Что называется инерционным уклоном

Элементы продольного профиля трассы. Классификация уклонов. Сопряжение элементов продольного профиля.

Продольный профиль жд характеризуется крутизной, длинной и способами сопряжения смежных (соседних) элементов в точках их пересечения.

Крутизна элемента определяется его уклоном i, т.е. тангенсом угла наклона a элемента к горизонту. tga = 0.009 –> i = 9 ‰ –> 9 м на 1 км.

Точку сопряжения двух смежных элементов продольного профиля называют «перелом профиля». Перелом характеризуется алгебраической разностью сопрягаемых уклонов Δi = i₂-i₁ – разность уклонов.

Длину элемента профиля отождествляют с её проекцией на горизонтальную плоскость; при относительно малой крутизне уклонов продольного профиля, применяемых на жд, допускаемая при этом погрешность незначительна.

Классификация уклонов:

1. Ограничивающий уклон – это уклон, который ограничивает max крутизну элементов продольного профиля

2. Уклоны проектирования – это уклоны, которые оказывают влияние на баланс энергии движущегося поезда (режим движения поезда)

F_к(р) – расчётная сила тяги;

P – масса локомотива;

Q – масса состава вагонов:

w₀’ и w₀’’ – основные удельные сопротивления соответственно локомотива и вагонного состава

Уклон усиленной тяги – iус (уклон кратной тяги – iкр) – это уклон крче руководящего, в общем случае неограниченной протяжённости, преодолеваемый поездом расчётной массы с расчётной скоростью с 2-мя или несколькими локомотивами.

n – число локомотивов

max усиленный уклон

в 2 раза больше руководящего

Уравновешенный уклон – iур – это уклон круче руководящего в общем случае неограниченной протяжённости, применяемый в «негрузовом» направлении при ярковыраженной неравномерности перевозок по направлениям

Qобр – масса поезда в обратном направлении

Инерционный уклон – i_j – это уклон круче руководящего ограниченной протяжённостью, преодолеваемой поездом расчётной массы не только за счёт силы тяги, но и за счёт запаса кинетической энергии, накопленной поездом на предыдущем участке

Вредные уклоны – это уклоны, требующие торможения (что бы не превысить max допустимую скорость на спуске)

Предельный безвредный уклон примерно равен основному сопротивлению поезда в режиме холостого хода (w_ох) ≈ 1,5 – 2,5 ‰

Средний уклон – iср – уклон, определяемый между двумя точками на профиле без учёта отметок промежуточных точек (в тяговых расчётах он называется спрямлённым уклоном)

Эквивалентный уклон – iэк – уклон, численно равный сопротивлению от кривой

Приведенный уклон – iк – представляет собой алгебраическую сумму действительного и эквивалентного уклонов

i_к = ±i_д + i_эк

Источник

Инерционный уклон тоже превышает руководящий, но преодолевается при движении поезда расчетной массы с одним основным локомотивом на подъем за счет совместного использования силы тяги локомотива F_кр и кинетической энергии поезда, накопленной на предыдущем участке (рис. 3.2).

Целесообразно использование инерционного уклона на участке, которому предшествует затяжной спуск. Чем круче инерционный уклон, тем на меньшей длине его можно допустить при условии, что на выходе с инерционного подъема скорость поезда не должна быть меньше расчетно-минимальной V_р.

Применение инерционных уклонов позволяет уменьшить объемы работ и строительную стоимость линии. Особенно эффективно их применение на малодеятельных участках, когда непредвиденное снижение скорости или остановка поезда на инерционном подъеме не приведет к серьезным эксплуатационным затруднениям в движении грузовых поездов. Величина и длина инерционных уклонов определяется расчетом и обосновывается сравнением вариантов возможных решений.

