Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Побудова кривих руху

Вихідні дані на курсовий проект

Завдання № 38.

Дані про розміщення станцій на ділянках, довжини та ухили елементів профілю колії, а також параметри кривих наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Вихідні дані

№ елементів профілю колії	Станція	Ухили колії, i%	Довжини елементів профілю колії , S, м	Криві колії
№ елементів профілю колії	Станція	Ухили колії, i%	Довжини елементів профілю колії , S, м	Радіус R, м	Довжина L, м
1	2	3	4	5	6
1	А	0	1100
2		2,8	800
3		4,6	1100
4		3,6	1000
5		-3	3200
6		-8	1300
7		-4,3	900	1000	600
8		-3,5	850	700	400
9	Б	0,0	1050
10		-6,1	850	1050	500
11		7,9	1150
12		10,7	2950
13		6,1	500	1050	500
14		1	900
15		-3,9	800
16		7,4	1300
17	В	0,0	1100
18		-1,3	900
19		-11,5	1000
20		-10	1250	750	600
21		-6,3	500
22		-4,4	3000	600	450
23		-5,3	750	1050	500
24		11,1	850
25	Г	0,0	900

Дані про електровоз та состав:

Серія ЕРС, тип тягового двигуна ВЛ22М, НБ-411;

Передаточне відношення тягового редуктора 4,3;

Діаметр бандажів коліс, м 1,25;

Номінальне значення напруги в контактній мережі, кВ 3,1;

Значення найбільшого допустимого струму двигуна, А 550;

Маса електровоза, т 132;

Тип колії стиковий;

Додаткові дані: обмеження швидкості 45 км/г на ділянці № 19;

Процентний вміст 4-вісних вагонів у составі 0,45;

Процентний вміст 6-вісних вагонів у составі 0,3;

Процентний вміст 4-вісних вагонів у составі 0,25;

Спрямлення профілю заданої ділянки

Спрямлення повздовжнього профілю шляху проводимо у відповідності з наступними правилами:

Станції спрямленню не підлягають.
Спрямляються однакові по знаку та близькі по величині ухилу ділянки.
Спрямляються тільки суміжні ділянки.

Ухил спрямленої ділянки знаходимо по формулі:

, ‰ (1)

де i_i – ухил кожного з приведених дійсних елементів профілю шляху, ‰;

S_i – довжина кожного з приведених дійсних елементів профілю шляху,м.

Перевірку можливості спрямлення знаходимо по формулі:

, м (2)

Криві шляху кожного спрямленого або залишеного дійсного елемента заміняємо фіктивним підйомом, ухил якого визначається виразом:

(3)

де S_крj –довжина кожної з приведених кривих, м;

R_крj – радіус кожної з приведених кривих, м.

Результуючий ухил спрямленої дільниці:

, ‰ . (4)

де зі знаком "+" береться підйом, а зі знаком "–" спуск.

По аналогії перевіряємо можливість спрямлення і знаходимо результуючі ухили для вказаних раніше варіантів. Результати спрямлення та приведення профілю шляху зводимо в таблицю 2.1 і наносимо на рисунок 1.

Таблиця 2.1 – Спрямлення профілю шляху

№ ел.	i_i,‰	S_i, м	R, м	S_кр, м	S_c, м	i′_c, ‰	i″_c, ‰	i_c, ‰	Станції	№ спр.елемента	Перевірка
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	1	12
1	0	1100			1000	0,0	0,0	0,0	Станція А	1	-
2	2,8	800			1000	2,5	0,4	2,9		2	-
3	4,6	1100			2150	7,7	0,0	7,7		3	3258
4	3,6	1000			2150	7,7	0,0	7,7		3	3413
5	-3	3200			3200	11,0	0,1	11,1		4	-
6	-8	1300			2000	6,3	0,0	6,3		5	-
7	-4,3	900	1000	6000	1700	1,7	0,0			6	2361
8	1,3	1200			1700	1,7	0,0			6	5667
9	0	950			950	0,0	0,0	0,0	Станція Б	7	-

