Ташкентский государственный транспортный университет
Кафедра: Локомотивы и локомотивное хозяйство
Курсовая работа
Основа тяги поездов
Темиров Б.С.
Ташкент 2021 г.
Содержание
технический поезд перегон тяга
1. Анализ профиля пути и установить величину расчетного подъема
2. Определение массы состава по выбранному расчетному подъему
3. Проверка полученной массы состава на прохождение встречающихся подъемов большей крутизны, чем расчетной, с учетом использования накопленной кинетической энергии
4. Проверка возможности трогания поезда с места при остановках на раздельных пунктах (станциях)
5. Проверка массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов заданного участка
6. Спрямление профиля пути
7. Составление таблицы и построение диаграммы удельных равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил
8. Определение максимально допустимой скорости движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах поезда
9. Построение кривых скорости v=f(s) и времени t=f(s)
10. Определение время хода по перегонам и техническую скорость движения поезда на участке
11. Расчет время хода поезда по участку способом равномерных скоростей
12. Определение расходов дизельного топлива для тепловоза
Литература
1. Анализ профиля пути и установить величину расчетного подъема
Расчетный подъем это наиболее трудный для движения в данном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетном силе тяги локомотива. Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный. Если же наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествуют «легкие» элементы профиля (спуски, площадки), на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолеет его за счет накопленной кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности, на котором может быть достигнута равномерная скорость.
И длину
1500 1500 6000
2. Определение массы состава по выбранному расчетному подъему
Масса состава один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.
Для выбранного расчетного подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле
=
где - расчетная сила тяги локомотива, Н;
Р - расчетная масса локомотива, т;
- основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН;
- основное удельное сопротивление состава, Н/кН;
- крутизна расчетного подъема, ‰;
g - ускорение свободного падения; g=10 м/с2.
Величины и определяют для расчетной скорости локомотива .
Основное удельное сопротивление локомотива для которых графические зависимости отсутствуют, следует подсчитывать по формуле
Основное удельное сопротивление состава в Н/кН определяют по формуле
где б, г - соответственно доли (не %!) 4 и 8-осных вагонов в составе по массе
- основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов, Н/кН;
-основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов. Н/кН
Здесь и - масса, приходящаяся на одну колесную пару соответственно 4 и 8-осного вагона, т
где и - масса брутто соответственно 4- и 8-осного вагона, т
Вычисленную по формуле массу состава следует в соответствии с ПТР округлить до 50 или 100 т.
3. Проверка полученной массы состава на прохождение встречающихся подъемов большей крутизны, чем расчетной, с учетом использования накопленной кинетической энергии
Проверка рассчитанной массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих «легких» элементах профиля, выполняется аналитическим способом. При этом используют расчетное соотношение
где - скорость в начале проверяемого подъема; выбирается из условий подхода к проверяемому элементу (для грузовых поездов можно принимать = 70-90 км/ч, но не выше конструкционной скорости заданного локомотива);
- скорость в конце проверяемого подъема. Эта скорость должна быть не менее расчетной, т.е. должно выдерживаться условие . Или рекомендуется принимать
Удельную силу тяги и удельное сопротивление в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равными их значениям при средней скорости рассматриваемого интервала:
Эти удаленные силы вычисляют по формуле Н/кН
Значение силы тяги локомотива для средней скорости определяют по тяговой характеристике локомотива. Для той же средней скорости определяют основное удельное сопротивление
Если полученное по формуле расстояние больше или равно длине проверяемого подъема то на этом проверка заканчивается и делается вывод о том, что при рассчитанной массе состава поезд надежно преодолевает проверяемый подъем, крутизной больше расчетного, с учетом использования накопленной к началу элемента кинетической энергии. Если же путь s, который может быть пройден за счет разгона, окажется короче длины проверяемого подъема , то необходимо уменьшить массу состава (для начала, например, на 100 т) и все расчеты по проверке массы состава на возможность прохождения подъема большей крутизны, чем расчетный, с учетом использования накопленной кинетической энергии повторить снова; уменьшение массы состава и последующий проверочный расчет следует производить до тех пор, пока не будет выдерживаться условие .
4. Проверка возможности трогания поезда с места при остановках на раздельных пунктах (станциях).
Проверка рассчитанной массы состава на трогание с места на раздельных пунктах заданного участка выполняется по формуле
;
где - сила тяги локомотива при трогании состава с места, Н;
- крутизна наиболее трудного элемента на раздельных пунктах (станциях) заданного участка, ‰ (в сторону движения);
- удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), Н/кН;
Здесь , - удельные сопротивления при трогании с места соответственно вагонов на подшипниках качения;
Для вагонов на подшипниках качения
В этих формулах , - масса, приходящаяся на одну колесную пару для данной группы вагонов (при вычислении по ним значений и подставляются величины , полученные ранее по формулам).
Масса состава , полученная по условиям трогания с места, должна быть не менее массы состава определенной по расчетному подъему, т.е. должно выдерживаться условие . Так как для проверки массы состава на трогание с места была выбрана станция, расположенная на наиболее трудном элементе, то в этом случае делается вывод о том, что трогание состава с места и разгон поезда обеспечены на всех раздельных пунктах участка.
5. Проверка массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов заданного участка
Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемоотправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приемоотправочных путей станций.
Число вагонов в составе грузового поезда:
4-осных
8-осных
Полученные количества вагонов необходимо округлить до целых числовых значений.
