Конструктивная высота горки: Конструктивная высота горки (Нк) складывается из суммы произведений длин и уклонов участков профиля, т.е.:

Конструктивная высота горки (Нк) складывается из суммы произведений длин и уклонов участков профиля, т.е.:

Таблица 2.3 – Параметры горочной горловины на 40 путей

Обозначение эле-

lэл, м

iэл, ‰

hэл,

lк, м

αэл,

nэл,

ментов горловины

 

 

м.э.в

 

град

стрел.

СК1

+

 

 

 

9,46 или

1

 

9,19

 

 

 

4,73

 

СК2

28,80

 

 

 

2,37

1

ТП1

49,17

 

 

 

7,73

—

ПP

48,47

 

 

 

13,63

1

ТП2

40,36

 

 

 

3,54

—

СЗ

91,71

 

 

 

32,27

3

СП1

73,86

 

 

 

24,58

—

ТП3

14,50

 

 

 

—

—

СП2

50,00

 

 

 

—

—

Всего по горловине

Lр =

 

Нк =

Lp =

 

 

Примечание

1. На элементе СК1 в графе α первое значение принимается при отсутствии шлюза между путями надвига, второе – при его наличии.

2.В графе 5 (α, град) значения приведены для 1-го пути. При проверке профиля горки углы поворота на 2 путь по маршруту скатывания ОХБ на последних элементах определяются самостоятельно.

3.Уклон ТП3 больше 1,5‰ принимается в случае её размещения в кривой.

где – длина j-го элемента;

– уклон j-го элемента.

По нормам проектирования (1) рекомендуемые значения уклонов элементов профиля следующие:

СК1 – 40…50 ‰, а для горок средней мощности, когда в сортировочном парке 24 пути, минимальное значение равно 35 ‰;

ТП1 – ≥ 12‰, но ≤ 15‰;

ПР, ТП2 – 7…15 ‰, для ТП2 первоначальное значение принимается 10‰; СЗ – 1…2,5 ‰, максимальные значения принимаются для крайних путей,

в холодных районах; СП1, ТП3 – как и в предыдущем случае, если ТП3 размещается на кривом

участке пути. Если же ТП3 на прямом участке, то максимальное значение её уклона – 1,5 ‰;

СП2 – 0,6‰;

Определив , рассчитываем по формуле

12

При невыполнении этого условия необходимо уменьшитьi , если его

ск1

значение больше минимальной нормируемой величины уклона.

Далее проверяется выполнение условия вогнутости, которое имеет вид:

Если условие не соблюдается, необходимо путем корректировок, принятых без расчета значений уклонов, добиться его выполнения. Самый неблагоприятный случай при выполнении корректировок наблюдается тогда, когда приходится уменьшать высоту h2, так как при этом скорость входа ОХБ на ТП1 будет меньше максимально допустимой. Второй способ корректировки заключается в изменении положения ТПП между смежными элементами, но с соблюдением выше приведенного требования к их размещению, именно – ТПП должна отстоять от остряков, крестовины и вагонных замедлителей не менее, чем на величину тангенса вертикальной кривой :

13

Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УТВЕРЖДАЮ:

Заместитель Министра

путей сообщения Российской Федерации

X.II1. Зябиров

«10м октября 2003 г.

ПРАВИЛА И НОРМЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

КОЛЕИ 1520 мм

Согласовано:

Заместитель руководителя ЦД МПС Заместитель директора

КП Шенфельд ВНИИУП

«21» февраля 2003 г В.А. Шаров

«19м февраля 2003 г

Заместитель руководителя ЦШ МПС

В Н Новиков

«09м октября 2003 г.
Заместитель руководителя ЦП МПС

В.М Ермаков

«19м февраля 2003 г

Москва

ПРЕДИСЛОВИЕ
Правила и нормы проектирования сортировочных устройств разработаны взамен «Правил и норм проектирования сортиро­вочных устройств на железных дорогах Союза ССР» (ВСН 207-89), в связи с введением СТН Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм», новых Правил технической эксплуатации же­лезных дорог Российской Федерации, Правил и технических норм проектирования станций и узлов на железных дорогах ко­леи 1520 мм, ряда нормативных документов по техническому оснащению сортировочных горок. Они содержат нормативные требования и указания, а также рекомендации по проектирова­нию вновь строящихся и переустраиваемых горочных и него­рочных сортировочных устройств. Положения Правил и норм учитывают изменения объемов переработки вагонопотоков, со­временные требования механизации и автоматизации сортиро­вочного процесса, необходимость повышения сохранности ва­гонного парка и перевозимых грузов, безопасности движения, соблюдения безопасных условий труда.

Правила согласованы с Департаментами управления перевоз­ками, сигнализации, централизации и блокировки, пути и со­оружений, информатизации и связи, электрофикации и электро­снабжения.

Правила и нормы разработаны во ВНИИАСе (А.В. Николаев, И.П. Старшов, В.А. Бородина, Е.В. Архангельский, Л.Л. Степа­нова, Л.М. Хохлова). Использованы предложения специалистов: ВНИИАСа (А.Г. Савицкий, В.А. Кобзев), МИИТа (В.А. Бураков, А.Н. Ульяненкова), РГОТУПСа (А.П. Бородин), ГТСС (Б.Г. Гантварт), Мосгипротранса (В.В. Мягков) и специалистов других научно-исследовательских, учебных и проектных инсти­тутов и организаций.

Настоящие Правила не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены в качестве официального издания без разрешения Министерства путей со­общения Российской Федерации.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие…………………………………………………………………………..2

1. Общие положения……………………………………………………………….4

2. Типы сортировочных устройств…………………………………………..7

3. План путевого развития……………………………………………………..12

4. Нормативы для расчета и проектирования высоты

и продольного профиля сортировочных устройств…………………20

5. Комплексное проектирование высоты и продольного

профиля спускной части горки……………………………………………..35

6. Мощность тормозных средств…………………………………………..45

7. Железнодорожный путь сортировочных горок

и подгорочных парков.