10	-4,7	1300			1300	-4,7	0,0	-4,7		8	-
11	0	900	1050	450	2700	-1,9	0,1	-1,8		9	1034
12	-2,9	1800			2700	-1,9	0,1	-1,8		9	2069
13	-4	800			800	-4,0	0,0	-4,0		10	-
14	0,7	550	700	400	1300	1,4	0,3	1,7		11	2889
15	1,9	750			1300	1,4	0,3	1,7		11	3939
16	6,7	1000			1000	6,7	0,0	6,7		12	-
17	0	1100			1100	0,0	0,0	0,0	Станція В	13	-
18	2	800			2100	0,9	0,0	0,9		14	1795
19	0,2	1300			2100	0,9	0,0	0,9		14	2917
20	-2,6	1000			1000	-2,6	0,0	-2,6		15	-
21	1	1000			5500	2,1	0,1	2,3		16	1754
22	3,5	1500									1517
23	2,6	1800	1000	600							4348
24	0,7	1200	700	400							1389
25	0	1200			1200	0,0	0,0	0,0	Станція Г	17	-

розрахунок та побудова характеристик заданого еРС

Перерахування характеристик двигуна при зміні діаметра коліс і передаточного відношення тягового редуктора

Розрахунок електромеханічних характеристик тягового двигуна НБ-406 електровоза ВЛ23 відбувається шляхом перерахунку відомих электромеханічних характеристик, що приведені в /1/.

Коефіцієнти перерахунку визначаються по наступним виразам:

; (5)

; (6)

де D₁ та D₂ – діаметри бандажів коліс відповідно електровоза-оригінала та заданого электровоза, м;

m₁ та m₂ – передаточні відношення тягового редуктора відповідно електровоза-оригінала та заданого електровоза;

U₁ та U₂ – номінальні значення напруги в контактній мережі відповідно електровоза-оригінала та заданого електровоза, В.

Знаходимо коефіцієнти перерахунку:

;

Перерахунок електромеханічних характеристик проводимо по наступним виразам:

, км/год; (7)

, кгс; (8)

де v₁ і v₂ – задана та перерахована швидкість;

F_к1 і F_к2 – задана та перерахована сила тяги.

, км/год,

, кгс.

У відповідності з приведеними виразами проводимо розрахунок для струму 68 А на «С» з’єднанні, ПП.

км/год,

кгс.

Тягові характеристики електровоза знаходимо так: при певних значеннях струму знаходимо швидкість та силу тяги двигуна та множимо її на кількість двигунів електровоза. Тобто:

, кгс (9)

де F_кд – сила тяги двигуна, кгс;

n_д – кількість двигунів електровоза.

кгс

Результати перерахунку заносимо в таблицю 3.1. По даним таблиці 3.1 будуємо електромеханічні характеристики тягового двигуна НБ-406, приведені на рисунку 2. Перераховані тягові характеристики електровоза приведені на рисунку 3.

Розрахунок обмеження сили тяги по зчепленню для заданого електровоза по наступним формулам:

, кгс; (10)

(11)

де F_сц – сила зчеплення;

Р – маса локомотива, т;

