Тяговые расчёты пути локомотива (стр. 1 из 4)
содержание
Исходные данные
1. Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема
2. Определение массы состава
3. Проверка массы состава на прохождение скоростного подъема за счет кинетической энергии
4. Проверка массы состава на трогание с места на раздельных пунктах
5. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей
6. Спрямление профиля пути
7. Построение диаграммы удельных равнодействующих сил
8. Определение предельно допустимой скорости движения при заданных тормозных средствах поезда
9. Построение кривых скорости и времени хода
10. Определение времени хода по перегонам и технической скорости движения поезда
11. Определение времени хода поезда способом равномерных скоростей
12. Определение расхода электроэнергии электровозом
Список использованных источников
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Локомотив – электровоз ВЛ60к; состав поезда по массе: 8-осных вагонов 9%, 6-осных вагонов 1%, 4-осных вагонов 90%; масса вагона брутто: 8-осного 168 т, 6-осного 126 т, 4-осного 86 т; тормозных осей в составе – 96%; длина приёмо-отправочных путей lпоп – 850 м; тормозные колодки – композиционные.
Расчётная сила тяги Fкр = 361000 Н; расчётная скорость vр = 43,5 км/ч; расчётная масса P = 138 т; конструкционная скорость vконстр = 100 км/ч; сила тяги при трогании с места Fк тр = 487350 Н; длина локомотива lл = 21 м; число движущих колёсных пар 8 шт.
Таблица 1 – Профиль участка
| Номер элемента | Крутизна уклона, о/оо | Длина элемента, м | Кривые (радиус и длина в м) | Станции участка |
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | - 1,0 0,0 - 4,0 0,0 - 5,0 - 9,0 -12,0 0,0 + 10,0 + 2,0 + 8,0 + 5,0 0,0 + 4,0 0,0 - 2,0 0,0 | 1700 2000 800 1300 1800 8000 1500 1500 1500 1700 7800 600 1000 800 1800 1000 1600 | R = 850, Sкр = 750 R = 1500, Sкр = 450 R = 1500, Sкр = 400 R = 1200, Sкр = 650 R = 800, Sкр = 400 | Станция Е Станция К Станция А |
1. АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА
Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в заданном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчётная скорость, соответствующая расчётной силе тяги локомотива. Величину расчетного подъема iр выбирается в зависимости от типа профиля для каждого перегона и на этой основе – для всего заданного участка. Параметры участков профиля приведены в задании.
На заданном профиле пути видно, что наряду с подъемом большой протяженностью имеется подъем с большей крутизной, но небольшой длиной (i = 10,0 ‰, s = 1500 м), условия подхода к которому таковы, что возможно прохождение его за счет использования кинетической энергии без снижения скорости движения поезда ниже расчетной скорости локомотива. За расчетный же принимаем подъем меньшей крутизны, но большей длины (элемент №6 с уклоном i = 8,0 ‰ и длиной s = 7800 м).
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ состава
Масса состава – один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической электроэнергии, 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 вычисляем по формуле
(1)где Fкр – расчетная сила тяги локомотива, Fкр = 361000 Н [1];
Р – расчетная масса локомотива, Р = 138 т [1];
w0’ – основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН;
w0” – основное удельное сопротивление состава, Н/кН;
iр – крутизна расчетного подъема, ‰;
g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.
Величины w0’ и w0” определяют для расчетной скорости локомотива.
Основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН, рассчитаем по формуле
, (2)где v – расчетная скорость локомотива, v = 43,5 км/ч [1].
Н/кН.Основное удельное сопротивление состава, Н/кН, рассчитаем по формуле
, (3)где α, β, γ – соответственно доли 4-, 6- и 8-осных вагонов в составе по
массе;
w04” – основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов, Н/кН:
, (4)w06” – основное удельное сопротивление 6-осных груженых вагонов, Н/кН
; (5)w08” – основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов, Н/кН:
, (6)где q04, q06, q08 – масса, приходящаяся на одну колесную пару соответственно 4-, 6-, 8-осного вагона, т/ось,
, 
, 
, (7)где q4, q6, q8 – масса брутто соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона, т.
т/ось, 
т/ось, 
т/ось, 
Н/кН, 
Н/кН, 
Н/кН, 
Н/кН, 
т.В соответствии с Правилами тяговых расчетов [1] полученное значение массы состава округляем до Q = 3900 т и используем его в дальнейших расчетах.
3. ПРОВЕРКА МАССЫ СОСТАВА НА ПРОХОЖДЕНИЕ СКОРОСТНОГО ПОДЪЁМА ЗА СЧЁТ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Проверка на преодоление элементов профиля большей крутизны, чем расчётный подъём, заключается в расчёте скорости движения поезда для всех подъёмов, крутизна которых превышает крутизну подъёма, для которого рассчитана масса состава. Расчёт зависимости v(S) можно выполнять графически, аналитически либо путём численного интегрирования уравнения движения поезда. Если скорость движения в конце проверяемого подъёма оказывается равной или большей, чем расчётная скорость для принятого локомотива, можно считать массу состава принятой. Если же скорость в конце проверяемого элемента меньше расчётной – массу состава следует уменьшить и повторить расчёт [4].
Аналитическая проверка выполняется по формуле
(7)где s – путь, проходимый поездом за время изменения скорости от vн до vк, м;
vн – скорость в начале проверяемого подъёма; выбираем из условий подхода к проверяемому элементу iпр, vн = 80 км/ч;
vк – скорость в конце проверяемого подъёма; vк = vр = 43,5 км/ч.
Удельную силу тяги fк ср и удельное сопротивление wк ср в пределах выбранного интервала изменения скоростей, принимаем равным их значениям при средней скорости рассматриваемого интервала
Значение удельных сил вычисляем по формулам в Н/кН
где Fк ср – значение силы тяги локомотива для средней скорости, Fк ср = 220000 Н.
Так как 4113 > 1500 м, электровоз ВЛ60к, перемещая состав массой Q = 3900 т, преодолеет подъём 10,0 ‰ длиной 1500 м за счёт накопленной к началу элемента кинетической энергии.
4. ПРОВЕРКА МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ С МЕСТА НА РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТАХ
При трогании поезда ускоряющая сила должна быть больше нуля. Только в этом случае ускорение положительно, а, следовательно, возможно увеличение скорости движения, т. е. трогание поезда.
Условие трогания