………………………………………………………….49

8. Техническое оснащение сортировочных устройств…………….54

9. Служебно-технические и служебно-бытовые здания

и помещения………………………………………………………………………….71

Приложения

1. Системы комплексной автоматизации процесса

расформирования составов на сортировочных горках…………………………………………………………………………………..74

2. Перечень районов по температурным зонам

и усредненные коэффициенты к нормам времени

и расценкам на строительные, монтажные

и ремонтно-строительные работы, выполняемые

в зимних условиях………………………………………………………………..81

3. Временные нормы допусков на содержание продольных

профилей сортировочных горок и подгорочных путей…………………………………………………….. …………………………….84

4. Указания по рациональному размещению горочных

и парковых постов на сортировочных горках………………………..87

5. Схемы размещения вагонных замедлителей………………………93

6. Методика расчета производительности компрессорных

станций на сортировочных горках……………………………………….102

7. Техническое обслуживание и капитальный ремонт

замедлителей на сортировочных горках

с использованием производственно-технических баз…………….110

8. Указания по нормированию и снижению расхода

энергоресурсов на сортировочных горках…………………………………………………………………………………..117

9. Порядок определения энергетических затрат на надвиг

и роспуск составов………………………………………………………………..126

Термины, применяемые в Правилах и нормах

проектирования сортировочных устройств. ……………………………131


  1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Правила и нормы проектирования сортиро­вочных устройств обязательны к применению при проектирова­нии, строительстве и реконструкции сортировочных устройств, на станциях общей сети железных дорог России, а также при разработке ведомственных нормативных документов.

1.2. Правила и нормы проектирования сортировочных уст­ройств составлены в развитие соответствующих разделов СТН Ц-01-95 проектирования железных дорог колеи 1520 мм и под­лежат пересмотру не реже 1 раза в 10 лет.

1.3. При разработке проектов строительства и реконструкции сортировочных устройств должны выполняться соответствую­щие технические требования действующих нормативных доку­ментов, утвержденных или согласованных Госстроем России, государственных стандартов на устройства железных дорог Рос­сийской Федерации, Правил технической эксплуатации желез­ных дорог Российской Федерации, Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации, Инструкции по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации и других нормативных документов и распоряжений, утвержденных МПС.

1.4. Содержание, объем проектной документации, порядок разработки, согласования и утверждения проектов сортировоч­ных устройств определяются в соответствии со СНиП 11-01-95 и нормативами, утвержденными МПС.

1.5. В проектах сортировочных устройств должны преду­сматриваться наиболее совершенные в технологическом и тех­ническом отношении решения и наиболее рациональные методы строительства.

Конструкцию путевой части сортировочного устройства, системы и типы оборудования, методы строительства, парамет­ры технологического процесса переработки вагонов выбирают по результатам технико-экономических обоснований.

Сортировочное устройство, его конструктивные характери­стики, техническое оснащение должны проектироваться для осуществления прогрессивного технологического процесса переработки вагонов, и проверяться методом имитационного мо­делирования.

Расчеты, выполняемые по настоящим Правилам и нормам, должны производиться с использованием программных средств, разработанных и утвержденных в соответствии с действующими в отрасли нормативно-техническими и методическими документами.

1.6. В зависимости от местных условий на станциях проекти­руются основные и вспомогательные сортировочные устройства.

Основные сортировочные устройства проектируются на сор­тировочных станциях для расформирования-формирования одно-группных составов, а на участковых и грузовых станциях — так­же и для формирования многогруппных составов поездов и подач вагонов на грузовые пункты общего пользования и на подъезд­ные (внешние) пути промышленных предприятий (при обоснова­нии — и на их внутренние пути).

Вспомогательные сортировочные устройства при наличии ос­новных проектируются на станциях для формирования много­группных составов и передач (подач) вагонов на грузовые стан­ции и указанные выше грузовые пункты, а также для завершения формирования составов.

1.7. Сортировочные устройства для сетевых и региональных сортировочных станций, а также для станций, входящих в сис­темы сетевого и дорожных планов формирования, должны со­оружаться и реконструироваться в соответствии с генеральными схемами размещения и развития сортировочных станций, гене­ральными схемами развития железнодорожных узлов и крупных станций и перспективными планами (проектами) развития стан­ций и промышленных предприятий обслуживаемого района.

Сортировочные устройства на станциях, не входящих в сис­темы сетевого и дорожных планов формирования, должны со­оружаться и реконструироваться в соответствии с планами тех­нического развития железных дорог, отделений и отдельных хо­зяйств, предприятий промышленного района, а также в соответ­ствии с целевыми заданиями.

1.8. Новые и реконструируемые сортировочные устройства должны проектироваться в соответствии с их потребной перера­батывающей способностью на расчетные сроки и с учетом особенностей расположения на направлениях сети железных дорог и в промышленном районе.

Потребная перерабатывающая способность основного сорти­ровочного устройства должна устанавливаться по прогнозируе­мым размерам вагонопотока, подлежащего переработке, опре­деляемым с использованием результатов экономических изы­сканий. При этом должны учитываться неравномерность пере­возок по месяцам и другие параметры входящего потока, разме­ры повторной и дополнительной переработки, продолжитель­ность технологических перерывов для технического обслужива­ния и ремонта устройств и необходимый резерв.

Минимальный расчетный уровень потребной перерабаты­вающей способности основного сортировочного устройства станции, включенной в сетевой и (или) дорожный план форми­рования, определяется по размерам обязательной переработки вагонопотоков, которые образуются в районе местной работы, тяготеющем к данной станции. При этом учитываются также ва-гонопотоки, направляемые на данную станцию во встречном направлении с перепробегом в целях сокращения переработки вагонов на попутных технических станциях. Размеры перера­ботки сверх обязательного уровня устанавливаются в соответст­вии с задачами, возлагаемыми на данную станцию сетевым или (и) дорожным планом формирования.