І_д, А	ПП					П, ОП1 (75%)			П, ОП2 (55%)			П, ОП3 (43%)
	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год			F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год
	F_кд, кгс	F_к, кгс	С	СП	П	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год	F_кд, кгс	F_к, кгс	v, км/год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
68	263	1580	30,2	61,1	91,9	-	-	-	-	-	-	-	-	-
80	379	2274	26,9	54,7	82,3	-	-	-	-	-	-	-	-	-
90	495	2969	24,6	50,0	75,4	-	-	-	-	-	-	-	-	-
100	611	3664	23,1	47,5	70,8	453	2717	91,9	-	-	-	-	-	-
140	1106	6634	18,7	38,3	57,9	927	5560	70,1	674	4044	91,9	-	-	-
150	1243	7455	18,0	36,0	54,6	1053	6318	66,7	795	4770	86,4	-	-	-
175	1590	9540	16,7	34,0	51,4	1353	8119	61,6	1085	6508	76,8	885	5307	91,9
200	1938	11625	15,7	32,6	49,4	1680	10077	57,3	1390	8340	69,7	1148	6887	82,7
210	2074	12446	15,3	32,0	48,4	1811	10867	56,1	1516	9098	67,3	1264	7582	79,4
250	2654	15921	14,2	30,0	45,6	2338	14026	51,9	2043	12257	59,7	1732	10393	69,8
300	3401	20407	13,2	27,8	42,5	3033	18196	48,2	2696	16174	54,5	2359	14152	62,2
340	3991	23945	12,5	26,7	40,7	3601	21608	46,0	3222	19333	51,6	2875	17248	58,1
350	4170	25019	12,3	26,3	40,3	3738	22429	45,5	3359	20154	50,9	3001	18006	57,3
380	4654	27926	11,9	25,5	39,1	4180	25082	44,1	3770	22618	49,3	3370	20218	55,3
400	4970	29821	11,7	25,1	38,5	4486	26915	43,2	4033	24198	48,3	3612	21671	54,1
450	5781	34686	11,1	24,2	37,1	5233	31400	41,5	4717	28305	46,3	4275	25651	51,5
500	6602	39614	10,6	23,3	35,8	5981	35886	40,1	5412	32475	44,7	4939	29631	49,4
550	7466	44795	10,1	22,4	34,7	6760	40562	38,9	6118	36708	43,2	5560	33359	47,8
600	8361	50165	9,6	21,6	33,8	7539	45237	37,7	6834	41004	42,1	6213	37276	46,4

Таблиця 3.1 – Електромеханічні і тягові характеристики тягового двигуна НБ-406

y_к – коефіцієнт зчеплення.

кгс.

Результати розрахунку обмеження сили тяги по зчепленню зводимо в таблицю 3.2.

Таблиця 3.2 – Розрахунок обмеження сили тяги по зчепленню

V, км/ч	0	5	10	15	20	25	30	40	50	60	70
Ψ_k	0,33	0,29	0,28	0,27	0,27	0,26	0,26	0,26	0,26	0,26	0,26
F_ксц, кгс	45540	40020	38180	37260	36708	36340	36077	35727	35504	35349	35236
maxF_ксц, кгс	-	-	-	-	-	39974	39685	39299	39054	38884	38760

По результатам перерахунку наносимо обмеження по зчепленню на тягові характеристики електровоза, які приведені на рисунку 3.

Розрахуємо обмеження сили тяги по струму на основі електротягової характеристики двигуна НБ-406. Необхідно визначити сили тяги двигуна і сили тяги електровоза, які відповідають максимально допустимому струму двигуна (550 А), та середньому значенню пускового струму (500 А).

Результати розрахунку зводимо в таблицю 3.3.

Таблиця 3.3 – Обмеження сили тяги по струму

Режим збудження		ПП	ОП1	ОП2	ОП3
F_kd	по I_дп	6600	5981	5412	4939
F_kd	по I_{д max}	7466	6760	6118	5560
F_k	по I_дп	39600	35900	32500	29650
F_k	по I_{д max}	44800	40550	36700	33350

Отримані обмеження наносимо на тягові характеристики.

Розрахунок маси поїзда

Приймаю,що розрахунковий підйом буде 4 оскільки ухил і = 11,1 ‰ та перед ним ідуть ще два підйоми.

