INS3442 DEMİRYOLU MÜHENDİSLİĞİ DERSİ 2. ÖDEV ÖRNEK ÇÖZÜM

Transkript

1 INS344 DEMİRYOLU MÜHENDİSLİĞİ DERSİ. ÖDEV ÖRNEK ÇÖZÜM ÖRNEK ÖDEV NUMARASINA BAĞLI OLARAK DEĞİŞEN BÜYÜKLÜKLERİN TAMAMI HESAPLANMIŞ VE AŞAĞIDAKİ TABLOLARDA VERİLMİŞTİR. KALIN VE BOYALI OLAN DEĞERLER, ÖDEV NUMARASINA GÖRE HESAPLANMIŞTIR. DİĞERLERİ TÜM ÖDEV NUMARALARI İÇİN AYNIDIR. Birimi Değeri Birimi Değeri H A m 700 H B m 005 x A m 0 x B m y A m 0 y B m 7500 x S m 8000 x S m 800 y S m 5600 y S m 400 R m 50 R m 00 Birimi Değeri Proje hızı km/saat 85 Konfor ivmesi m/sn 0,9 Maks. ever mm 50 Fazla ev. ( f ) mm 90 y (ray-tek.) N/kN 7500 ( ) V+44 f (balata-tek.) N/kN 500/(50+V) Birimi Değeri / / --- 0,7 / 0,9 /,0 Kurp irenimi N/kN 650 / (R - 55) İstasyon eğimleri 0 Yerçekimi ivmesi m/sn 0 Yolcu ağırlığı kg 70 Birimi YOLCU YÜK Maks. katar ağırlıkları brüt ton 30 0 Rejim hızı km/sa 5 7 Lokom. (Otomotris) tipi B o B o C o C o Lok. (Otom.) gücü kw Lok. (Otom.) ağırlığı ton 60 (Dara) 0 Lok. (Otom.) uzunluğu m 4 4 Maks. Otom. kapasitesi yolcu Vagonların arası ton 8 Maks.Vagon kapasitesi yolcu -net ton 60 Vagonların uzunluğu m,5 Katar kütle artış katsayısı ----,06,06 Seyir irenimi N/kN,6 + (V /4000),7 + (V /3000) Trafik miktarı Yolcu-ton/yıl-yön 5*0 6 6*0 6 Ortalama seyahat mesafesi km Toplam seyahat mesafesi km Maks. Trafik / ort. trafik ---,, Katar kullanım katsayısı ---,0 0,9 Vagon kullanım katsayısı --- 0,8 0,8

2 ) Δ ve Δ açılarının hesaplanması: 8000 tan ,0 000 tan , ,0 67,6 57, ,38 tan ,63 5,63,38 38,0 Müsveelere, yukarıaki şekil taslak olarak ve elle çizilmeliir. Üzerine bütün açılar gösterilmeli, bütün hesaplar açıkça verilmeli, sapma açılarının nasıl bulunuğu net olarak görülmeliir.

3 ) Yeni proje stanartlarına göre minimum kurp yarıçapının hesaplanması: R min maks,8* V p 53* maks,8*85 388,96m R 50 53* 0,9 min 400m 3) Mevcut kurplaran gerekenlerin yarıçapının büyütülmesi R = 400 metre olarak eğişir ve R = 00 metre olarak aynı kalır. Eğer R e 400 metrenin altına olsayı, o a 400 metre olarak eğiştirilecekti. 4) Δ açılarına ve yeni kurp yarıçaplarına göre yeni yol uzunluğunun hesaplanması: L AB AS t D SS t t D SB t L AB AS SS SB t t D D AS , 4m S S , 87m S B , 36m 57,37 t R * tan 400* tan 766, 00m 38,0 t R * tan 00* tan 73, 9m 57,37 D * * R * * * 40, 8m ,0 D * * R * * * 393, 4m L AB 9765,4 030,87 637,36 *766,00 *73,9 40,8393,4 4349, 84m 5) A VE B NOKTALARI ARASINDAKİ ortalama eğimin hesaplanması: s H ( L H A /000) 4349,84 /000 B o, AB AB 7,05