При равенстве перерабатывающей способности сортировоч­ной горки и пропускной способности парка приема расчетный уровень загрузки горки следует принимать равным 0,7, т.е. ре­зерв перерабатывающей способности — 30%.

Для обеспечения устойчивой работы станций зимой в рай­онах с жестким холодным климатом и со снегоприносом более 25 м3 в год на единицу протяженности (I м) однопутного желез­нодорожного пути колеи 1520 мм следует предусматривать по­вышенный (на 10-15% сверх обычного в зависимости от мест­ных условий) резерв перерабатывающей способности горки для обеспечения высоких темпов маневров и предотвращения за­труднений.

Минимальная потребная перерабатывающая способность сортировочного устройства, используемого в качестве вспомогательного, определяется по размерам и трудоемкости потреб­ной повторной переработки местного вагонопотока (с учетом его структуры) в целях формирования многогруппных составов и подач вагонов. Потребная перерабатывающая способность и число вытяжных путей выходных горловин сортировочных пар­ков (или соединений последних с отправочными парками) должны определяться с учетом работы по подтягиванию со сто­роны выходной горловины сортировочного парка не менее 20-30% всех вагонов в процессе накопления их на сортировоч­ных путях и с учетом условий формирования составов повы­шенной массы, длины, а также составов соединенных поездов.

1.9. Сортировочные устройства должны проектироваться преимущественно как часть проекта строительства или реконст­рукции станции, разрабатываемого в соответствии с «Правила­ми и техническими нормами проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм». В задании выделяются взаи­моувязанные этапы строительства, содержащие завершенные технологические комплексы с расчетными уровнями производи­тельности. При этом используются указания МПС по этапному развитию станций.

При определении каждого этапа строительства или реконст­рукции проектируемого сортировочного устройства такие пара­метры путевого развития, как длина горочной горловины и сред­няя крутизна спускной части горки, должны обеспечивать необходимую динамичность ее продольного профиля и высо­кую надежность процесса переработки вагонов.

1.10. Элементы сортировочных горок большой и средней мощности (пути надвига, горочная горловина, сортировочные парки, соединительные обходные пути) должны, как правило, проектироваться с учетом их периодического частичного закры­тия для выполнения капитальных, средних и других плановых ремонтов пути.

1.11. При проектировании железнодорожного пути сортировоч­ных горок и подгорочных путей, устройств и сооружений, взаимо­действующих с подвижным составом, необходимо учитывать мак­симальные нагрузки от грузового вагона на рельсы, предусмотрен­ные п. 1.1 СТН Ц-01-95 (железные дороги колеи 1520 мм).
2. ТИПЫ СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ
2.1. На станциях проектируются основные и вспомогатель­ные сортировочные устройства следующих типов: горочные — сортировочные горки, где для скатывания вагонов используется в основном сила тяжести; негорочные — вытяжные пути со стрелочными горловинами на уклоне, где используется сила тя­ги локомотива и сила тяжести вагонов; вытяжные пути и стре­лочные горловины на горизонтальной площадке, где использу­ется только сила тяги локомотива.

2.2. Для выполнения функций основных сортировочных уст­ройств проектируются горки повышенной, большой, средней или малой мощности с сортировочными парками. Для выполне­ния функций вспомогательных сортировочных устройств могут проектироваться горки средней и малой мощности и негорочные устройства вместе с сортировочными (или сортировочно-группировочными и группировочными) парками.

2.3. Сортировочное устройство должно проектироваться как технологическая система, включающая путевое развитие соответ­ствующего профиля, маневровые локомотивы, техническое осна­щение, ремонтную базу, служебно-технические, а также служебно-бытовые здания и помещения с необходимыми коммуникациями, устройства освещения, автомобильные дороги, переходные мосты, тоннели и дорожки, проезды для электро- и автокаров.

2.4. Тип и мощность основных и вспомогательных сортиро­вочных устройств следует устанавливать в зависимости от пла­нируемых размеров и структуры перерабатываемых вагонопо-токов. Расчетные прогнозные размеры вагонопотоков должны устанавливаться для сортировочных станций на 10-й, а для ос­тальных технических станций — на 5-й год эксплуатации.

2.5. Сортировочные горки большой мощности (ГБМ) проек­тируются для переработки, в зависимости от структуры вагоно­потока, более 3500 вагонов в среднем в сутки или при числе пу­тей в сортировочном парке более 30. Если проектные размеры переработки вагонов превышают 5500 вагонов в сутки, в отдельных случаях проектируются горки повышенной мощности (ГПМ).

ГБМ должна иметь не менее двух путей надвига и два-три (при обосновании четыре) спускных пути. ГПМ должна иметь не менее трех путей надвига и до четырех путей роспуска. Чис­ло путей надвига на горках большой (и средней) мощности ус­танавливается с учетом необходимости использования их при отцепках (вторым горочным локомотивом) от расформируемых составов тех вагонов, которые запрещено спускать с горки без локомотива.

При устройстве двух и более путей надвига и двух спускных путей проектируется соединение этих путей перекрестными съездами. Горбы горки проектируют с выведением вершин на одинаковую отметку, соответствующую трудным расчетным условиям эксплуатационной работы. При надлежащем технико-экономическом обосновании допускается расположение вершин горки на разных отметках, особенно в зонах с тяжелыми клима­тическими условиями (низкие температуры, обильные снегопа­ды, сильные ветры) в зависимости от структуры вагонопотока и других местных условий.

Для передачи в предгорочный парк (в обход горки) с сорти­ровочных путей вагонов, требующих повторной переработки, и выполнения других операций горка большой мощности должна проектироваться с двумя обходными путями из сортировочного парка в предгорочный. При обосновании устраиваются полу­кольцевой выход из парка отправления и полукольцевой вход в парк приема.

