Материал: Тяговые расчёты для подъездной работы

Тяговые расчёты для подъездной работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра транспорта и логистики

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Тяговые расчёты для подъездной работы

по дисциплине

«Устройство и эксплуатация железнодорожного подвижного состава дорог общего пользования»

Выполнил: ст.гр. МТЖ-13

Краус А.И.

Проверил: ст. преподаватель

Квашнина Е.В.

Новокузнецк 2015

ВВЕДЕНИЕ

Среди всех видов транспорта во многих странах ведущее место занимает железнодорожный транспорт, что объясняется его универсальностью: возможностью обслуживать все отрасли экономики и удовлетворять потребности населения в перевозках практически во всех климатических зонах и в любое время года. Преимуществом железнодорожного транспорта является независимость от природных условий (строительство железных дорог практически на любой территории, возможность ритмично осуществлять перевозки во все времена года, в отличие от речного транспорта).

Эффективность железнодорожного транспорта становится ещё более очевидной, если учесть такие его преимущества, как высокие скорости подвижного вагонопотока, универсальность, способность осваивать грузопотоки практически любой мощности (до 75-80 млн. т. в год в одном направление), во много раз меньше чем у других видов транспорта. Среди существующих показателей наиболее точно характеризуют уровень мобильности железнодорожного транспорта следующие: удовлетворение потребностей народного хозяйства в перевозках за определенный период времени, соблюдение сроков доставки грузов, оборот вагона, участковая и техническая скорость, коэффициент участковой скорости, средний простой вагона под одной грузовой операцией. В пассажирских перевозках наиболее важны такие показатели, как соблюдение графика и расписания движения, выполнение плана пассажирских перевозок.

Маневрово-вывозной тепловоз ТЭМ7.

Эти односекцнонные восьмиосные тепловозы, спроектированные и построенные Людиновским тепловозостроительным заводом, предназначены для выполнения тяжелой маневровой, горочной и вывозной работы с составами массой до 7000-9000 т.

Тепловозы имеют кузов капотного типа. Кабина машиниста оборудована основным и дополнительным пультами, что позволяет управлять тепловозом одному человеку.

Проведенные испытания показали высокие динамические качества экипажной части тепловоза ТЭМ7.

Основные характеристики локомотива:

·        Серия - ТЭМ7;

·        Длина - 21,5 м;

·        Расчетная скорость - 10,3 км/ч;

·        Конструктивная скорость - 100 км/ч;

·        Расчётная масса локомотива -180 т;

·        Расчётная сила тяги -35000 кгс;

·        Сила тяги при трогании с места -59400кгс.

1. СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ

Спрямление профиля пути состоит в замене действительного профиля некоторым фиктивным с меньшим количеством элементов, что позволяет уменьшить объём последующих вычислений при выполнении тяговых расчётов. Основные правила по спрямлению профиля пути:

.        Элементы, на которых расположены остановочные пункты, спрямлению не подлежат.

.        Для спрямления подбираются соседние элементы действительного профиля одного знака, мало отличающиеся друг от друга по крутизне и имеющие относительно небольшую длину.

.        Площадки могут спрямляться как с подъемами, так и со спусками.

.        Спрямленный профиль должен сохранить особенности заданного профиля.

При соблюдении условий спрямления работа, затраченная локомотивом на перемещение состава по действительному и спрямлённому профилю, средняя скорость и время движения будут одни и те же.

Спрямление элементов профиля пути производится в следующем порядке:

. Определяется фиктивный уклон спрямляемого участка  ‰, по формуле:

          (1)

где  - длина каждого элемента профиля, входящего в спрямляемый участок, м;

 - величина уклона каждого из элементов профиля, входящих в спрямляемый участок, ‰;

 - общая длина спрямляемого участка, м, .

В плане выделено 4 участка для спрямления: элементы 2 и 3, элементы 5 и 6, элементы 9 и 10, элементы 11 и 12. Спрямляем каждый участок:

. Каждый элемент входящий в спрямленный участок проверяется на допустимость спрямления. Возможность спрямления элемента действительного профиля определяется по формуле:

                                                                                        (2)

где  - абсолютная (по модулю) разность между фиктивным уклоном спрямляемого участка и действительным уклоном проверяемого элемента,‰.

Если равенство (2) не соблюдается, то такое спрямление недопустимо, и варианты спрямления элементов необходимо пересмотреть.

Условие для всех элементов выполнено, следовательно, спрямление возможно.