4 6) Yeni uygulama eğiminin hesaplanması: Öev föyüne, uygulama eğiminin istasyonlar ve palye ahil hesaplanması istenmekteir. Uygulama eğiminin hesaplanmasına, H B H A h s u formülü kullanılacaktır. L /000 AB Önce kurplaran kaynaklı kot kayıplarını hesaplayalım: w ,48N kn r R / (. kurptaki kurp irenimi eğeri) w ,3N kn r R / (. kurptaki kurp irenimi eğeri) D 40,8 hr wr * 0,48* 0, 67m (. kurptan kaynaklı kot kaybı) D 393,4 hr wr * 0,3* 0, 45m (. kurptan kaynaklı kot kaybı) LA LB LP hi p su * su *, 75su (İstasyonlar ve palyeen kaynaklı kot kaybı) H B H A h ,67 0,45,75su s s u = 7,56 u L / ,84 /000 AB 7) Kontrol föyüne istenen noktaların kırmızı kotlarının hesaplanması: P'en TO 'e kaar tırmanışın uzunluğu (palye bitişi ile TO arasınaki uzunluk) AS t LA LPalye (9765, 4 766) , 4m Bu tırmanışta kurp ya a tünel bulunmaığı için, uygulama eğimiyle tırmanılmaktaır. Ltırmanış 6499, 4 KKTO KK * 700 *7,56 749,3 A s u m TO 'en TF 'e kaar olan tırmanışın uzunluğu ilk kurbun evelopman uzunluğu kaarır (40,8 metre). Bu tırmanış kurp üzerine oluğu için, su w r = 7,56-0,48 = 7,08'lik bir eğim ile tırmanılmaktaır. D 40,8 KKTF KKTO *( su wr ) 749,3 *7,08 759, 05m TF 'en TO 'ye kaar olan tırmanışın uzunluğu S S t t 954, 58m

5 Bu tırmanışta kurp ya a tünel bulunmaığı için, uygulama eğimiyle tırmanılmaktaır. Ltıırmanış 954,58 KKTO KKTF * su 759,05 *7,56 83, 8m TO 'en TF 'ye kaar olan tırmanışın uzunluğu ikinci kurbun evelopman uzunluğu kaarır (393,4 metre). Bu tırmanış kurp üzerine oluğu için, su w r = 7,56-0,3 = 7,4'lük bir eğim ile tırmanılmaktaır. D 393,4 KKTF KKTO *( su wr ) 83,8 *7,4 84, 7m a) Yolcu Katar Düzenlerinin Oluşturulması Başlangıçta otomotris kullanılacaktır. VS : Vagon Sayısı MKA : Maksimum Katar Ağırlığı ODA : Otomotrisin Dolu Ağırlığı VDA: Vagonun olu ağırlığı VS MKA ODA VDA ODA = Otomotris ağırlığı (ara) + yolcu kapasitesi * yolcu ağırlığı = ,07 * 40 = 6,8 ton VDA = Vagon ağırlığı (ara) + yolcu kapasitesi * yolcu ağırlığı = 8 + 0,07 * 60 = 3, ton MKA = 30 ton (öev numarasına göre hesaplanır) VS 30 6,8 7,67 VS 3, 7 Yeni katar ağırlığı hesaplanırsa: G L + G W = ODA + VS*VDA = 6,8 + 3,*7 = 88,0 ton. 8b) Yük Katar Düzenlerinin Oluşturulması Not: Yük katarlarına otomotris kullanılmaz. otomotris yalnızca yolcu katarına kullanılabilecek bir taşıt türüür. yük katarlarına "lokomotif" kullanılır. lokomotifler yolcu ya a yük taşımazlar. yalnızca çekici özelliğe sahiptirler. müsveelerinizi hazırlarken, lütfen yük katarının çekici taşıtı için otomotris yazmayın. Başlangıçta lokomotif kullanılacaktır. VS : Vagon Sayısı MKA : Maksimum Katar Ağırlığı LA : Lokomotifin Ağırlığı VDA: Vagonun olu ağırlığı MKA LA VS VDA