На первую очередь строительства ГБМ при обосновании можно проектировать один обходной путь из сортировочного парка в предгорочный со стороны расположения путей для ре­монта вагонов, если второй обходной путь не требуется по ус­ловиям выполнения плановых путевых ремонтных работ и др.

Для частичной переработки составов может сооружаться со­единенное с одним из обходных путей вспомогательное сорти­ровочное устройство. Оно должно работать параллельно и во взаимодействии с основной горкой и состоять из горки малой мощности, крайнего пути сортировочного парка и дополнитель­но укладываемых путей, параллельных сортировочному парку.В узлах с большим объемом местной работы может проекти­роваться вспомогательное сортировочное устройство, состоящее из горки и второго сортировочного (или сортировочно-группировочного) парка, соединенное с основным сортировоч­ным устройством.

При проектировании ГПМ и ГБМ возможно использование горочного путепровода для развязки в разных уровнях маршру­тов надвига составов на горку и пропуска поездных локомоти­вов из парка приема (предгорочного) на пути локомотивного хо­зяйства. Если определяется необходимость строительства путе­провода под горкой за пределами 10-го года эксплуатации, то следует предусмотреть строительство путепровода одновремен­но с сортировочной горкой при наличии технико-экономического обоснования. В предгорочной горловине при соответствующем обосновании могут устраиваться шлюзы, обеспечивающие непрерывность операций по параллельному роспуску составов и уборке поездных локомотивов. В трудных условиях сооружения горочного путепровода и пропуска локо­мотивов через предгорочную горловину парка приема проекти­руется дополнительный ходовой путь в этом парке для пропуска локомотивов через его входную горловину.

Вагонные замедлители на спускной части горки устанавли­ваются на двух тормозных позициях, в сортировочном парке — на одной. В обоснованных случаях допускается установка в сор­тировочном парке второй (дополнительной) тормозной позиции.

Сортировочные горки большой мощности необходимо обо­рудовать комплексом технических средств систем автоматиза­ции, обеспечивающих:

— управление надвигом и роспуском составов;

— управление маршрутами движения отцепов;

— регулирование скорости скатывания отцепов;

— управление маневровыми передвижениями;

— контроль заполнения сортировочного парка;

— контроль и диагностику технических средств;

— автоматизацию компрессорных;

— обмен информацией в рамках КСАУСС.

Структура систем автоматизации процесса расформирования составов на сортировочных горках отражена в приложении 1.

2.6. Сортировочные горки средней мощности (ГСМ) проек­тируют для переработки в зависимости от структуры вагонопо­тока от 1500 до 3500 вагонов в среднем в сутки или при числе путей в сортировочном парке от 17 до 29. При проектировании ГСМ учитываются потребности и необходимые условия пере­устройства их в перспективе в ГБМ.

Горки средней мощности проектируют с двумя путями над­вига с устройством двух горбов и выведением вершин на одина­ковую отметку, отвечающую трудным расчетным условиям ра­боты, и с одним или двумя спускными путями. При числе сор­тировочных путей, превышающем 24, и соответствующем обос­новании укладывается второй спускной путь.

Частичная переработка составов, в том числе требующая от­цепки вагонов по техническим и коммерческим неисправно­стям, может осуществляться (особенно при расположении тран­зитного парка параллельно парку приема) с использованием горки, для чего в сортировочном парке предусматривается не­обходимое число путей. В таком случае для повышения манев­ренности в работе горки должна проектироваться сразу укладка второго спускного пути, присоединяемого к путям надвига пе­рекрестными съездами.

На ГСМ обязательно укладывается один путь, соединяющий парки приема и сортировочный, в обход горки со стороны рас­положения путей для ремонта вагонов, выделяемых в сортиро­вочном парке. При необходимости предусматривается второй обходной путь.

Вагонные замедлители на спускной части устанавливаются, как правило, на двух тормозных позициях, в сортировочном парке — на одной. В отдельных обоснованных случаях при ре­конструкции ГСМ допускается установка в сортировочном пар­ке второй (дополнительной) тормозной позиции.

2.7. Горки малой мощности (ГММ) проектируются с учетом структуры вагонопотока и трудоемкости маневровых операций для переработки от 250 до 1500 вагонов в среднем в сутки при числе путей в сортировочном парке (фуппировочном, сортировочно-группировочном) от 4 до 16 (включительно). Они проектируются, как правило, с одним путем надвига и одним спускным путем. Для тяжелых климатических условий, а также в случае использования ГММ для формирования групп составов групповых поездов и по­дач вагонов допускается устройство двух путей надвига и двух горбов. В этом случае вершины горки могут располагаться на раз­ных отметках, особенно на станциях с сильными ветрами и при пе­реработке вагонопотока со значительным (более 30 %) содержани­ем порожних и легковесных вагонов.

Сортировочные горки малой мощности, имеющие 12-16 пу­тей, сооружаемые на станциях с сильными ветрами, в зависимо­сти от объема и характера работы могут оборудоваться двумя тормозными позициями на спускной части, а также одной пар­ковой тормозной позицией. В остальных случаях ГММ следует оборудовать вагонными замедлителями, устанавливаемыми, как правило, на одной (пучковой) тормозной позиции спускной час­ти и одной парковой тормозной позиции.

На ГММ с 4-6 путями, проектируемых на небольшой объем переработки (до 600 вагонов в среднем в сутки), на станциях, расположенных в регионах с благоприятными климатическими условиями, допускается устраивать только одну механизиро­ванную тормозную позицию (на подгорочных путях), оборудо­ванную замедлителями. При этом горочная горловина должна обязательно проектироваться короткой, компактной и уклады­ваться из стрелочных переводов с крестовинами марки 1/6.