Маса поїзда, що відповідає реалізації на розрахунковому підйомі параметрів розрахункового режиму електровоза, визначається за формулою

, т (12)

де F_кр – сила тяги розрахункового режиму, кгс;

–питомий основний опір руху електровоза під струмом, кгс/т;

-питомий основний опір руху состава, кгс/т;

i_p – розрахунковий підйом, ‰;

Р- маса електровоза, т;

Питомий основний опір руху електровоза визначається за формулою:

кгс/т; (13)

де v_р – швидкість розрахункового режиму, км/год.

Питомий основний опір руху состава визначається за формулою:

(14)

де a, β, g – виражена в частках одиниці маса відповідно 4-вісних, 6-вісних та 8-вісних вагонів в составі;

– питомий основний опір руху відповідно 4-вісних, 6-вісних та 8-вісних вагонів , кгс/т.

; (15)

; (16) , (17)

де q₀₄ – маса ,яка припадає на одну вісь 4-вісних вагонів, т.

q₀₆ – маса ,яка припадає на одну вісь 6-вісних вагонів, т.

q₀₈ – маса ,яка припадає на одну вісь 8-вісних вагонів, т.

В якості розрахункового вибираємо режим руху на з'єднанні “П” при повному полі. Даному режиму відповідає розрахункова швидкість v_р = 37 км/г і розрахункова сила тяги F_кр = 35800 кгс.

Знаходимо питомий основний опір руху:

Знаходимо масу поїзда

Приймаємо масу поїзда Q = 2750 т

Перевіряємо масу поїзда при зрушуванні з місця відповідно виразу:

(18)

де Q_тр – маса складу,який можна буде узяти з місця, т;

F_ктр – сила тяги електровоза при зрушуванні, яка визначається обмеженнями тягової характеристики при V = 0 (рисунок 3), кгс;

w_тр – питомий опір руху поїзда при зрушуванні з місця, кгс/т.

i_тр – ухил при зрушуванні поїзда з місця, ‰.

(19)

Де – питомий опір 4-вісних, 6-вісних і 8-вісних вагонів при зрушуванні з місця, кгс/т

; (20)

(21)

(22)

Найбільша сила тяги, що розвиває электровоз при зрушуванні з місця обмежена струмом і рівна F_ктр = 44800 кгс ( рисунок 3).

Знайдемо питомий опір:

Знайдемо масу поїзда при зрушуванні з місця:

> 2750т

Так як розрахована маса при зрушуванні з місця більше маси поїзда, що відповідає розрахунковому режиму, то остання знайдена правильно.

Перевіряємо масу поїзда по довжині приймально-відправних колій станцій. Довжину поїзда визначаємо по формулі:

, м (23)

де l_лок – довжина локомотива (для ВЛ 23 l_лок = 17), м;

n₄ – кількість 4-вісних вагонів;

l₄ – довжина 4-вісного вагона (дивись /1/), м;

n₆ – кількість 6-вісних вагонів;

l₆ – довжина 6-вісного вагона (дивись /1/), м;

n₈ – кількість 8-вісних вагонів;

l₈ – довжина 8-вісного вагона (дивись /1/), м.

вагонів; (24)

вагонів; (25)

вагона. (26)

Довжина поїзда:

Так як проектна довжина станції приймається 850 м, то поїзд даної маси повністю поміститься на приймально-відправних коліях станцій.

розрахунок та побудова діаграм питомих рівнодіючих сил при русі поїзда на площадці

5.1 Визначення прискорюючих сил в режимі вибігу

Силу основного опору руху поїзда в режимі вибігу визначаємо за формулою:

, кгс/т (27)

де - сила основного опору руху електровоза;

, кгс/т (28)

Питомий опір руху состава знаходимо по вказаним раніше формулам (14), (15), (16), (17).

Приведемо розрахунок сили основного опору руху поїзда в режимі вибігу для швидкості V = 0 км/год.

кгс/т

кгс/т.