6 LA = 0 ton (sabit, lokomotif yolcu ya a yük taşımaığı için aynen alınır ve kullanılır) VDA = Vagon ağırlığı (ara) + yük kapasitesi = + = 33 ton MKA = 0 ton (öev numarasına göre hesaplanır) VS ,30 VS Yeni katar ağırlığı hesaplanırsa: G L + G W = LA + VS*VDA = *33 = 0 ton. Bu noktaan itibaren yapılan hesaplara, yük ve yolcu için bir yöntem farklılığı bulunmaığı için, hesaplar yalnızca yolcu katarları için anlatılacaktır. Ancak, müsveelere, hem yolcu hem e yük katarları için yapılan hesaplar açıkça gösterilmeliir. 9) Rejim hızıyla tırmanılabilecek maksimum eğimin bulunması: 3600* N r z motor a smaks, rejim Vr * g *( GL GW ) b V (Büyük Z eğil küçük z oluğuna ikkat) 3600*700 5*0* 88, 5, s maks, rejim s maks,rejim =,8 > s u oluğunan koşul sağlanmıştır. Sağlanmasayı, 8a numaralı aşamaya geri önülmesi, otomotris kullanarak yenien katar üzeni oluşturulması ve bu eğimin yeni baştan hesaplanması gerekecekti. Böyle bir urumun meyana gelmesi haline, müsveelere bu açıkça gösterilmeliir.. otomotrisin ya a lokomotifin eklenmesine neen gerek uyuluğunun hesapla gösterilmemesi, sonucun onaylanmamasına neen olacaktır. 0) 0,5 m/s ivmeyle kalkış yapılabilecek en büyük eğimin hesaplanması: * G * g V (Büyük Z eğil küçük z) z aerans y a a g *( GL GW ) b w smaks, kalkis Kalkışta, emeraj irenimi ikkate alınır. w V 000 V * *( )* 06*0,5 6,5N kn t g t / olarak verilmiştir). (Katar kütle artış katsayısı tablolara, y 60 (tablolara var) V 44

7 7500 (60 ) *6,8* g 0 44 g * 88, 0,6 6, s maks, kalkis (g ler birbirini götürmekteir). s maks, kalkış = 43,90 > s u oluğunan, koşul sağlanmıştır. Sağlanmasayı, 8a numaralı aşamaya geri önülmesi, otomotris kullanarak yenien katar üzeni oluşturulması, 9 ve 0 numaralı aşamalaraki eğimlerin tekraran hesaplanması gerekecekti. Böyle bir urumun meyana gelmesi haline, müsveelere bu açıkça gösterilmeliir.. otomotrisin ya a lokomotifin eklenmesine neen gerek uyuluğunun hesapla gösterilmemesi, sonucun onaylanmamasına neen olacaktır. ) Demeraj ve Frenleme Hesapları Demeraj ve frenleme hesapları, hem yük hem e yolcu için ayrı ayrı yapılmalı ve müsveelere gösterilmeliir. Hesaplar için, bir sonraki sayfaa bulunan tablo formatı ya a ers notlarına verilen tablo formatı kullanılacaktır. Demeraj tablolarına, aerans bölgesineki tüm hesaplar ile motor bölgesineki hesapları içeren satırlaran bir tanesineki hesaplar, müsveelere gösterilmeliir (Bu belgee yapılığı gibi). Frenleme tablolarına ise, sabit hızlı hareket evresine ait olmayan satırlaran bir tanesineki hesaplar müsveelere gösterilmeliir. (Bu belgee yapılığı gibi) Tabloların verilmesi ancak hesapların gösterilmemesi, sonucun onaylanmamasına neen olacaktır. Geçiş Hızı Hesabı: Geçiş hızı, aeransın sınırlaığı çekim kuvvetinin, motor gücünün sınırlaığı çekim kuvvetine eşit oluğu hızır. 3600* N V g 3600* * Ga * g 60 *6,8* 0 V 44 g V g V g = 38,9 km/sa Demeraj hesapları, kalkıştan geçiş hızına kaar bir hız aralığına, geçiş hızınan rejim hızına kaarsa iki eşit hız aralığına yapılacaktır.