В отдельных случаях на ГММ допускается организация не­механизированной парковой тормозной позиции, на которой торможение отцепов осуществляется тормозными башмаками. Такая тормозная позиция должна быть оборудована башмакос-брасывателями.

На ГММ в целях повышения их маневренности может уст­раиваться несколько выходов с отдельных пучков подгорочных путей в обход горба, с разных сторон или по одну его сторону. При этом горка с числом путей 8 и менее должна, как правило, иметь обход горба со всех подгорочных путей с примыканием его к горочной горловине до первой разделительной стрелки или с устройством перекрестных съездов.

На участковых (при обосновании — на отдельных сортиро­вочных) станциях план и профиль горки малой (средней) мощ­ности должны обеспечивать возможность отправления поездов в обход горба горки с части сортировочных путей (крайнего пуч­ка) в сторону, противоположную направлению сортировки.

2.8. Пути подгорочного парка горок большой, средней и малой мощности должны оборудоваться заграждающими средствами.

2.9. Вытяжные пути со стрелочными горловинами на уклоне, вытяжные пути и стрелочные горловины на горизонтальной площадке проектируются для сортировки до 250 вагонов в су­тки, а также для окончания формирования и для перестановки составов в выходных горловинах сортировочных парков. Ма­невровая работа выполняется осаживанием групп вагонов и толчками при обеспечении безопасного движения (и стоянки отцепленных) вагонов.

2.10. В качестве технического оснащения вытяжных путей и стрелочных горловин следует предусматривать устройства элек­трической централизации стрелок, станционной радио- и теле­фонной связи оператора поста ЭЦ с составителем и другими ра­ботниками, другие устройства и сооружения в соответствии с п. 2.3 настоящих Правил и норм проектирования сортировочных устройств — по заданию заказчика.

2.11. Размеры капитальных затрат на сооружение и реконст­рукцию сортировочных устройств, текущих затрат на их экс­плуатацию, вариант технического оснащения следует опреде­лять применительно к соответствующим температурным зонам. Перечень территориальных районов по температурным зонам и укрупненные коэффициенты к нормам времени и расценкам на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы, выполняемые в зимних условиях, помещены в приложении 2.

Порошковая рентгеновская дифракция (XRD)

Barbara L Dutrow, Университет штата Луизиана

,

Christine M. Clark, Университет Восточного Мичигана

Что такое порошковая рентгеновская дифракция (XRD)

Порошковая рентгеновская дифракция (XRD) — это быстрый аналитический метод, который в основном используется для фазовой идентификации кристаллического материала и может предоставить информацию о размерах элементарной ячейки. Исследуемый материал тонко измельчают, гомогенизируют и определяют средний сыпучий состав.

Основные принципы порошковой рентгеновской дифракции (XRD)

Макс фон Лауэ в 1912 году обнаружил, что кристаллические вещества действуют как трехмерные дифракционные решетки для длин волн рентгеновского излучения, аналогично расстоянию между плоскостями в кристаллической решетке. Рентгеновская дифракция в настоящее время является распространенным методом изучения кристаллических структур и межатомных расстояний.

Рентгеновская дифракция основана на конструктивной интерференции монохроматических рентгеновских лучей и кристаллического образца. Эти рентгеновские лучи генерируются электронно-лучевой трубкой, фильтруются для получения монохроматического излучения, коллимируются для концентрирования и направляются на образец. Взаимодействие падающих лучей с образцом создает конструктивную интерференцию (и дифрагированный луч), когда условия удовлетворяют закону Брэгга ( n λ=2 d sin θ). Этот закон связывает длину волны электромагнитного излучения с углом дифракции и периодом решетки в кристаллическом образце. Затем эти дифрагированные рентгеновские лучи обнаруживаются, обрабатываются и подсчитываются. При сканировании образца в диапазоне углов 2θ должны быть достигнуты все возможные направления дифракции решетки из-за случайной ориентации порошкообразного материала. Преобразование дифракционных пиков в d-расстояния позволяет идентифицировать минерал, поскольку каждый минерал имеет набор уникальных d-расстояний. Как правило, это достигается путем сравнения d-интервалов со стандартными эталонными шаблонами.

Все методы дифракции основаны на генерации рентгеновских лучей в рентгеновской трубке. Эти рентгеновские лучи направляются на образец, и дифрагированные лучи собираются. Ключевым компонентом всей дифракции является угол между падающим и дифрагированным лучами. Помимо этого, порошковая и монокристаллическая дифракция различаются по приборам.

Приборы для порошковой рентгеновской дифракции (XRD) – как они работают?

Рентгеновские дифрактометры состоят из трех основных элементов: рентгеновской трубки, держателя образца и детектора рентгеновского излучения.

Прибор Bruker’s X-ray Diffraction D8-Discover. Детали

Рентгеновские лучи генерируются в электронно-лучевой трубке путем нагревания нити накала для производства электронов, ускорения электронов по направлению к мишени путем приложения напряжения и бомбардировки материала мишени электронами. Когда электроны имеют достаточную энергию, чтобы вытеснить электроны внутренней оболочки материала мишени, создаются характеристические рентгеновские спектры. Эти спектры состоят из нескольких компонентов, наиболее распространенным из которых является K α и К β . K α частично состоит из K α1 и K α2 . K α1 имеет немного более короткую длину волны и в два раза большую интенсивность, чем K α2 . Конкретные длины волн характерны для материала мишени (Cu, Fe, Mo, Cr). Фильтрация с помощью фольги или кристаллических монохроматоров необходима для получения монохроматических рентгеновских лучей, необходимых для дифракции. K α1 и K α2 достаточно близки по длине волны, поэтому используется их средневзвешенное значение. Медь является наиболее распространенным целевым материалом для монокристаллической дифракции с CuK 9.0031 α излучение = 1,5418Å. Эти рентгеновские лучи коллимируются и направляются на образец. При вращении образца и детектора регистрируется интенсивность отраженного рентгеновского излучения. Когда геометрия падающих на образец рентгеновских лучей удовлетворяет уравнению Брэгга, возникает конструктивная интерференция и возникает пик интенсивности. Детектор записывает и обрабатывает этот рентгеновский сигнал и преобразует сигнал в скорость счета, которая затем выводится на устройство, такое как принтер или компьютерный монитор.

