Тяговые расчёты

 

 

Так как 1780> 1400 м, то тепловоз ВЛ80^р, перемещая состав массой Q=5300т, преодолеет подъем = 10 ‰ длиной 1400м. При этом скорость движения поезда не успеет опуститься до расчетной.

 

 

 

 

4 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ С МЕСТА НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ

Проверка  массы состава на трогание с места  на раздельных пунктах заданного участка выполняется по формуле:

                                       (4.1)

где – сила тяги локомотива при трогании с места, Н; = 690800 Н;

        – средневзвешенное удельное сопротивление движения поезда при трогании, Н/т;

   – крутизна наиболее трудного элемента раздельных пунктов заданно      го участка, ‰; = 0.

Принимаем, что в составе все подшипники роликовые, тогда удельное сопротивление при трогании определяется по формуле:

                                                  (4.2)

где – масса, приходящаяся на одну колёсную пару для данной группы          вагонов, т/ось.

                                             Н/т,

                                             Н/т,

 Н/т.

Получим следующее удельное сопротивление  при трогании всего состава:

                                         

 Н/т.

 

Тогда по условиям трогания масса состава  будет равна:

 т.

Округляем массу состава в соответствии с требованиями ПТР и принимаем Q_тр = 70300 т.

Q_тр = 70300 > Q = 5300 т, следовательно обеспечено трогание поезда с места на остановочном пункте с ровной площадкой.

 

5 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ  МАССЫ СОСТАВА ПО ДЛИНЕ ПРИЕМО-ОТПРАВОЧНЫХ  ПУТЕЙ

Чтобы выполнить  проверку полученной массы состава по длине приемо-отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приёмо-отправочных путей, т. к. поезд может быть слишком длинным, чтобы уместиться в пределах станции.

Длина поезда не должна превышать полезной длины приемо-отправочных путей.

                                                            (5.1)

Определим длину состава по формуле:

                         (5.2)

 

где          – длина локомотива, м. В соответствии с ПТР принимаем = 33 м;

          – допуск на неточность остановки поезда, м;

  , , – количество четырехосных, шестиосных и восьмиосных вагонов     соответственно;

  , , – длина четырехосных, шестиосных и восьмиосных вагонов соответственно, м. принимаем =15м, =17м, =20м.

 

Количество  четырехосных, шестиосных и восьмиосных вагонов находим по формулам:

      m₄=α∙Q/Q₄                  (5.3)

                                                   m₆=β∙Q/Q₆                           (5.4)

                                                  m₈=γ∙Q/Q₈ (5.5)

 

 ваг;

 ваг;

 ваг;

Определим полную длину поезда по формуле (5.2):

 м.

Так как  = 925 м < = 1250 м, то очевидно, что поезд помещается на приемо-отправочных путях.

 

     6 СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ 

Влияние продольного профиля и кривизны пути на движение поезда учитывают величиной дополнительного сопротивления движению. Поскольку при производстве тяговых расчетов поезд обычно рассматривают, как материальную точку расчет скорости движения выполняют для каждого элемента профиля в отдельности. При этом считают, что дополнительное сопротивление от уклона при переходе поезда на очередной элемент профиля пути изменяется мгновенно. На самом деле поезд, имеющий вполне определенную длину, может располагаться на нескольких элементах.

Для повышения  точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема последних необходимо спрямлять профиль пути. Спрямление профиля состоит в замене двух или нескольких  элементов продольного профиля  пути одним элементом, длина которого равна сумме длин спрямляемых элементов ( ), т. е.:

                                 , м.                                          (6.1)

Крутизна спрямляемого элемента вычисляется по формуле

                                  , ‰                                   (6.2)

где , ,…, – длина спрямляемых элементов, м;

      , ,…, – крутизна элементов спрямляемого участка, ‰.

Для количественной оценки возможности спрямления профиля  вводят условие

                                                   

,                                      (6.3)

где – длина спрямляемого элемента, м;

   – абсолютная величина разности между уклоном спрямляемого участка и уклоном проверяемого элемента, ‰.               

Встречающиеся кривые на спрямляемом участке заменяют дополнительным фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формулам:

                                         ;                                                (6.4)

                                                                                             (6.5)

Величину  приведенного уклона принимаем

                                         ,                                                    (6.6)

Объединять  группы для спрямления следует:

– только близкие по крутизне элементы профиля  одного знака;

– горизонтальные элементы (площадки) могут включатся в спрямляемые группы как с элементами положительного знака крутизны, так и с элементами отрицательной крутизны.

Не спрямляются:

– элементы, на которых расположены раздельные пункты;

– расчетный подъем;

– скоростной подъем.

      Спрямлённый профиль должен сохранить характерные особенности действительного профиля в смысле относительного расположения повышенных и пониженных точек.

Попытаемся  спрямить элементы 2 , 3 и 4.

Сумма длин элементов спрямляемого профиля:

м.

В соответствии с выражением (6.2) находим:

‰.

 

Проверим  возможность спрямления:

– элемент 2:                              м.

– элемент 3:                              м.

– элемент 4:                              м.

Условие для всех элементов выполнено, следовательно, спрямление возможно.

На рассматриваемом  участке пути в плане на двух элемента находятся кривые. В соответствии с выражениями (6.4) и (6.5) рассчитаем фиктивный подъем от этих кривых:

 ‰.

     Приведенный уклон равен

 ‰.