Результати розрахунку зводимо в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1 – Питомий основний опір руху поїзда в режимі вибігу

V, км/год	w_x, кгс/т	w^″₀₄, кгс/т	w^″₀₆, кгс/т	w^″₀₈, кгс/т	w^″₀, кгс/т	w_0х, кгс/т
1	2	3	4	5	6	7
0	2,40	0,83	1,14	0,97	0,96	1,03
6	2,48	0,86	1,18	0,99	0,99	1,06
10,8	2,56	0,89	1,22	1,00	1,02	1,09
15	2,64	0,92	1,26	1,02	1,05	1,12
20	2,76	0,96	1,31	1,05	1,09	1,17
23,9	2,86	1,00	1,36	1,07	1,12	1,21
Продовження таблиці 5.1
1	2	3	4	5	6	7
29	3,01	1,05	1,42	1,10	1,17	1,26
37	3,29	1,14	1,54	1,17	1,27	1,36
39	3,36	1,17	1,57	1,19	1,29	1,39
43	3,52	1,22	1,64	1,22	1,35	1,45
47,6	3,72	1,28	1,72	1,27	1,41	1,52
50	3,83	1,32	1,77	1,30	1,45	1,56
55	4,06	1,40	1,87	1,36	1,53	1,65
60	4,32	1,48	1,98	1,42	1,62	1,74
65	4,59	1,57	2,09	1,49	1,71	1,85
70	4,89	1,67	2,21	1,56	1,80	1,95
75	5,19	1,77	2,34	1,64	1,91	2,07
80	5,52	1,87	2,48	1,72	2,02	2,18
85	5,86	1,99	2,62	1,81	2,13	2,31
90	6,23	2,10	2,77	1,90	2,25	2,44

5.2 Визначення прискорюючих сил в режимі механічного гальмування

Знаходимо розрахунковий коефіцієнт тертя чавунних колодок для діапазону швидкостей від 0 до 90 км/г по формулі:

(29)

Для вказаного діапазону знаходимо питому гальмівну силу:

, кгс/т (30)

де – розрахунковий гальмівний коефіцієнт поїзда.

(31)

де К_рі – розрахункова сила натиску тормозних колодок на вісь рухомого складу і-го типу (дивись /1/);

n_i – кількість осей і-го типу в поїзді

В розрахунку локомотив враховувати не будемо:

Також знайдемо питому рівнодіючу силу:

, кгс/т (32)

Результати розрахунку по приведеним виразам заносимо в таблицю 5.2.

Таблиця 5.2 – Питомі прискорюючі сили при гальмуванні

V, км/год	w_0х, кгс/т	φ_кр	b_т, кгс/т	0,5b_т, кгс/т	b_т+w_0х, кгс/т	0,5b_т+w_0х, кгс/т
1	2	3	4	5	6	7
0	1,03	0,270	90,72	45,36	91,75	46,39
6	1,06	0,220	73,97	36,99	75,03	38,05
10,8	1,09	0,194	65,27	32,64	66,36	33,73
15	1,12	0,177	59,62	29,81	60,74	30,93
20	1,17	0,162	54,43	27,22	55,60	28,38
23,9	1,21	0,152	51,21	25,60	52,41	26,81
29	1,26	0,142	47,77	23,88	49,03	25,15
37	1,36	0,130	43,61	21,80	44,97	23,17
39	1,39	0,127	42,75	21,37	44,14	22,76
43	1,45	0,123	41,18	20,59	42,63	22,04
47,6	1,52	0,118	39,62	19,81	41,14	21,33
50	1,56	0,116	38,88	19,44	40,44	21,00
55	1,65	0,112	37,50	18,75	39,15	20,40
60	1,74	0,108	36,29	18,14	38,03	19,89
65	1,85	0,105	35,22	17,61	37,07	19,46
70	1,95	0,102	34,27	17,14	36,22	19,09
75	2,07	0,099	33,42	16,71	35,49	18,78
80	2,18	0,097	32,66	16,33	34,84	18,51
85	2,31	0,095	31,97	15,98	34,28	18,29

Побудова кривих руху

Криві колії

Радіус

Довжина

5

6