Показать подпись

Скрыть

Порошковая рентгеновская дифрактограмма. Положения пиков возникают там, где рентгеновский луч дифрагирует на кристаллической решетке. Уникальный набор d-интервалов, полученный из этого шаблона, можно использовать для «отпечатков пальцев» минерала. Детали

Геометрия рентгеновского дифрактометра такова, что образец вращается на пути коллимированного рентгеновского луча под углом θ, в то время как детектор рентгеновского излучения установлен на плече для сбора дифрагированных рентгеновских лучей и поворачивается на угол 2θ. Инструмент, используемый для поддержания угла и вращения образца, называется угломер . Для типичных рисунков порошка данные собираются при 2θ от ~ 5 ° до 70 °, углы, которые предварительно заданы в рентгеновском сканировании.

Применение

Порошковая рентгеновская дифракция наиболее широко используется для идентификации неизвестных кристаллических материалов (например, минералов, неорганических соединений). Определение неизвестных твердых веществ имеет решающее значение для исследований в области геологии, наук об окружающей среде, материаловедения, инженерии и биологии.

Другие приложения включают:

  • характеристика кристаллических материалов
  • идентификация тонкозернистых минералов, таких как глины и глины со смешанным слоем, которые трудно определить оптически
  • определение размеров элементарной ячейки
  • измерение чистоты образца

С помощью специальных методов XRD можно использовать для:

  • определения кристаллических структур с использованием уточнения по Ритвельду
  • определение модальных количеств полезных ископаемых (количественный анализ)
  • характеризуют образцы тонких пленок следующим образом:
    • определение несоответствия решеток между пленкой и подложкой и определение напряжений и деформаций
    • определение плотности дислокаций и качества пленки путем измерения кривой качания
    • измерение сверхрешеток в многослойных эпитаксиальных структурах
    • определение толщины, шероховатости и плотности пленки с помощью измерений коэффициента отражения рентгеновских лучей при скользящем падении
  • провести текстурные измерения, такие как ориентация зерен, в поликристаллическом образце

Преимущества и недостатки порошковой рентгеновской дифракции (XRD)?

Сильные стороны

  • Мощный и быстрый (< 20 мин) метод идентификации неизвестного минерала
  • В большинстве случаев обеспечивает однозначное определение минералов
  • Требуется минимальная подготовка проб
    • Аппараты XRD
  • широко доступны
  • Интерпретация данных относительно проста

Ограничения

  • Гомогенный и однофазный материал лучше всего подходит для идентификации неизвестного
  • Должен иметь доступ к стандартному справочному файлу неорганических соединений (d-расстояния, hkl s)
  • Требуются десятые доли грамма материала, который необходимо измельчить в порошок
  • Для смешанных материалов предел обнаружения ~ 2% от образца
  • Для определения элементарных ячеек индексация структур неизометрических кристаллических систем затруднена
  • Может возникнуть наложение пиков, которое ухудшается при «отражениях» под большим углом

Руководство пользователя.

Сбор и подготовка проб

Для определения неизвестного необходимы: материал, инструмент для измельчения и держатель проб.

Сбор данных, результаты и представление

Сбор данных Интенсивность дифрагированных рентгеновских лучей непрерывно регистрируется по мере того, как образец и детектор поворачиваются на соответствующие углы. Пик интенсивности возникает, когда минерал содержит плоскости решетки с интервалами d, подходящими для дифрагирования рентгеновских лучей при этом значении θ. Хотя каждый пик состоит из двух отдельных рефлексов (Kα 1 и Kα 2 ), при малых значениях 2θ положения пиков перекрываются с Kα 2 , проявляясь в виде горба сбоку от Kα 1 . Большее разделение происходит при более высоких значениях θ. Обычно эти объединенные пики рассматриваются как один. Положение 2λ дифракционного пика обычно измеряется как центр пика при высоте пика 80%.

Сокращение данных

Результаты обычно представляются в виде положений пиков при 2θ и рентгеновских импульсов (интенсивность) в виде таблицы или графика x-y (показан выше). Интенсивность ( I ) сообщается либо как интенсивность высоты пика, то есть эта интенсивность выше фона, либо как интегрированная интенсивность, площадь под пиком. Относительную интенсивность записывают как отношение интенсивности пика к интенсивности самого интенсивного пика (относительная интенсивность = I/I 1 x 100 ).

Определение неизвестного

Затем расстояние d каждого пика получается путем решения уравнения Брэгга для соответствующего значения λ. Как только все d-интервалы определены, автоматические процедуры поиска/сопоставления сравнивают d s неизвестных тем из известных материалов. Поскольку каждый минерал имеет уникальный набор d-расстояний, сопоставление этих d-расстояний обеспечивает идентификацию неизвестного образца. Систематическая процедура используется для упорядочения d-расстояний с точки зрения их интенсивности, начиная с наиболее интенсивного пика. Файлы d-расстояний для сотен тысяч неорганических соединений доступны в Международном центре дифракционных данных в виде файла порошковой дифракции (PDF). Многие другие сайты содержат d-интервалы минералов, такие как База данных кристаллической структуры американского минералога. Обычно эта информация является неотъемлемой частью программного обеспечения, поставляемого с прибором.

Определение размеров элементарной ячейки

Для определения параметров элементарной ячейки каждое отражение должно быть проиндексировано по определенному hkl .

