Тяговые расчеты для поездной работы

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Колледж железнодорожного транспорта

государственного  бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального  образования

«Уральский  государственный университет путей  сообщения»

Отделение 190304 «ТЭПС ж/д»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: Основы локомотивной тяги

на тему «  Тяговые расчеты для поездной работы»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Лямин А.А.

 

Проверил: Худояров Д. Л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург  2012 г.

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………… 

1. Исходные данные и задание на курсовую работу……………………….

     1.1. Общие данные………………………………………………………….

     1.2. Индивидуальные данные……………………………………………...

     1.3. Задание………………………………………………………………….

2. Содержание курсовой работы……………………………………….........
1. Определение основных технических данных локомотива………….
2. Определение расчетной массы состава………………………………..
3. Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда…...
4. Определение допустимой скорости движения поезда на спусках…..
5. Построение кривых движения поезда…………………………………

 

Введение

 

Тяга поездов - это научная дисциплина, изучающая  процессы образования и изменения  сил, действующих на поезд, а так  же закономерности движения поезда под  действием этих сил. Прикладную часть  этой дисциплины называют «Тяговые расчеты». Нормативы расчетных величин  и методики тяговых расчетов утверждаются МПС, имеют силу отраслевого стандарта  и называются «Правила тяговых расчетов для поездной работы».

 

Результаты  тяговых  расчетов используются:

- при  разработке графика движения  поездов;

- при  выборе типа локомотива или  обоснования его основных эксплуатационных  и тяговых характеристик;

- при  изысканиях и проектировании  железных дорог;

- при  решении всех тех задач, которые  связанны с повышением эффективности  работы железнодорожного транспорта.

 

1. Исходные данные и задание на курсовую работу

 

1. Общие данные

 

1. Участок А-Б-В имеет звеньевой  путь.
2. 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.

1.1.3 Длина  станционных путей – 1250 м.

1.1.4 Допустимая  скорость движения по состоянию  путей:

- по  перегонам……….80 км/ч;

- по  станциям ………..60 км/ч.

1.1.5 Допустимый  тормозной путь при экстренном  торможении – 1200 м.

1.1.6 Расчетный  тормозной коэффициент поезда- 0,33.

7. Тормозные колодки чугунные.

 

 

2. Индивидуальные данные

 

1.2.1 Вагонный состав поезда

Доля (по массе) восьмиосных (α₈) и четырехосных (α₄) вагонов в составе поезда:

α₈=0,2+0,02N,  

α₈=0,2+0,02∙11=0,42

α₄=1- α₈, 

α₄=1-0,42=0,58

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

 

m₀₈=13+0,2N, 

m₀₈=13+0,2∙11=15,2

m₀₄=15+0,2N, 

m₀₄=15+0,2∙1=17,2

 

где  N-порядковый номер студента по списку.

 

 

1.2.2 Предупреждение об ограничении скорости на участке

 

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

 

S_н.д.пр=3+0,2N,

S_н.д.пр=3+0,2∙11=5,2 

 

Длина участка линии, где действует  предупреждение L_пр., м

 

L_пр=200 +40N,

L_пр=200 +40∙11=640 

 

Допустимая  скорость движения поезда по предупреждению V_{доп. пр}, км/ч

 

V_{доп. пр}=25+N,

V_{доп. пр}=25+11=36

 

1.2.3 Начальные условия

 

Начальная километровая отметка участка S₀, км

 

S₀=520+100N,

S₀=520+100∙11=1620 

 

Скорость  движения поезда в начале участка V₀, км/ч

 

V₀=5+N,

V₀=5+11=16   

 

 

Начальное значение времени движения поезда t₀, мин

 

t₀=0,3N,

t₀=0,3∙11=3,3 

 

1.2.4 Время стоянки на промежуточной станции Т_ст, мин

 

Т_ст=5+0,2N,

Т_ст=5+0,2∙11=7,2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант спрямленного профиля пути участка  А-Б-В

 

Номер элемента	11
	Lэ, м	i, ‰
1	1100	0,3
2	900	0
3	2400	6
4	1600	7
5	2600	7,5
6	2800	8
7	800	0
8	1300	-2
9	1700	-6
10	1300	0
11	900	1,5
12	1400	3,5
13	1300	0
14	1100	4
15	1900	2
16	600	0
17	1400	-3
18	1500	-15
19	1200	-4
20	1100	0
21	2700	9
22	1200	3,5
23	900	6,5
24	1400	0
25	1000	-4
26	1700	-1
27	900	0
Lуч, м	38.600

 

 

 

 

1.3 Задание

1.3.1 Определить расчетную массу состава.

1.3.2 Определить допустимую скорость движения поезда на спусках.

1.3.3 Построить зависимости V(S) и t(S) при движении поезда по участку с расчетной массой состава и оценить полученные результаты:

-по значениям технической и  участковой скоростей движения;

-по режиму проследования расчетного  подъема.

 

1.3.4 Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим использованием тяговых свойств локомотива и допустимых скоростей движения поезда с целью получения наименьших значений перегонных времен хода.

