnės ir skaičiuojamojo taško aukščio skirtumas.3. stabdymo įrenginių pajėgumas – stabdymo įrenginių suminis arba slopinamas energetinis aukštis.4. kalnelio perdirbimo pajėgumas – maksimalus per parą nuleidžiamų nuo kalnelio vagonų skaičius
Be nurodytų parametrų, kad saugiai būtų išformuojami sąstatai projektuojant SK įvertinami intervalai tarp vagonų atkabinimo prie įvairių iešmų ir stabdiklių.
Vagonų nuleidimo sąlygos skaičiuojant kalnelio matmenisSąlygos Skaičiavimo atstumas Kelias vėjas temperatūraKalnelio aukštis P Sunkus Priešpriešinis MinusinėNusileidimo kalnelio profilis OX lengvas Tos pačios krypties Aukštesnė už nulįStabdymo sistemų galingumas Atstumas tarp atkabinimų ties skirstomaisiais iešmais ir stabdžių pozicijoje P-X-P Sunkus, įvairus gruntas Priešpriešinis Minusinė
III. Veikiančios dinaminės jėgos ir energijų aukščių suminė
Pagrindinės dinaminės jėgos nuo skirstomojo kalnelio riedančio vagono.Supratimas apie energijų aukščio suminę. Tam, kad suprastume šiuos terminus, išnagrinėsime pavyzdį, kai vagonas rieda nuožulnia plokštuma (4 pav.)
4 paveikslas(Jėgos,kurios veikia vagoną, besileidžiantį nuo skirstomojo kalnelio.. )
Vagono judėjimą ax ašies atžvilgiu aprašo tokia lygtis.:
mx =Q sin α – Wx- vagono pagreitism- vagono masėžinodami, kad kalnelio viršūnės kampas alfa nėra didesnis nei keturi laipsniai (maksimali reikšmė SK kampo) randame sin α= tg α = h/l= i*10 -3 , kur i- skirstomojo kalnelio nuolydis, (%). Manykime, kad trinties jėga proporcinga vagono svoriui, todėl W formulė. W= Qw*10 -3 kur w- vagono trinties jėga. Atlikus skaičiavimus, galutinė formulė gaunama- mx=Q(1-W) *10 -3 Vagono trinties jėgas galime skirti į pagrindinę ir papildomą. Pagrindinė jėga veikia visą laiką judant vagonui, ji yra trinties jėga į bėgius ir vagono riedmenų įrenginiuose. Papildoma jėga atsiranda dėl kreivų kelių (daromų posūkių), smūgių į bėgių jungtis, iešmų ir oro pasipriešinimo, todėl vagonų pasipriešinimo jėgą galima apibrėžti taip:W=i-(a/g)* 10 -3 a-x- vagono pagreitis,g`- sunkio jėgos išvestinė.Iš šios formulės matyti, kad dydis w priklauso nuo vagono judėjimo ypatybių, kurios taip pat susiję su vagonų pagreitėjimu tokiuose ruožuose. Taikydami kinetinės energijos pokyčių teorema, galime išsiaiškinti aukščių energijos suminę. Pagal formulę mv12 /2- mv02 /2= Q(i-w)l*10 -3 gauname kinetinę energiją. Dešinė pusė, tai sunkio ir pasipriešinimo jėga ruože l, kurio nuolydis i, o v0 ir v1- vagono pradinis ir galinis greičiai ruože l. Išreiškę m per Q/g` ir abi formulės puses padalinę iš Q, turime v12/2g` – v12 /2g`= il* 10 -3 – wl*10 -3 Arba galime pereiti prie energetinių aukščių (5 pav.) hv1- hv0= il* 10 -3 – wl*10 -35 paveikslasTurėdami grafiką, galime užrašyti h+ hv0= hv1+ hw arbahv1 – hv0= h – hwkur hv1- energetinis vagono aukštis, ruožo l pabaigoje, hv0- energetinis vagono aukštis judėjimo pradžioje, h- nusileidimo plokštumos aukštis, hw- prarastas energetinis aukštis, nugalint visas pasipriešinimo jėgas ruože l.
Jėgos, veikiančios vagono atkabinimą ir jo leidimąsi nuo skirstomojo kalnelioDetaliau pažvelgsime į jėgas, veikiančias atkabinant vagoną ir jam leidžiantis nuo kalnelio. Šioms jėgoms priklauso-1) jėgos, padedančios judėti atkabintam vagonui, kurios atsiranda leidimosi pradžioje kai vagoną pastumia lokomotyvas, o vėliau, kai vagonas juda nuožulnia plokštuma,2) jėgos, trukdančios judėti atkabintam vagonui. Jos atsiranda anksčiau aptartų sąlygų dėka (trintis, priešpriešinis vėjas etc.)