8 A B C D E F G H I J Hız aralığı ΔV (km / sa) V ort (km/sa) Z (N) z (N / kn) w 0 (N / kn) s ( ) w 0 ± s (N / kn) Δt (s) ΔL (m) 0 38,9 38,9 9, ,98 60,6,69 0,69 9,44 05, ,9 8,96 43,05 60,44 057,45 35,3,5 0,5 38,86 65,4 4 8, ,04 03,48 594,86 0,5 4,8 0 4,8 78,04 43, Σ 36, ,7 Çekim kuvvetleri (Z), geçiş hızına kaar aerans formülünen, geçiş hızınan sonra motor gücü formülünen hesaplanmaktaır Satır Sütun D Z * G * 60 * * 60 *6,8* , a g Ga g N Vort 9, * N 3600*700 Satır 3 Sütun D Z 057, 45 N 60,44 Satır Sütun E z = g V ort Z 74699,98 60,6 N/kN ( G L G ) 0*88, * W V Satır Sütun F w 9,46 0 =,6 ort,6, 69 N/kN V 38,9 Satır Sütun I Δt = * 06* 9, 44 3,6* z ( w s) 3,6*(60,6,69) 0 Vort 9,46 Satır Sütun J l * t *9,44 05, 08 m 3,6 3,6 Toplam emeraj uzunluğu 3000,7 m olmuştur. Katar üzlükte (istasyon + palye = = 500 m) rejim hızına ulaşamamaktaır. Katara bir otomotris aha eklenecek ve hesaplar tekrarlanacaktır. Ancak, üzlükte rejim hızına ulaşılamaması neeniyle yeni katar üzeni oluşturuluyorsa, 9 ve 0. aşamalaraki eğim hesapları yenien yapılmayacaktır. sn

9 . otomotris eklenikten sonra a, maksimum katar ağırlığı sınırı içine kalınmalıır. VS MKA * ODA 30 *6,8 5,73 5 VDA 3, Yeni katar ağırlığının hesaplanması: G L + G W =* 6,8 + 3,*5 = 86,60 ton. A B C D E F G H I J Hız aralığı ΔV (km / sa) V ort (km/sa) Z (N) z (N/kN) w 0 (N / kn) s ( ) w 0 ± s (N / kn) Δt (s) ΔL (m) 0-38,9 38,9 9, ,96,9,69 0,69 9,53 5,5 3 38,9-8,96 43,05 60,44 054,89 70,66,5 0,5 8,6 3,7 4 8, ,04 03,48 883,73 4,7 4,8 0 4,8 34,6 984,78 Σ 6,39 348,56 Geçiş hızı otomotris sayısıyla eğişmez. Katara iki otomotris oluğu için, aerans ağırlığı ve otomotris gücü katına çıkmıştır Satır Sütun D Z * G * 60 * * 60 **6,8* , a g Ga g N Vort 9, * N 3600**700 Satır 3 Sütun D Z 054, 89 N 60,44 V ort Z ,96 Satır Sütun E z =,9 N/kN g *( G L GW ) 0*86, 6 Satır Sütun F w 0 =,69 N/kN (Direnim eğişmez.) V 38,9 Satır Sütun I Δt = * 06* 9, 53 3,6*( z ( w s)) 3,6*(,9,69) 0 sn

10 Vort 9,46 Satır Sütun J l * t *9,53 5, 5 m 3,6 3,6 Önemli Not: Demeraj uzunluğu neeniyle yeni otomotris (lokomotif) eklenmek urumuna kalınırsa, hem tek otomotris (lokomotif) hem e iki otomotris (lokomotif) ile yapılan hesaplar (emeraj tabloları ve ilgili hesaplar) müsveelere verilmeliir. Frenleme hesabı, katarın frenlemeye ilk başlaığı an ile katarın (B noktasına) uruğu an arasına yapılacaktır. Dolayısıyla, frenleme süresi süresi ve mesafesine, B istasyonunun içine 30 km/sa sabit hızla yapılan hareket e âhilir. Aslına, toplam frenleme mesafesi, katarın rejim hızınan 30 km/sa hıza üşene kaar kat ettiği mesafe ile B istasyonunun uzunluğunun (50 metre) toplamı olmaktaır. A B C D E F G H I Hız aralığı ΔV (km / sa) V ort (km/sa) w f (N/kN) w 0 (N / kn) s ( ) w 0 ± s (N / kn) Δt (s) ΔL (m) 5 77,5 47,5 0,5 5,07 4,6 7,56,7,93 66, , ,5 53,75 75,9,3 7,56 9,88 6,3 43, Gerek yoktur. 0 Gerek yoktur. 6,4 0, ,5,66 0,66 7,9 9,96 Σ 7,8 0,5 * * 500 0,7*0,9 500 Satır Sütun D w f f * * 5, 07 N/kN 50 V,0 50 0,5 ort V 0,5 Satır Sütun E w 0 =,6 ort,6 4, 6 N/kN Satır Sütun F İstasyona henüz girilmeiği için, eğim uygulama eğimine eşittir ve çıkış yönüneir. V 47,5 Satır Sütun H Δt = * 06*,93 sn 3,6* w ( w s) 3,6*(5,07,7) Vort 0,5 Satır Sütun I l * t *,93 66, 78 m 3,6 3,6 f 0