Длины вагонов принимаются равными: 4-осного - 15 м, 8-осного - 20 м. Общая длина поезда
м
(здесь 10 м - запас длины на неточность установки поезда).
Проверка возможности установки поезда на приемоотправочных путях выполняется по соотношению
где - длина приемоотправочных путей, м.
Если длина поезда меньше или равна длине приемоотправочных путей станций заданного участка, то масса состава не корректируется и делается вывод о том, что массу состава уменьшать не надо.
Если же вычисленная длина поезда получилась больше длины приемоотправочных путей, указанной в задании, то масса состава уменьшается так, чтобы длина поезда равнялась длине приемоотправочных путей на раздельных пунктах (при этом снова должны быть определены число вагонов в составе уменьшенной массы и соответствующая длина поезда и выполнено сопоставление последней с заданной длиной приемоотправочных путей станций).
6. Спрямление профиля пути
Для повышения точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема последних и, следовательно, времени на их выполнение, необходимо спрямлять профиль пути.
Спрямление профиля состоит в замене двух или нескольких смежных элементов продольного профиля пути одним элементом, длина которого равна сумме длин спрямляемых элементов (, …, ), т.е.
,
а крутизна вычисляется по формуле
,
где- крутизна элементов спрямляемого участка. Чтобы расчеты скорости и времени движения поезда по участку были достаточно точными, необходимо выполнить проверку возможности спрямления группы элементов профиля по формуле
где - длина спрямляемого элемента, м;
- абсолютная величина разности между уклоном спрямленного участка и уклоном проверяемого элемента, ‰, т.е. .
Проверке по формуле подлежит каждый элемент спрямляемой группы. Чем короче элементы спрямляемой группы и чем ближе они по крутизне, тем более вероятно, что проверка их на удовлетворение условию окажется благоприятной (положительной).
Кривые на спрямленном участке заменяются фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формуле
где и- длина и радиус кривых в пределах спрямленного участка, м
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
Необходимо отметить, что знак крутизны уклона может быть и положительным (для подъемов), и отрицательным (для спусков); знак (крутизны фиктивного подъема от кривой всегда положительный. Это обязательно надо учитывать при вычислениях.
Объединять в группы для спрямления следует только близкие по крутизне элементы профиля одного знака. Горизонтальные элементы (площадки) могут включаться в спрямляемые группы как с элементами, имеющими положительный знак крутизны, так и с элементами отрицательной крутизны. Элементы, на которых расположены раздельные пункты, не спрямляются.
Не следует включать в группы элементов, подлежащих спрямлению, расчетный подъем, а также крутой подъем, для которого выполнялась проверка возможности преодоления его поездом с учетом накопленной на предшествующих элементах кинетической энергии. Спрямленный профиль должен сохранить характерные особенности действительного профиля в смысле относительного расположения повышенных и пониженных точек.
Результаты расчетов по спрямлению заданного профиля пути сводятся в таблицу 1.
7. Составление таблицы и построение диаграммы удельных равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил
Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляется таблица для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:
а) для режима тяги
б) для режима холостого хода
в) для режима торможения:
при служебном регулировочном торможении
при экстренном торможении
Таблица удельных равнодействующих сил, форма которой приведена ниже, заполняется для скоростей от 0 до конструкционной vконстр через 10 км/ч (1-й столбец); кроме того, в этот столбец следует вносить величины скоростей, соответствующих характерным точкам тяговой характеристики заданного локомотива: скорость выхода на автоматическую характеристику, расчетную скорость.
Во 2-й столбец заносятся значения силы тяги локомотива Fк для указанных в 1-м столбце скоростей. Значения силы тяги определяются по расчетной тяговой характеристике локомотива, приведенной в прил. 2. Скорости V = 0 км/ч (момент трогания поезда с места) соответствует значение силы тяги Fктр.
Основное удельное сопротивление локомотива при движении под током определяется по графикам.
Основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу (при движении без тока) для разных значений скорости определяется по графикам , приведенным в ПТР; основное удельное сопротивление локомотивов, для которых эти графические зависимости в ПТР отсутствуют, может быть вычислено по формуле
Основные удельные сопротивления ,иможно определять, используя расчетные таблицы.
Основное удельное сопротивление всего поезда (при следовании его по прямому горизонтальному пути) при движении локомотива на холостом ходу (без тока) подсчитывают по формуле
где P - расчетная масса локомотива, т; Q - масса состава, т.
Величины ,и определяются указанным путем для скоростей, начиная с 10 км/ч и выше. Значения этих величин при v = 0 (в момент трогания поезда с места) принимаются соответственно такими же, как при v =10 км/ч.
Удельные тормозные силы поезда в Н/кН вычисляют по формуле
где - расчетный коэффициент трения колодок о колесо при композиционных колодках
;
-расчетный тормозной коэффициент состава в кН/кН
,
где ,,- число осей соответственно в группах 4-, 6-и 8-осных вагонов состава: ,,;
,, - расчетные силы нажатия тормозных колодок соответственно на ось 4-, 6-и 8-осных вагона, (при композиционных колодках кН/ось).
- доля (не%!) тормозных осей в составе.
При определении расчетного тормозного коэффициента грузовых поездов на спусках до 20% 0 масса и тормозные средства локомотива обычно не учитываются; это упрощает расчеты и не снижает их точность.