Тяга поездов

       1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ  И

       ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ

    1. Общие данные

       Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.

       Расположение  осей станционных путей следующее:

           - ось станции А  расположена в начале первого  элемента;

           - ось станции Б  расположена в середине элемента  №13;

           - ось станции В расположена в конце последнего элемента.

       Длина станционных путей – 1200 м.

       Допустимая  скорость движения по состоянию путей:

             - по перегонам  – 80 км/ч;

             - по станциям –  60 км/ч.

       Допустимый  тормозной путь при экстренном торможении – 1200 м.

       Расчетный тормозной коэффициент поезда – 0.33. 

       Тормозные колодки – чугунные. 

    1. Индивидуальные  исходные данные
 

       1.2.1 Вагонный состав поезда.

       Доля (по массе) восьмиосных  и четырехосных вагонов в составе поезда:

       

,

       

,

где: N – порядковый номер студента по списку.

       

       

       Масса в тоннах, приходящихся на ось колесной пары, соответственно:

       

, т

       

, т

         т

         т 

       1.2.2 Предупреждение об ограничении  скорости движения поезда на  участке

       Километровая  отметка начала действия предупреждения Sн.д.пр., км, (считать от оси промежуточной станции):

       

.

         км

       Длина участка линии, где действует  предупреждение Lпр, м:

       

.

        м.

       Допустимая  скорость движения поезда по предупреждениюVдоп.пр., км/ч:

       

. 

         км/ч. 

       1.2.3 Начальные условия

       Начальная километровая отметка участка So, км:

       

.

         км.

       Скорость  движения поезда в начале участка  Vo, км/ч:

       

.

         км/ч.

       Начальное значение времени движения поезда tст., мин:

       

.

         мин.

 

        2 СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

2.1 Определение основных технических данных локомотива

       Основные  технические данные локомотива определяем по заданной серии локомотива:

    • Серия локомотива – 2ТЭ116;
    • Сила тяги при трогании с места Fк.тр=813 Кн;
    • Расчетная сила тяги Fкр=506 кН;
    • Расчетная скорость движения Vр=24,2 км/ч;
    • Конструкционная скорость движения Vк=100 км/ч;
    • Масса локомотива mл=276 т;
    • Длина локомотива lл=36 м;
    • Тяговая характеристика локомотива, Fk(V).

    Таблица 2.1  - Тяговая характеристика локомотива, Fk(V).

V Fк V Fк
22 560 60 212
25 500 65 195
30 417 70 183
35 365 75 170
40 318 80 161
45 285 90 143
50 255 100 129
55 230    
 

       Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению вычисляется по формуле:

       

,

       где: - расчетный коэффициент сцепления.

       Значение  расчетного коэффициента сцепления  для локомотива серии ВЛ10 определяется по формуле:

       

. 

       Представим  расчет для V=22км/ч:

       

         кН.

       Результаты  расчетов сведем в таблицу 2.2.

    V, км/ч Fk, кН Ψк Fсц, кН
    22 560 0,218 590,2
    25 500 0,208 563,1
    30 417 0,204 552,3
    35 365 0,198 536,1
    40 318 0,188 509,02
    45 285 0,186 503,6
    50 255 0,182 492,7
    55 230 0,178 481,9
    60 212 0,175 473,8
    65 195 0,172 465,7
    70 183 0,168 454,8
    75 170 0,166 449,4
    80 161 0,164 444,03
    90 143 0,160 433,2
    100 129 0,148 400,7
 

       2.2 Определение расчетной  массы состава

       2.2.1 Расчет критической массы состава

       Критическая масса состава mс.кр., т, определяется по мощности локомотива из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме:

       

,

где: - ускорение свободного падения, м/с;

        - удельное основное сопротивление  движению локомотива при работе  под током, Н/кН;

        - расчетный подъем, 0/00;

        - удельное основное сопротивление  движению состава, Н/кН.