11 Satır 4: Bu satır sabit hızlı hareket evresine ait oluğunan, irenim ivme hesabı yapmaya gerek yoktur. 30 km/sa sabit hızla gieceği süreyi belirleyebilmek için, bu hızla gieceği mesafeyi belirlemek gerekliir. Bu mesafe, B istasyonunun uzunluğunan (50 metre), 30 0 km/sa frenleme mesafesi (satır 5 sütun I a hesaplanı, 9,96 metre) çıkarılarak bulunmuştur. Rejim uzunluğu = Toplam yol uzunluğu (frenleme uzunluğu + emeraj uzunluğu) = 4349,84 (0, ,56) = 4079,3 m. Satır 5 Sütun F: 30-0 km/sa arasınaki frenleme B istasyonunun içine yapılmaktaır. İstasyon eğimsiz oluğunan, eğim 0 alınmıştır. Lrejim 4079,3 Rejim süresi = 74, 78 sn. ( V /3,6) (5/ 3,6) rejim Toplam seyir süresi = Rejim süresi + frenleme süresi + emeraj süresi = 74,78 + 7,8 + 6,39 = 308,99 sn. ) Trafiğin Gerektiriği Katar Sayılarının Hesabı Bu eşitliklere, T v : Yıla iki yöneki yolcu sayısı (yolcu/yıl) (Yolcu trafiği genellikle iki yönlüür; yani, gien yolcu genellikle başlangıç noktasına geri öner.) T m : Yıla bir yöneki yük miktarı (ton/yıl yön) (Yük trafiği genellikle tek yönlüür. Fabrikaya giren hammae üretim yerine geri önmez ya a fabrikaa üretilen ve pazara sunulan mamul fabrikaya geri önmez.) λ v : Bir yolcunun ortalama seyahat uzunluğu (km) λ m : Bir ton yükün ortalama taşınma mesafesi (km) N v : Bir güne ve bir yöne işletilmesi gereken yolcu katarı sayısı (katar/gün yön) N m : Bir güne ve bir yöne işletilmesi gereken yük katarı sayısı (katar/gün yön) a v : Bir yolcu katarının kapasitesi (yolcu/katar) a m : Bir yük katarının kapasitesi (ton/katar) L v : Bir yolcu katarının uç terminaller arasınaki toplam seyahat uzunluğu (km) L m : Bir yük katarının uç terminaller arasınaki toplam seyir uzunluğu (km) k : En büyük trafik yüzesi: (günlük maks. yolcu sayısı ya a yük miktarı / günlük ort. yolcu sayısı ya a yük miktarı),00 k : Vagon kullanım katsayısı: (kataraki ort. yolcu sayısı ya a yük miktarı / katarın yolcu ya a yük kapasitesi),00 k 3 : Katar kullanım katsayısı: (katara hizmet veren (olu) vagon sayısı / kataraki toplam vagon sayısı),00 Yolcu Trafiği; * *5*0 365 Yük Trafiği; 6 *,*00 *380* 0,8**500 N v = 0,8 (katar/gün-yön) N v 6 6*0 *,*300 N m *546*0,8*0,9*500 N m = 30, 3 (katar/gün-yön) 365

12 3) Eş Aşınma Koşuluna Göre Dever Yüksekliklerinin Hesaplanması n i V i G i 3 V i 3 n i * G i * V i n i * G i * V i Yolcu 5 86, Yük V ,33 V 0 = 8,43 km/sa.844.8,8* 6630,33,8* 6630,33 55,88 mm R 400,8* 6630,33,8* 6630,33 37, 5 mm R 00 Max-Min Dever Değerleri,8*5,8*565 53* 0,9 53* 0,9 9,06 min R 400,8*5,8*565 53* 0,9 53* 0,9 5,96 min R 00 mm mm,8* 7,8* ,69 max R 400,8* 7,8* ,3 max R 00 mm mm. Kurp için - 9,06 < 55,88 < 33,69. Kurp için - 5,96 < 37,5 < 9,3 Hesaplanan ever eğerleri yolcu ve yük katarları için uygunur.