. Определяется фиктивный добавочный подъем от кривых, , ‰, имеющихся на элементах профиля по формулам:

если криволинейный участок пути задан радиусом R, м, и длиной кривой Sкр, м:

                                                                                   (3)

при заданном центральном угле поворота α, град:

                                                                                 (4)

. Определяется окончательный уклон , спрямляемого участка по формуле:

                                                                                  (5)

;

;

;

;

После выполнения расчетов по спрямлению вычерчивается диаграмма исходного и спрямленного профиля пути.

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СОСТАВА ДЛЯ РАСЧЁТНОГО УКЛОНА

вагон поезд ускоряющий отправочный

Характеристики локомотива ТЭМ7:

· Fтр = 59400 кгс;

·        Fкр = 35000 кгс;

·        P = 180 т;

·        Vр = 10,3 км/ч;

·        Vк = 100 км/ч;

·        lлок = 21,5 м.

Для определения массы состава поезда, необходимо проанализировать спрямлённый профиль пути и выбрать расчётный (руководящий) подъём.

Расчётный подъём является самым неблагоприятным для преодоления, так как перед ним либо нет хороших условий для разгона либо они наихудшие по сравнению с остальными подъёмами профиля. Преодолеть такой подъём поезд может только благодаря мощности двигателей локомотива. Поэтому необходимо определить максимальную массу грузового состава, которую локомотив сможет перемещать по заданному участку.

Масса состава Qip, т, определяется по формуле:

,                                                              (6)

где Fкр - расчётная сила тяги локомотива, кгс;

P - расчётная масса локомотива, т;

w′0 - основное удельное сопротивление движению электровоза в режиме тяги, кгс/т;

w″0 - основное удельное сопротивление движения вагонов, кгс/т;

iр - расчётный (руководящий) подъём, ‰.

За расчётный подъём принимаем элемент № 9 спрямлённого профиля пути iр = 5 ‰, т.к. серия локомотива ТЭМ7.

Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги определяется по формуле:

                                                (7)

где V - расчётная скорость локомотива, км/ч.

Основное удельное сопротивление движения вагонов w″0, кгс/т, зависит от осности вагонов и их состояния (груженый или порожний).

Для груженых 4-осных вагонов:

                                                           (8)

Для груженых 8-осных вагонов:

                                                                  (9)

где q0 - осевая нагрузка, т.е. нагрузка, приходящаяся на рельсовый путь от одной колёсной пары, т/ось.

Для её определения сначала рассчитывается масса брутто, qбр, т:

,                                                                                (10)

Где qт - масса тары, т.е. масса порожнего вагона, т;

qг - грузоподъемность вагона, т;

γ - коэффициент использования грузоподъемности.

qбр4=71∙0,7+21,3=71 т;

qбр8=132∙0,95+44,6=170 т.

Осевая нагрузка q0, т/ось, определяется по следующей формуле:

,                                                                                          (11)

где n - осность вагона;

qбр - масса вагона брутто, т.

;

;

Массовые доли вагонов разного типа находим по формулам:

                                                                          (12)

                                                                                   (13)

Где m - процентное отношение вагонов данного типа в поезде, %.

=

Основное удельное сопротивление движению поезда, состоящего из вагонов разного типа, определяется по формуле:

                                                                 (14)

где массовая доля вагонов данного типа в поезде;

 основное удельное сопротивление движению вагонов данного типа, кгс/т.

Масса состава для расчётного уклона равна:

Вывод: 5660,16 тонны - это максимальная масса, которую локомотив ТЭМ7 сможет провезти по заданному профилю с расчетным уклоном =5‰.

3. ПРОВЕРКИ МАССЫ СОСТАВА

3.1 Проверка массы состава по условиям трогания поезда с места

Проверка выполняется для элемента № 1 профиля, на котором осуществляется трогание поезда с места.

Согласно проверке, необходимо определить массу состава, которую данный локомотив способен стронуть с места. Так как локомотив трогается с площадки, а не с уклона, то должно быть преодолено только добавочное сопротивление, возникающее в процессе трогания поезда с места.

Определение массы состава по условиям трогания с места, Qтр, т, выполняется по формуле

                                                                       (15)

Где - сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

 - величина уклона на остановочной площадке, ‰;

 - удельное сопротивление движению состава при трогании с места для вагонов с подшипниками качения в буксах, кгс/т.

 определяется по формуле:

 ,                                                                                (16)

Где - средняя осевая нагрузка состава, если имеются вагоны разного типа или вагона, т/ось.

Средняя осевая нагрузка состава определяется с учётом массовых долей вагонов каждого типа по формуле:

                                                                                               (17)

Где - осевые нагрузки вагонов разных типов, т/ось.