Рис. 3.2. Участок с инерционными уклонами:

а) возможное сочетание руководящего и инерционных уклонов;

б) кривая скорости движения поезда V(S) на рассматриваемом

Наряду с ограничивающими уклонами, в практике проектирования железных дорог достаточно часто используется и ряд других уклонов. Среди них – вредные i_в и безвредные спуски или уклоны i_бв. Вредными считают участки спусков, в пределах которых происходит торможение поезда (рис. 3.3). На таких участках увеличивается износ тормозных колодок и бандажей колес, увеличиваются расходы по текущему содержанию пути и одиночный выход рельсов. Спуски, в пределах которых торможение не применяется, называются безвредными. Из рис. 3.3 следует, что уклон, больший по величине, может быть безвредным, а один и тот же по величине уклон может быть и вредным и безвредным. Результат зависит от крутизны и протяженности предшествующих и рассматриваемых элементов профиля, а также от скорости движения поезда в их пределах.

Рис. 3.3. Установление безвредных и вредных спусков по кривой скорости V(S): 0, 8, 5 и 3 – величины уклонов продольного профиля, ‰; 1 – участки безвредного спуска; 2 – участок вредного спуска

В практических расчетах часто используются также понятия: средний уклон i_ср; спрямленный уклонi_с; уклон, эквивалентный сопротивлению от кривых, i_э; приведенный уклон i_п; смягченный уклон i_см и уклон трассирования i_тр.

Средний i_ср или спрямленный i_с – это усредненный уклон участка продольного профиля, включающего несколько элементов с уклонами одного знака.

Уклон, эквивалентный дополнительному сопротивлению от кривых i_э, ‰, численно равен дополнительному сопротивлению движению поезда в кривых, измеряемому в Н/кН и определяется по формуле:

, (3.3)

если весь поезд находится в кривой, то есть К> l_п или

, (3.4)

если длина поезда превышает длину рассматриваемого участка пути с расположенными на нем частью кривой, одной или несколькими кривыми. Здесь l_п – длина поезда, м, а – часть угла, угол или сумма углов поворота в пределах рассматриваемого участка пути, град.

Если на элементе профиля или его части длиной l > l_п кривые расположены в непосредственной близости друг от друга, то i_э определяется по формуле, аналогичной (3.4):

. (3.5)

Приведенный уклон i_п представляет собой алгебраическую сумму действительного уклона элемента профиля i и эквивалентного уклона i_э, то есть i_п = ± i + i_э.

Смягченный уклон i_см равен руководящему (или другому ограничивающему) уклону, уменьшенному на величину уклона, эквивалентного дополнительному сопротивлению от кривых i_э, то есть i_см = i_р – i_э. Уклон трассирования по своей сущности тоже смягченный, но при его расчете уклону i_э присваивается среднее значение i_{э (ср)}, условно учитывающее наличие кривых в пределах каждого километра будущего участка напряженного хода, то есть i_тр = i_р – i_{э (ср)}.

Источник

Проектирование продольного профиля ждп

Элементы продольного профиля

Продольным профилем называется проекция трассы на вертикальную цилиндрическую поверхность.

1. Уклон элемента – ;

3. Способы сопряжения элементов профиля.

Крутизна элемента определяется его уклоном, т.е. tg угла наклона к горизонту

Длина элемента продольного профиля измеряется между двумя соседними точками перелома профиля по горизонтальной проекции;

Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов –

Классификация уклонов продольного профиля:

Различают две группы уклонов продольного профиля:

Руководящие уклоны ;

Уклон кратной или усиленной тяги ;

Уравновешенный уклон ;

Инерционный уклон ;

2. Уклоны проектирования:

Вредный, безвредный, предельно-безвредный;

Эквивалентный уклон

Приведенный уклон

Спрямленный уклон .

Руководящий уклон

Руководящий уклон – называют бесконечный подъем по которому поезд расчетной массы может двигаться сколь угодно долго с расчётно-минимальной скоростью.

, тонн

, тонн

Где — расчетная сила тяги локомотива;

— вес локомотива;

= — руководящий уклон;

, — основное сопротивление движения состава и локомотива, зависит от скорости;

— вес поезда по максимальной силе тяги;

Руководящий уклон зависит от топографической местности, от расчетных размеров перевозок, от вида тяги и типа локомотива, веса грузового поезда и от полезной длины приемоотправочных путей, от линий примыкания.