 

2 Содержание  курсовой работы

 

2.1 Определение основных технических  данных локомотива

Основные технические данные локомотива определяются по заданной серии локомотива ВЛ10^у:

- сила тяги при трогании с места, F_{к тр}= 667, кН;

- расчетная сила тяги , F_{к р}=492, кН;

- расчетная скорость движения, V_р=45,8, км/ч;

- конструкционная скорость движения, V_к=100, км/ч;

- масса локомотива, m_л=200, т;

-длина локомотива, l_л=33, м;

- тяговая характеристика локомотива, F_к(V)

 

 

 

 

 

 

Тяговая характеристика локомотива ВЛ 10^У

 

V,км/ч	Fк,кН
	ВЛ 10У
45	529
50	354
55	251
60	184
65	146
70	118
75	100
80	86
90	69
100	59

 

Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению F_сц, кН, вычисляется по выражению:

 

F_сц=9,81 · m_л · ψ_к, 

где ψ_к- расчетный коэффициент сцепления.

 

Найдем  коэффициент сцепления для расчетной  скорости движения поезда (V_р):

 

ψ_к=0,28+3/(50+20∙V_р) – 0,0007V_р;

 

ψ_к=0,28+3/(50+20∙45,8) – 0,000745,8=0,28+3/966–0,03206=0,251

 

Определяем ограничение тяговой  характеристики локомотива по сцеплению (F_сц):

F_сц=9,81∙200∙0,251=492 кН.

Аналогично определяем ограничение  тяговой характеристики локомотива по сцеплению (F_сц) для диапазона скоростей:

V,км/ч	Fк.сц, кН
	ВЛ 10У
45	492
50	484
55	478
60	470
65	463
70	455
75	449
80	441
90	427
100	415

 

2.2 Определение  расчетной массы состава

2.2.1 Расчет критической массы  состава

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

 

 

 

где  - расчетная сила тяги, Н;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

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

- расчетный подъем (11),‰;

- удельное основное  сопротивление движению состава,  Н/кН.

 

m_с.кр= = =

=5087,168=5050 т.

 

Примечание.

За расчетный подъем принимаем один из наиболее крутых и один из наиболее длинных по протяженности подъемов, перед которыми отсутствуют достаточно легкие элементы профиля пути. Последнее дает основание предположить, что этот подъем не может быть преодолен с использованием кинетической энергии движения поезда. Из вышесказанного следует, что надежного метода выбора расчетного подъема нет, и поэтому правильность определения расчетного подъема может быть установлена только после построения кривой скорости движения поезда и оценки проследования выбранного подъема.

Для всех серий локомотивов величину  рассчитывают по формуле:

 

=1,9+0,01∙V+0,0003∙V²,

W₀'=1,9+0,01∙45,8+0,0003∙45,8² =1,9+0,458+0,63=2,9 

 

Где V –скорость движения, км/ч.

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

 

= α₄ · α₈· ,

 

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

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

 

W₀''=0,58∙1,4+0,42∙1,5= 0,8+0,63=1,43

 

 

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

 

 

 

w″₀₄ = 0,7 + =0,7+ = 1,44

 

w₀₈″=0,7+

 

w″₀₈=0,7+ = 0,7 + = 1,5

 

 

 
Примечание.

Расчет  критической массы состава выполнен при расчетной скорости движения поезда (V_р =46,7 км/ч). Величины , , и просчитаны для всего диапазона скоростей движения и занесены в таблицу 1.

 

 

2.2.2 Проверка массы состава по трогании с места

Масса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы m_с.тр, полученной по формуле :

 

m_с.тр =F_{к. тр} / [g(w_тр + i_тр )] - m_л ,

 

m_с.тр = – 200 = – 200 = 57008,547- 200 =56808,5

 

где  F_{к. тр}– сила тяги при трогании с места, Н;

m_с.тр  - масса состава при трогании с места, т;

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

i_тр  - уклон участка пути, на котором происходит трогание поезда с места, ‰.

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

 

 

 

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

 

= 28/ ( + 7),

= 28/(17,2+7) = 28/24,2 = 1,15

 

=28/ ( +7),

 

=28/(15,2+7) = 28/22,2 = 1,26

 

 

Для состава из четырехосных и восьмиосных  вагонов  определяют по выражению:

 

= ∙+ ∙,

 

=0,58∙1,15+0,42∙1,26= 0,667+0,5292=1,2

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

 

2.2.3 Проверка массы состава  по размещению на станционных  путях

 

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

Длина поезда l_п, определяется по формуле:

 

 

где  – длина состава, м;

- число локомотивов.

 

 

=1149+50+10=1209. ?

 

Длина состава определяется по формуле:

 

, ?

 

=61,51∙14=861,14 ?

=13,69∙21=287,49 ?

 

=861,14+287,49=1149. ?

 

где  - количество вагонов i-го типа в составе;

- длина вагона i-го типа, м.

 

Примечание.

l₄=14 м, l₈=21 м. ?

Количество  вагонов определяется по выражению:

, ?

где  - доля вагонов i-го типа (по массе);

- масса одного вагона  i-го типа, т.

 

= ∙5050/,

=0,58∙5050/17,2=2929/17,2=170,29

= ∙2550/,

=0,42∙5050/15,2=2121/15,2=139,53

= 246,07/4=61,51 ?

=109,56/8=13,69. ?

Масса вагона определяется по числу  осей и массе, приходящейся на ось. Если длина поезда оказалась больше длины приемо-отправочных путей, то необходимо массу состава уменьшить до величины, при которой длина поезда будет равна длине станционного пути.