Подвижной состав и тяга поездов
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет транспорта»
Кафедра “Тепловозы и тепловые двигатели”
по дисциплине
«Подвижной состав и тяга поездов»
Выполнил:
|
Проверил:
|
студент группы УД-33
|
преподаватель
|
Иванов С.Н.
|
Гришечкин В.В
|
Гомель 2007 г.
Содержание
Введение
1
Анализ
профиля пути и выбор величины расчетного подъема
2
Определение
массы состава
3
Проверка
полученной массы состава на прохождение подъемов большей крутизны, чем
расчётный с учетом накопленной кинетической
энергии
4
Проверка
полученной массы состава на трогание с места и по длине приемо-отправочных
путей
5 Спрямление профиля на
заданном участке
6
Расчет и
построение диаграммы ускоряющих и замедляющих сил‚ действующих на
поезд
7
Графическое
решение тормозной задачи
8
Определение
времени хода поезда по кривой времени и технической скорости движения
9
Построение
кривых скоростей, времени и тока
10 Определение времён хода
поезда по перегонам и технической скорости движения
11 Определение расхода
электрической энергии
Литература
Введение
Теория локомотивной тяги – научная дисциплина, которая предназначена для
решения важнейших для железнодорожного транспорта вопросов:
ü
выбор
типа локомотива и его основных параметров;
ü
расчет
массы состава, расчет времени хода поезда по перегону;
ü
определение
рациональных режимов вождения поездов;
ü
расчет
тормозов;
ü
определение
расхода топлива (электроэнергии, воды).
Решение данных вопросов служит для: составление графиков движения
поездов, определения пропускной и провозной способности, расчетов по размещению
остановочных пунктов (тяговых подстанций, складов топлива, локомотивного
парка).
Условно все курсовую можно поделить на 3 части.
В первой нужно рассчитать массу состава, проверить полученную массу
состава на прохождение подъемов большей крутизны, чем расчетный, а также на
трогание с места и по длине приемо-отправочных путей.
Во второй части мы должны спрямить профиль пути и произвести построение
кривой скорости и времени методом МПС.
В третьей мы определим расход энергоресурсов.
1 Анализ профиля пути и выбор
величины расчетного подъема
Проанализировав профиль пути был
выбран расчетный подъем длиной 4500 м и уклон 8 ‰ (элемент №18)
Данный расчетный подъем будет
использован при нахождении массы состава.
2 Определение массы состава
Состав поезда в процентах по массе состоит из
вагонов:
4-осных-86%,
6-осных-6%,
8-осных-8%.
Средняя масса вагонов брутто составляет:
4-осных-88т,
6-осных-128т,
8-осных-168т.
Путь принят звеньевой.
Масса состава вычисляется по формуле:
Q =(Fкр-P(+ip)) / (+ip), (1)
где Fкр—расчетная сила тяги
локомотива, H;
P— расчетная масса локомотива, т;
—основное удельное
сопротивление движению локомотива, H/т;
— основное удельное сопротивление движению состава, Н/т;
iр—расчетный подъем, ‰;
Расчетные нормативы электровоза ВЛ10 принимаем из [1]
Расчетная сила тяги - Fк тр=460000 Н;
расчетная скорость- νр=46,7 км/ч;
расчетная масса- P=184 т.
Основное удельное сопротивление движению локомотива при ν=νр
определяется по формуле:
где ν–скорость движения
локомотива.
Н/т;
Расчет удельных сопротивлений
4-,6-и 8-осных вагонов производится по следующим формулам:
; (3)
(6)=7+(80+ν+0,025ν2)/qo( 6); (4)
(8)=7+(60+0,38ν+0,021ν2)/qo(8), (5)
где qo(4), qo(6), qo(8) –масса, приходящаяся на одну
колесную пару, соответственно для 4-,6- и 8- осных вагонов, т.
Находится из выражений:
qo(4)=q4/4; (6)
qo(6)=q6/6; (7)
qo(8)=q8/8; (8)
где q4, q6, q8 — масса брутто 4-,6- и 8-осных
вагонов, т/ось;
qo(4)=88/4=22 т/ось;
qo(6)=128/6=21,3 т/ось;
qo(8)=168/8=21 т/ось;
Рассчитаем удельные сопротивления:
(4)=7+(30+ 46,7+0,025. 46,72)/22=12,96 Н/т;
(6)=7+(80+ 43,5+0,025. 43,52)/21,3=15,51 Н/т;
(8)=7+(60+0,38. 46,7+0,021.
46,72)/20,5=12,88 Н/т;
Средневзвешенное
удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:
(9)
где α, β, γ–соответственно доля 4-,6- и 8-осных вагонов в
составе.
=0,86.12,96+0,06.15,51+0,08.12,88=13,11 Н/т;
Следовательно,
масса состава будет равна:
Q =(46000-184.(72,3
+10.8)) / (13,11+10∙8)=4679 т.
Принимаем Q=4700 т.
3 Проверка полученной массы состава на прохождение подъемов
большей крутизны, чем расчетный с учетом 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.
Чтобы убедиться в
том, что с таким составом принятый электровоз преодолеет подъем 10 ‰,
рассчитаем, как изменяется скорость по мере движения поезда по данному подъему.
Sпр ≤∑Sпр =1000()/2. 12(). (10)
Допустим, что к
моменту вступления на рассматриваемый подъем скорость поезда v = 75 км/ч.