       Величина  рассчитывается по формуле:

       

,

где: V – скорость движения, км/ч.

       Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных, величину определяют по формуле:

       

,

где: -удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

        -удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

       Удельное  основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов  определяется по формулам:

       

       

.

       Приведем  расчет:

         Н/кН 

        Н/кН

         Н/кН

         Н/кН

        т.

       Критическая масса состава равна 4340 т.

       2.2.2 Проверка массы состава по  троганию с места

       Масса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы mс.кр.

        ,

где: - сила тяги при трогании с места, Н;

        - масса  состава при трогании с места,  т;

        - удельное  основное сопротивление движению  при трогании с места, Н/кН;

        - уклон  участка пути, на котором происходит трогание поезда с места, 0/00.

       Удельное  основное сопротивление движению при  трогании с места для вагонов  на роликовых подшипниках определяется по формуле:

        ,

где: - масса, приходящаяся на ось i-того типа, т.

Н/кН

Н/кН

       Для состава из четырехосных и восьмиосных  вагонов  определяется по выражению:

       

         Н/кН

         т

       Согласно  ПТР масса состава проверяется  на трогание с места на остановочных пунктах.

       Масса состава при трогании с места  составляет 37276.47 тонн.

        - условие выполняется. 

       2.2.3 Проверка массы состава по  размещению на станционных путях

       Длина поезда не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей  на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на установку  поезда).

       Длина поезда lп, м, определяется по формуле:

        ,

где: - длина состава, м;

        - число  локомотивов.

       Длина состава определяется по формуле:

       

где: - длина вагона i-того типа, м.

       В контрольной работе принять l4=14 м, l8=21 м.

       Количество  вагонов определяется по выражению

        ,

где: - доля вагонов i-того типа (по массе);

        - масса  одного вагона i-того типа, т.

        вагонов

        вагона

         м

         м.

       Длина поезда 858метра.

       2.2.4 Выбор расчетной массы состава

       Из  трех значений масс состава, полученных выше, для дальнейших расчетов принимаем  ее наименьшее значение.

       Расчетная масса состава равна 4313 тонн. 
 
 

       2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда

       Удельные  результирующие силы поезда рассчитывают и строят на графике в зависимости  от скорости движения для всех трех возможных режимов ведения поезда: тяги - , выбега - , служебного механического торможения - . Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда.

       В тяговом режиме

       

,

       В режиме выбега

       

,

       В режиме служебного механического торможения

       

,

где: - удельная сила тяги, Н/кН;

        - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;

        - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;

        - удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.

       В свою очередь

       

,

       

,

       

,

       

,

где: - удельное основное сопротивление движению локомотива при езде без тока, Н/кН.

        - сила тяги локомотива, Н;

        - расчетный коэффициент трения колодок о бандаж;

        - расчетный тормозной коэффициент.

       Для всех серий локомотивов

       

.

       

Н/кН

       Для чугунных тормозных колодок

        .

       

        Н/кН

         Н/кН

         Н/кН

        Н/кН

       Расчет  значений удельных сил поезда выполняем  для ряда скоростей движения в  диапазоне от нуля до конструкционной  скорости (100) с интервалом 10 км/ч.

       В диапазоне скоростей движения от нуля до скорости выхода на характеристику полного возбуждения ПВ силу тяги принимаем равной силе сцепления.

       Сопротивление движению локомотива и состава при  скоростях 0…10 км/ч принимаем неизменным и равным его величине при скорости движения V=10 км/ч.

       Полученные  данные заносятся в таблицу 2.3.

       По  данным граф 11, 16, 17 строим диаграмму  удельных результирующих сил поезда (рисунок 2.1) соответственно fт(V), fв(V) fсл.т(V).

       При построении диаграммы воспользуемся  следующими масштабами:

    • для скорости движения – my =2 мм / км/ч;
    • для удельных сил – mf =12 мм / Н/кН.
Тяга поездов