При всех недостатках руководящий уклон имеет положительный момент связанный с уменьшением объема строительных работ, уменьшения строительной стоимости, сокращения длины линии. Как недостаток – увеличиваются эксплуатационные расходы.

Уклон кратной или усиленной тяги

Это уклон, круче руководящего преодолеваемый за счет постановки в состав дополнительных локомотивов той же серии, что и основной локомотив (тяга будет уже называться кратной) или другой серии (усиленная тяга).

Уклон кратной тяги применяется с целью преодоления высотных препятствий.

Уравновешенный уклон

Уравновешенным уклоном называют уклон круче руководящего используемый на линиях с устойчивой во времени и ярко выраженной неравномерностью перевозок по направлениям.

Достоинства – сокращение длины линии, уменьшаемые объемы земляных работ. Рост эксплуатационных расходов.

Инерционный уклон

Это уклон круче руководящего, используемый для преодоления значительных подъемов за счет сил тяги локомотива и кинетической энергии поезда накопленной на подходных участках.

Уклоны проектирования

Спуски на которых применяется торможение, приводящее к потере кинетической энергии поезда, а так же к значительному износу ПС и элементов пути называется вредным.

Безвредными уклонами называются уклоны с небольшими спусками, на котором скорость не достигает конструктивной и торможение не применяется. Одно и тоже значение уклона может быть вредным, а может быть и безвредным.

Предельно-безвредный уклон определяется по условию равномерного движения поезда на спуск с максимальной скоростью, когда сопротивление от уклона уравновешивается основным сопротивлением поезда в режиме холостого хода (х/х)

Эквивалентный уклон это уклон, величина которого соответствует дополнительному сопротивлению от кривой.

Приведенный уклон – это сумма действительного и эквивалентного уклонов

, ‰

Спрямленный уклон – это средний уклон на профиле определенный без учета промежуточных точек.

Источник

Уклоны ограничивающие и проектирования

Ограничивающие уклоны определяют наибольшую допускаемую крутизну элементов продольного профиля, а уклоны проектирования влияют на баланс энергии движущегося поезда.

Руководящимназывается наибольший уклон неограниченного протяжения, на котором при движении на подъем с одиночной тягой грузового поезда расчетного веса скорость его равна расчетно-минимальной.

Величина руководящего уклона по известной весовой норме поезда, типе локомотива и вагонов определяется по формуле

где F_к(р) — расчетная сила тяги локомотива при расчетно-минимальной скорости движения, кг;

Р — расчетный вес локомотива, т;

w₀ — средневзвешенное основное удельное сопротивление движению поезда, кг/т; i_р — руководящий уклон (подъем), ‰/

Величина руководящего уклона зависит от ряда факторов и выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от значения проектируемой линии, размеров и динамики роста перевозок, топографических условий района проектирования, от условий унификации весовых норм на новой и существующей линиях, к которым примыкает проектируемая.

Наибольшая величина руководящего уклона зависит от следующих факторов:

· значительным снижением веса состава при крутых руководящих уклонах;

· ограничением скоростей движения на крутых спусках по условиям торможения.

Вопрос о наименьшей величине руководящего уклона связан с обеспечением трогания с места поездов расчетного веса на остановочных пунктах:

где F_{K (тр}) — сила тяги, развиваемая локомотивом при трогании

состава с места, кг;

w_(ТР) — основное удельное сопротивление движению поезда

при трогании с места, кг/т;

i_{к (тр)} — приведенный уклон элемента профиля, на котором произошла остановка поезда, ‰.

Для наиболее неблагоприятных условий наименьшая величина руководящего уклона находится обычно в пределах 3—3,5‰.