Литература

Следующая литература может быть использована для дальнейшего изучения порошковой рентгеновской дифракции (XRD)

  • Bish, DL и Post, JE, редакторы. 1989. Современная порошковая дифракция. Обзоры по миэнралогии, т. 20. Минералогическое общество Америки.
  • Каллити, Б. Д. 1978. Элементы рентгеновской дифракции. 2-е изд. Аддисон-Уэсли, Рединг, Массачусетс,
  • Клуг, Х. П. и Л. Э. Александр. 1974. Процедуры рентгеновской дифракции для поликристаллических и аморфных материалов. 2-е изд. Уайли, Нью-Йорк.
  • Мур, Д. М. и Р.К. Рейнольдс-младший, 1997. Рентгеновская дифракция, идентификация и анализ глинистых минералов. 2-е изд. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк.

Дополнительные ссылки

Для получения дополнительной информации о порошковой рентгеновской дифракции (XRD) перейдите по ссылкам ниже.

  • Для получения дополнительной информации о методах XRD посетите веб-сайт Геологической службы США
  • Для получения дополнительной информации по основам рентгенографии (подробнее) ; Лаборатория исследования материалов, Калифорнийский университет, Санта-Барбара,
  • Журнал Ригаку; онлайн-журнал, в котором описывается и демонстрируется широкий спектр приложений, использующих дифракцию рентгеновских лучей.
  • Учебное пособие по рентгенографии Кембриджского университета
  • Учебные брошюры Международного союза кристаллографов (IUCr)
  • Введение в дифракцию рентгеновских лучей (дополнительная информация) — Калифорнийский университет, Санта-Барбара
  • Введение в кристаллографию — из LLNL
  • Примечания к лекциям по рентгеновской кристаллографии (Этот сайт может быть офлайн. ) — от Стива Нельсона, Тулейнский университет
  • Взаимная сеть — часть Национальной научной цифровой библиотеки. Используйте ссылку «Узнать о», чтобы найти анимацию структур обычных молекул (включая минералы), учебные ресурсы по кристаллографии (учебники, базы данных и программное обеспечение), ресурсы по кристаллизации и учебные пособия по симметрии и точечным группам.

Преподавательская деятельность и ресурсы

Преподавательская деятельность, лаборатории и ресурсы, относящиеся к порошковой рентгеновской дифракции (XRD).

  • Лабораторные упражнения по рентгенологическим методам из коллекции SERC Teaching Mineralogy Collections
  • Выветривание магматических, метаморфических и осадочных пород в полузасушливом климате. Инженерное применение петрологии. Эта задача развивает навыки рентгеноструктурного анализа применительно к минералогии глин, закрепляет лекционный материал по геохимии выветривания и демонстрирует роль петрологической характеристики в проектировании участка.
  • Учебное пособие по дифракции рентгеновских лучей в Кембридже
  • Презентация в формате Powerpoint об использовании рентгеновской дифракции в почвоведении (ЧАСТНЫЙ ФАЙЛ PowerPoint, 1,6 МБ, 7 сентября 2007 г.) Мелоди Бержерон, Лаборатория изображений и химического анализа Университета штата Монтана.
  • Брэди, Джон Б., и Бордман, Шелби Дж., 1995, Знакомство студентов-минералогов с дифракцией рентгеновских лучей посредством экспериментов по оптической дифракции с использованием лазеров. жур. геол. Образование, т. 43 № 5, 471–476.
  • Брэди, Джон Б., Ньютон, Роберт М., и Бордман, Шелби Дж., 19 лет.95, Новое использование экспериментов по порошковой рентгеновской дифракции в учебной программе бакалавриата. жур. геол. Образование, т. 43 № 5, 466–470.
  • Датроу, Барб, 1997, Лучшая жизнь с помощью рентгеновской дифракции предметов домашнего обихода на основе минералов, в: Брэди Дж., Могк Д. и Перкинс Д. (ред.) Преподавание минералогии, Минералогическое общество Америки, с. 349-359.
  • Ховис, Гай, Л., 1997, Определение химического состава, состояния порядка, молярного объема и плотности моноклинного щелочного полевого шпата с помощью рентгеновской дифракции, в: Брейди, Дж., Могк, Д., и Перкинс Д. (ред.) Преподавание минералогии, Минералогическое общество Америки, с. 107-118.
  • Брэди, Джон Б., 1997, Получение твердых растворов с помощью галогенидов щелочных металлов (и их разрушение), в: Брейди, Дж., Могк, Д. и Перкинс Д. (ред.) Преподавание минералогии, Минералогическое общество Америки, стр. . 91-95.
  • Перкинс, Декстер, III, и Соренсен, Пол, Синтез минералов и эксперименты по дифракции рентгеновских лучей, в: Брэди, Дж., Могк, Д. и Перкинс Д. (ред.) Преподавание минералогии, Минералогическое общество Америки, стр. . 81-90.
  • Холлечер, Курт, Долгосрочный практический экзамен по минералогии, в: Брэди Дж., Могк Д. и Перкинс Д. (ред.) Преподавание минералогии, Минералогическое общество Америки, с. 43-46.
  • Мочер, Дэвид, 2004 г. , Характеристика и идентификация неизвестных минералов: терминологический проект по минералогии, Jour. Геофизическое образование, т. 52, № 1, с. 5-9.
  • Хлучи, М.М., 1999, Значение обучения студентов рентгеновским методам и минералогии глины, Jour. Геофизическое образование, т. 47, с. 236-240.

Синусоидальная линейка – Производственные процессы 4-5

После прохождения этого модуля вы сможете:

  • Понять принцип синусоидальной линейки.
  • Объясните, как правильно пользоваться синусоидой.
  • Понимание блоков скольжения и закручивания.
  • Рассчитать высоту блока мер.