ПТР рекомендуют для повышения точности расчета интервалы изменения скорости
движения принимать в пределах 10 км/ч. Чтобы рассчитать расстояние, которое
поезд пройдет при понижении
скорости от 80 км/ч до 70 км/ч,
необходимо определить значение удельной замедляющей силы для средней на рассматриваемом интервале скорости v =
75 км/ч:
=( Fк- W0)/(P+Q). (11)
Из тяговой
характеристики электровоза ВЛ10, приведенной в ПТР, для скорости v = 80
км/ч значение касательной силы тяги Fк = 231000 Н.
Основное удельное
сопротивление движению тепловоза
= 19+0,1. 75+0,003. 752=43,4 Н/т.
Основное удельное сопротивление движению груженых 4-,6-и 8-осных вагонов на
подшипниках качения (роликовых) по звеньевому пути при осевой нагрузке:
qo(4)=88/4=22 т/ось;
qo(6)=128/6=21,3 т/ось;
qo(8)=168/8=21 т/ось.
Будет иметь вид:
(4)=7+(30+75+0,025. 752)/22=18,2 Н/т;
(6)=7+(80+75+0,025. 752)/21,3=20,9 Н/т;
(8)=7+(60+0,38. 75+0,021.
752)/21=16,8 Н/т.
Средневзвешенное удельное сопротивление движению состава:
=0,86.18,2+0,06.20,9+0,08.16,8=18,22 Н/т.
Таким образом, основные сопротивления движению локомотива и
составу поезда:
=P. ; (12)
=184. 43,4=5981,9 Н.
=Q. ; (13)
=4700. 18,22=85634 Н.
Общее
основное сопротивление движению поезда:
= +; (14)
=5981,9 +85634=93615,9 Н.
Удельная
замедляющая сила
=( Fк- W0)/(P+Q), Н/т. (15)
=137384/(184+4700)=28,13 Н/т.
=- 10. iпр Н/т; (16)
= 28,13 -10 . 10 = -71,9 Н/т.
Расстояние, пройденное поездом при изменении скорости
движения от 80 км/ч до 70 км/ч
Sпр =1000. (702 - 802)/2.12(-71,9)=869,6 м.
Проведем
такие же расчеты и для расстояния, пройденного поездом при снижении его
скорости с 70 км/ч до 60 км/ч. Средняя скорость – 65 км/ч.
Сведем
расчеты в таблицу 3.1
Таблица 3.1- Расчет движения поезда по подъему
с уклоном 10‰
v1-
v2,
км/ч
|
vср,
км/ч
|
Fк,
Н
|
,
Н/т
|
,
Н
|
,
Н/т
|
,
Н
|
,
Н
|
,
Н
|
,
Н/т
|
,
Н/т
|
,
м
|
,
м
|
80-70
|
75
|
231000
|
43,4
|
7981,9
|
18,22
|
85634
|
93615,9
|
137384
|
28,13
|
-71,9
|
869,6
|
869,6
|
70-60
|
65
|
323000
|
38,2
|
7025,1
|
16,21
|
76187
|
83212,1
|
239788
|
49,1
|
-50,9
|
1064,11
|
1933,7
|
4 Проверка полученной массы состава на трогание с места и по
длине приемоотправочных путей
Проверка массы
состава на трогание. Необходимо проверить выполнение следующего условия:
, (18)
где Fктр –расчетная сила тяги локомотива при трогании с места, Н;
- удельное сопротивление состава при трогании с места, Н/т;
iтр - уклон элемента профиля, с
которого будет проводиться трогание, ‰. Принимаем, что поезд
трогается со станции, которая находится на горизонтальной площадке.
Соответственно, iтр=0 ‰..
Таким образом,
масса состава Q не должна превышать значение Qтр, определенное
по условиям трогания поезда на подъеме с уклоном iтр.
Сопротивление
троганию принимают для
подвижного состава на роликовых подшипниках. Здесь qo –
средняя осевая нагрузка, т/ось.
, (19)
где α, β,
γ–соответственно доля 4-,6- и 8-осных вагонов в составе,
,, - удельное сопротивление соответственно 4-,6- и 8-осных
вагонов в составе при трогании с места.
=280/(22+7)=9,6 Н/т;
=280/(21,3+7)=9,8 Н/т;
=280/(21+7)=10 Н/т.
Общее удельное сопротивление троганию состава:
=0,86.9,6+0,06.9,8+0,08.10=9,7 Н/т
Масса состава при трогании с места:
Qтр=626000/9,7-184=64352 т.
Так как Q<Qтр, то есть 4700<64352, это значит, что данный локомотив
сдвинет с места состав с рассчитанной ранее массой.
Проверка массы
состава по длине приемоотправочных путей. Масса состава, рассчитанная по
наиболее трудному элементу продольного профиля пути, прошедшая проверки на
прохождение более крутого, чем расчетный, подъема и на трогание поезда, может
оказаться, тем не менее, слишком большой для того, чтобы поезд уместился в
пределах приемоотправочных путей. Для проверки следует определить длину поезда:
где lл – длина локомотива, м;
lс – длина состава, м;
10 – допуск на неточность установки поезда в пределах приемо-отправочных
путей.
Для определения длины состава необходимо определить число вагонов. Число
однотипных вагонов можно рассчитать, если известна, доля массы данной группы
вагонов в общей массе состава
,
(21)
где – доля
массы i-й группы однотипных вагонов в общей массе состава поезда,
qi – средняя масса вагона (брутто) для i-й
группы однотипных вагонов.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|