Уравновешенный уклонявляется руководящим уклоном негрузового направления дороги. Применяется при резко выраженной неравномерности грузопотоков по направлениям, когда величина грузового потока порожнего направления менее 0,6 грузового.

Меньший грузопоток и, как следствие этого, меньший вес поездов в обратном, негрузовом направлении позволяет увеличить в этом направлении величину руководящего уклона по сравнению с руководящим уклоном грузового направления и снизить стоимость строительства.

Наибольшая величина уравновешенного уклона определяется из условия равенства расчетной силы тяги полному сопротивлению движения поезда в негрузовом направлении:

где w_{0 (Обр)} — основное удельное сопротивление поезда в негрузовом направлении, кг/т;

Q_0бр — вес поезда в негрузовом направлении, т.

Уклоном кратной тягиназывается уклон, круче руководящего, преодолеваемый поездом расчетного веса, ведомым несколькими (обычно двумя) локомотивами, как правило, одинаковой мощности.

Применение уклонов кратной тяги на участках, где на больших протяжениях (15—20 км) крутизна уклона местности значительно больше величины руководящего уклона железной дороги, позволяет существенно сократить длину дороги и уменьшить объем строительных работ.

Наибольший допускаемый уклон при тяге двумя локомотивами определяется по формуле:

где F’_к(р) и F”_к(р) — расчетная сила тяги соответственно первого

и второго локомотивов, кг;

Р’ и Р» — расчетный вес первого и второго локомотивов, т.

В практике проектирования подъездных железных дорог вследствие малой длины их уклон кратной тяги применяют для вывозки полновесных поездов маневровыми локомотивами.

Инерционнымназывается уклон круче руководящего, преодолеваемый поездом при движении его на подъем за счет силы тяги локомотива и кинетической энергии поезда, накопленной им при спуске с уклона, предшествующего подъему. Инерционный уклон может быть применен на участке ограниченной длины, величина которого зависит от крутизны преодолеваемого за счет разгона поезда инерционного уклона:

где v_н и v_к — скорость в начале и конце инерционного подъема, км/ч;

f_к(ср) и w_о(ср) — средние значения удельной силы тяги локомотива и основного средневзвешенного сопротивления поезда в интервале скоростей от v_n до v_k.

Применение инерционных уклонов дает экономию при строительстве за счет уменьшения объемов земляных работ. Однако в случае уменьшения скорости подхода поезда (против расчетной) к инерционному подъему может быть нарушена бесперебойность движения поездов. Поэтому инерционные уклоны применяют исключительно редко.

Безвредным уклономназывают спуск, при котором не применяют торможение.

Вредныминазываются более крутые уклоны, на которых при спуске поезда применяют торможение.

Среднимназывается уклон между двумя крайними точками участка без учета промежуточных уклонов на этом участке.

Уклон, эквивалентный сопротивлению движения поезда от кривойi_э(к)

Этот уклон равен сопротивлению от кривой и определяется в ‰ по формулам:

а) при длине кривой, равной длине поезда или превышающей ее:

б) при длине кривой менее длины поезда:

в) если поезд располагается одновременно на нескольких кривых:

где R — радиус кривой, м;

α — угол поворота на протяжении кривой, град.;

L_п — расчетная длина поезда. (Если элемент с рассматриваемым уклоном короче длины поезда, то вместо L_п принимается длина элемента профиля в м.);

2α — сумма углов поворота кривых, на которых располагается поезд, град.

Приведенным(фиктивным), уклономназывается сумма, действительного уклона элемента профиля и уклона, эквивалентного сопротивлению движения поезда от кривой, т. е.

В этой формуле действительный уклон принимается при движении поезда на подъем со знаком плюс, а при движении под уклон — со знаком минус. Поэтому приведенный уклон для одного и того же участка различен для движения «туда» и «обратно».

Дата добавления: 2016-12-09 ; просмотров: 6543 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

При проектировании железных дорог различают группу ограничивающих, или наибольших, уклонов и ряд других специальных уклонов (или уклонов проектирования), используемых в тех или иных расчетах.