Синусоидальный стержень используется вместе с блоками скольжения для точного углового измерения. Синусоидальная линейка используется либо для очень точного измерения угла, либо для точного определения местоположения любой работы под заданным углом. Синусоидальные стержни изготовлены из коррозионностойкой стали с высоким содержанием хрома, закалены, прецизионно отшлифованы и стабилизированы.

Рис. 1. Синусоидальная линейка

Два цилиндра одинакового диаметра помещаются на концах стержня. Оси этих двух цилиндров взаимно параллельны друг другу, а также параллельны и находятся на равном расстоянии от верхней поверхности синусоидального стержня. Можно получить точность до 0,01 мм/м длины синусоидальной полосы.

Синусоидальная линейка обычно используется с блоками скольжения. Синусоидальный стержень образует гипотенузу прямоугольного треугольника, а блоки скольжения образуют противоположную сторону. Высота бруска скольжения находится путем умножения синуса нужного угла на длину синусоидального стержня: Н = L * sin(θ) .

Например, чтобы найти высоту измерительного блока для угла 13˚ с синусоидой 5,000″ , умножьте sin(13˚) на 5,000″ : H = 5,0001″ * ˚) . Блоки скольжения, уложенные друг на друга на высоту 1,124″ , затем будут использоваться для поднятия синусоидальной линейки до желаемого угла 13˚ .

  • Применение тригонометрии относится к использованию синусоидальной линейки.
  • Поверхностная пластина, синусоидальный стержень и калибры скольжения используются для точного формирования угла.
  • Можно задать любой угол ϴ , используя стандартную длину стороны AB и вычислив высоту стороны BC , используя BC = AB * sin(ϴ) .
  • Угол ϴ равен ϴ = asin(BC/AB) .
  • На рис. 1 показан типичный синусоидальный стержень, установленный на поверочной плите с блоками скольжения требуемой высоты BC для образования желаемого угла ϴ .

Рис. 2. Формирование угла с помощью синусоидального стержня и калибровочных блоков

Термин «закручивание» относится к состоянию тесного и полного контакта за счет плотного прилегания между измерительными поверхностями. Отжим производится вручную скользящими и вращательными движениями. Один манометр размещают перпендикулярно другому, используя стандартное манометрическое давление, затем применяют вращательное движение до тех пор, пока блоки не выстроятся в линию. Таким образом, воздух выходит из пространства между гранями калибра, что приводит к прилипанию блоков. Это прилипание вызвано частично молекулярным притяжением и частично атмосферным давлением. Точно так же для разделения калибров скольжения следует использовать комбинированное движение скольжения и скручивания.

1. Чтобы установить угол на любой синусоидальной полосе, вы должны сначала определить расстояние до центра синусоидальной полосы (C), угол, который вы хотите установить (A), и указать, в каких градусах он измеряется: в градусах, минутах и ​​секундах или в десятичных градусах. .

2. Затем введите эту информацию в соответствующие области ввода ниже. Используйте десятичную точку для разделителя, независимо от того, выражается ли угол в градусах-минутах-секундах или в десятичных градусах.

3. Нажмите кнопку «Рассчитать», а затем соберите стопку мерных блоков (G), чтобы получить размер, равный возвращаемому. Единицы стопки будут соответствовать единицам межцентрового расстояния (т. е. если вы введете межосевое расстояние как 5 для 5-дюймовой синусоидальной пластины, стопка мерных блоков также будет в дюймах).

4. Поместите эти блоки датчиков скольжения под ролик блока датчика синуса, и желаемый угол будет установлен.

5. Затяните фиксирующий механизм на тех устройствах, у которых он есть, и вы готовы к работе.

Рисунок 3: Используется формула: G = C * Sin(A)

Если вы хотите просто задать угол с помощью синусоиды и стопки блоков, то возьмите на калькуляторе синус нужного угла и умножьте результат на расстояние между центрами цилиндров в синусоиде. Соберите стопку блоков, равную этому значению, и положите ее под один из цилиндров.

Чтобы рассчитать высоту измерительного блока, необходимую для настройки синусоидальной линейки на определенный угол, все, что вам нужно сделать, это взять SIN угла и умножить его на длину синусоидальной линейки. Длина синусоидальной линейки — это расстояние между центрами штифтов синусоидальной линейки.

Рис. 4. Синусоидальная линейка

 

Пример:  

Установите синусоиду 5,0” или синусоиду на 30°

SIN (30˚) = 0,5000

0,5000 x 5,0″ (длина синусоидального стержня) = 2,5000″

Округлить 2,5000″ до 4 знаков после запятой = 2,5000″ Высота мерной колодки.

 

Таблица 1 Общие углы и высоты для 5-дюймового синусоидального стержня:

Уголок Высота
5° 0,4358″
10° 0,8682″
15° 1,2941″
20° 1.7101″
25° 2.1131″
30° 2,5000″
35° 2,8679″
40° 3.2139″
45° 3,5355″
50° 3,8302″
55° 4. 0958″
60° 4.3301″

Чтобы измерить известный угол или расположить любую работу под заданным углом:

  1. Всегда используйте идеально ровную и чистую пластину.
  2. Поместите один ролик на поверочную плиту, а другой ролик на стопку блоков скольжения высотой H .
  3. Пусть синусоида установлена ​​под углом ϴ.
  4. Тогда sin(ϴ) = H/L, где L — расстояние между центрами.
  5. Таким образом, зная ϴ, можно найти H и любую работу можно расположить под этим углом, поскольку верхняя поверхность синусоидального стержня наклонена под углом ϴ к поверхности пластины.
  6. Для лучшего результата оба ролика должны быть размещены на блоке скольжения высотой h2 и h3 соответственно. См. рисунок выше,
  7. ??? ? = (?? — ??) / л
  1. Опишите использование синусоидальной линейки.
  2. Рассчитайте требуемую высоту синусоидального стержня для угла 37˚.
РубрикаРазное