6 paveikslasJėgos, kurios veikia atkabintą vagoną ir padeda jam judėti kiekviename duotame taške k charakterizuojamos pilnu energetiniu aukščiu- hs (pvz, 6 paveikslas)
hs = hK + hv0Kur hk- skirstomojo kalnelio ir duoto taško aukščių skirtumas ir hk = HГ – HKPasipriešinimo jėgos, veikiančios atkabintą vagoną, charakterizuojamos ruože l taip: hw = hw0 + hwcp + hwc + hwkhw0, hwcp , hwc , hwk – aukščių energijos nuostoliai. Energijos nuostolių aukščiai charakterizuojami greičiu. Kiekviename taške atikabinto vagono greitis m/s v= 2g`hv (saknis turi but, bet psichas kompas neveikia normaliai)Pagreitis priklauso nuo judančios vagono dalies ir jo viso svorio, tai galima paskaičiuoti g`= g/ (1+ γ)Kur g- laisvojo kritimo pagreitis 9,8m/s2, gama- masės padidėjimo koeficientas, lygus 4,n/q, kur n- ašių skaičius, q- vagono svoris, bruto.g` = 9.81q/(q+ 4.2n)Iš čia galima rasti ir energetinį aukštį hv= v2/ 2g`
IV. Krovinių paskirstymo parkas
Pagrindiniai reikalavimai krovinių paskirstymo parkui:1) trumpiausias skirstomasis kelias 2)projektuoti taip, kad vagonus judančius tuo keliu veiktų kaip įmanoma mažesnės pasipriešinimo jėgos.
Projektuojant rūšiavimo kalnelius reikia tenkinti 5 sąlygas:1. judėjimo saugumas2. reikalingas stoties praleidžiamumas3. projeto kompleksiškumas (apsauga, gamtos apsauga…)4. ekonominis atsipirkimas5. tolesnis stoties tobulėjimas
Egzistuoja 3 skirstymo kalnelių projektavimo etapai:1. skirstymo kalnelio parametrų analitinis skaičiavimas ir mąstelinis jo plano sudarymas.
2. skirstymo kalnelio aukščio skaičiavimas ir nusileidimo profilio projektavimas, bei stabdymo pozicijų galingumo skaičiavimas.3. skirstymo kalnelio profilio patikrinimas ir jo perdirbimo apimties nustatymas.Atsižvelgiant į minėtus reikalavimus, padidėja skirstomojo kalnelio našumas, juo gali pravažiuoti daugiau traukinių sąstatų ir sumažėja išlaidos statybai ir eksploatacijai bei stabdikliams, kai sumažinamas kalnelio aukštis. Projektuojant krovinių paskirstymo parką, svarbu dar iki skirstomojo kalnelio aukščių apskaičiavimo ir stabdiklių numatymo, nustatyti stabdymo vietas. Reikia neužmiršti, kad negalima trumpinti stabdymo kalnelio pakilimo nuotolio nuo viršūnės iki pirmojo iešmo. Nes tai gali sukelti vagonų griūtis nuo bėgio, arba pirmojo stabdiklio, esančio tarp kalnelio viršūnės ir pirmojo iešmo. (tuo atveju, ). Šitie atstumai svarbūs išformuojant sąstatus ir jie negali būti trumpesni nei apskaičiuota. Skirstomojo kalnelio prieigose yra šie konstrukciniai elementai:Iešmai, vagonų lėtikliai, matavimo priemonių barai (kai kalnelis automatizuotas), ГАЦ АЗСР priemonių panaudojimas.
Atstumo tarp kalnelio viršūnės ir pirmojo iešmo suradimas
Skirstomojo kalnelio ilgis L susideda iš dviejų elementų- 1) atstumas nuo kalnelio viršūnės iki pirmojo iešmo atsiskyrimo taško (L1)2) atstumas nuo pirmojo iešmo atsiskyrimo taško iki apskaičiuotojo taško. (L2)ilgis antrojo elemento imamas iš krovinių skirstymo parko plano, ilgis pirmojo elemento apskaičiuojamas.
Čia gali būti du atvejai:1. pirma stabdymo pozicija yra ant pirmojo iešmo
2. antroji stabdymo pozicija už pirmojo iešmo
Pirmu atveju, iš paveikslėlio matyti, kad L1= l1+l2+l3Kur l2- ilgis pirmojo stabdiklio ir l3- ilgis ruožo tarp stabdiklio ir iešmo pradžios, l1- atstumas nuo kalnelio viršūnės iki stabdymo pozicijos, tai yra greitėjimo (įsibėgėjimo) ruožas.
Antruoju atveju, L1= l1+lnp,Kur lnp – žinomas priešiešminis ilgis, o l1- atstumas nuo kalnelio viršūnės iki pirmojo iešmo.
IŠVADOS
Šiuolaikinis mechanizuotas ir automatizuotas skirstomasis kalnelis yra labai sudetingas.Tačiau visiškai pilnai apskaičiuotų stabdymo pozicijų, įrengtų tinkamų stabdiklių ir kt. įrenginių pagalba, skirstomasis kalnelis atlieka savo funkcijas greitai ir be jokių kliučių. Taigi, be šio skirstymo kalnelio geležinkelio stotis nėra pilnavertė, ir galima teigti kad jis yra nešvengiama krovinių stoties parko sudedamoji dalis.
Literatūra:
• „ПРАВИЛА ПЕРЕВОЗОК ГРУЗОВ“ МОСКВА, 1977m.
• L. P. Lingaitis “Vagonų eksplotavimas” 1999m.
• „PROJEKTYRAVANIJA SORTIROVANICH GORAK“ LENINGRAD, 1987m. V.E. Pavlov, M.M. Uzdin