К ограничивающим относят: руководящий уклон i_р, уравновешенный уклон i_ур, уклон усиленной i_ус или кратной i_кр тяги и инерционный уклон i_j.

Величина руководящего уклона определяется из условия, что при движении грузового поезда расчетной массы по такому уклону достаточно большой протяженности на подъем с одиночной тягой его скорость становится постоянной и равной расчетной скорости для принятого типа локомотива. Расчетная, или минимальная расчетная, скорость движения поезда по перегону устанавливается для каждого типа локомотива конструктивно, исходя из наиболее эффективного использования его тяговых качеств.

Расчетная масса брутто состава грузового поезда Q, т, определяется из этого же условия равномерного движения поезда по руководящему подъему с расчетной скоростью, когда мощность и тяговые качества локомотива используются наилучшим образом [8]:

, (3.1)

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива, Н, соответствующая расчетной скорости локомотива V_р, принимается в зависимости от типа локомотива;

и – основные удельные сопротивления движению локомотива (в режиме тяги) и состава вагонов, Н/кН, при скорости V_р; и зависят также от характеристики железнодорожного пути (звеньевой или бесстыковой), а , кроме того, – от типа вагонов и нагрузки на ось вагона (для грузовых вагонов).

Таким образом, руководящий уклон, масса состава вагонов и мощность локомотива тесно взаимосвязаны.

С увеличением i_р масса состава и, следовательно, провозная способность железной дороги уменьшается. Повышение провозной способности железной дороги в перспективе может потребовать значительных затрат. Для увеличения массы состава на линиях с крутыми руководящими уклонами можно применять несколько секций локомотивов, но при этом следует иметь в виду, что допустимые продольные усилия в поезде ограничены [7, п. 1.4.6].

Ограничения предупреждают разрыв сцепки при трогании поезда и движении на подъем, а также выжимание вагонов при подталкивании и электрическом торможении при помощи локомотивов. С другой стороны, использование более крутых уклонов дает, как правило, возможность уменьшить длину и строительную стоимость линии, а при значительном сокращении длины линии – снизить и расходы по ее эксплуатации.

Руководящий, как и все другие ограничивающие уклоны, должен выбираться на основании технико-экономических расчетов с учетом топографических условий местности, размера, характера и темпов роста перевозок на перспективу, во взаимосвязи с расчетной массой поездов, мощностью локомотивов и другими параметрами проектируемой дороги, а также с учетом параметров и оснащения примыкающих железнодорожных линий.

На новых железнодорожных линиях руководящий уклон в грузовом направлении не должен превышать [2]: 9 ‰ – на особо грузонапряженных и 12, 15, 20 и 30 ‰ – соответственно на линиях категорий I, II, III и IV. В трудных и особо трудных условиях на подъездных путях категории IV допускается применять i_р до 40 ‰. На новых скоростных линиях i_р не должен превышать 20 ‰. На международных магистральных линиях руководящий уклон следует принимать не более 12,5 ‰, что соответствует Европейскому соглашению о международных магистральных железнодорожных линиях, к которому наша страна присоединилась в 1986 году.

Уклон усиленной тяги (рис. 3.1, а) круче руководящего и преодолевается поездом с массой состава, которая рассчитывается по формуле (3.1), за счет дополнительных локомотивов. Как правило, такой уклон используется для преодоления поездом значительных сосредоточенных высотных препятствий, когда использование руководящего уклона приводит к существенному удлинению линии. Если основной и дополнительные локомотивы одинаковы, то такой уклон называется уклоном кратной тяги. Применение i_ус или i_кр позволяет сократить длину линии, уменьшить объемы работ, а возможно, и избежать сооружения дорогостоящего тоннеля. С другой стороны, организация работы дополнительных локомотивов требует соответствующих затрат на их приобретение и приводит к увеличению эксплуатационных расходов. Уклон усиленной или кратной тяги можно определить по формуле, вытекающей из условия (3.1):

Источник