 Все проведённые  расчеты по спрямлению профиля пути на участках сведём в таблицу 6.1.

 

 

Таблица 6.1 – Спрямление профиля пути
№ элемента	Длина,  м	Уклон, ‰	Кривые			Sс, м	iс', ‰	iс", ‰	iс, ‰	2000/Di	№ спрям-ленного элемента	Примечание
			R, м	Sкр, м	aо
1	2000	0,0	-	-	-	-	-	-	-	-	1	Ст. Д
2 3 4	450 1750 800	-3,5 -6,0 -4,0	640 - 1500	- - 250	10 - -	3000	-5,1	0,1	-5,0	1250 2222 1818	2
5 6	1000 650	-2,5 0	- -	- -	- -	1650	-1,5	-	-1,5	2000 1333	3
7	1400	10,0	-	-	-	-	-	-	-	-	4	iск
8 9 10	500 600 800	0 3,0 6,0	- 850 2500	- 400 300	- - -	1900	3,2	0,2	3,4	625 10000 714	5
11	1000	0	-	-	-	-	-	-	-	-	6
12 13	1200 900	-3,5 -3,5	1050 -	600 -	- -	2100	-3,5	0,2	-3,3	∞ ∞	7
14	2400	0	-	-	-	-	-	-	-	-	8	Ст. С
15 16 17	700 800 900	1,0 3,0 0	1300 - 1200	400 - -	- - 20	2400	1,3	0,2	1,5	6667 1176 1538	9
18	4500	8,0	-	-	-	-	-	-	-	-	10	iр
19 20	375 1200	3,0 2,0	- -	- -	- -	1575	2,2	0	2,2	2500 10000	11
21	4500	0	-	-	-	-	-	-	-	-	12
22 23	600 1200	-4,5 -8,5	900 640	200 -	- 12	1800	-6,8	0,2	-6,6	870 1667	13
24 25 26	1000 900 800	0 2,2 4,0	- 3000 2000	- 600 600	- - -	2700	1,9	0,1	2,0	1053 20000 952	14
27	2200	0	-	-	-	-	-	-	-	-	15	Ст. В
28	1500	-1,5	-	-	-	-	-	-	-	-	16
29	4800	-7,0	1500	900	-	4800	-7,0	0,1	-6,9	-	17
30 31	1500 500	-2,5 0	- -	- -	- -	2000	-1,9	-	-1,9	3333 1053	18
32 33	1000 850	-5,5 -4,0	860 -	- -	22 -	1850	-4,8	0,1	-4,7	2857 2500	19
34 35 36 37	600 700 600 400	0 -2,0 -3,5 -1,0	750 - - 640	- - - 250	15 - - -	2300	-1,7	0,2	-1,5	1176 6667 1111 2857	20
38	2000	0	-	-	-	-	-	-	-	-	21	Ст. А

7 ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ УСКОРЯЮЩИХ И   

        ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД

Для построения диаграммы ускоряющих и замедляющих  сил, необходимой для выполнения тяговых расчетов, выполняют вычисления, результаты которых сводят в таблицу. Вычисления обычно выполняют для трех режимов ведения поезда: режима тяги, режима холостого хода (выбега) и режима торможения (служебного и экстренного). 

Порядок заполнения таблицы следующий.

Первые  два столбца таблицы заполняют  данными тяговой характеристики локомотива, приведённой в приложении А. Шаг изменения скорости не должен превышать 10 км/ч. Кроме того, в таблицу необходимо внести значения, соответствующие характерным точкам тяговой характеристики. Такими значениями являются скорость перехода от ограничения по сцеплению на автоматическую характеристику, расчетная скорость и скорости изменения режима работы тяговых электродвигателей. Для тех значений скорости, при которых возможна работа на двух режимах работы тяговых электродвигателей, принимают среднее значение силы тяги.

В третьем  и четвертом столбцах помещают значения основного удельного и полного  сопротивления движению локомотива при движении в режиме тяги.

Для вычисления основного удельного сопротивления  движению состава предварительно рассчитывают основное удельное сопротивление движению каждой из входящих в состав групп  вагонов.

Столбцы 7-9 заполняют, выполняя вычисления в  соответствии с выражениями:

 

,	(7.1)
.	(7.2)

 

Затем выполняют  расчеты и заполняют столбцы 10 – 13 для режима холостого хода (выбега).

Прежде  чем перейти к расчету и  заполнению столбцов 14 – 17 соответствующих режиму торможения определяют значение расчетного тормозного коэффициента:

.                                                     (7.3)                    где    – суммарное расчетное нажатие тормозных колодок;               – доля тормозных осей в составе поезда.

Суммарное расчетное нажатие тормозных  колодок вычисляют по числу вагонов  каждого вида (m₄, m₆, m₈), входящих в состав поезда, числу осей локомотива заданной серии (m_л) и расчетному нажатию на одну тормозную ось для каждого вида вагонов и локомотива:

 

(7.4)

 

где

Kрi

–

тормозное нажатие на одну ось единицы  подвижного состава, кН/ось; Kр =70 кН/ось – для грузовых гружёных вагонов, оборудованных чугунными колодками.

При расчетах тормозной силы для грузовых поездов, движущихся на участках со спусками до 20 ‰, Правилами тяговых расчетов рекомендуется не принимать в расчет пневматические тормоза локомотива и его вес. Иначе говоря, в формуле (7.3) можно исключить P, а в формуле (7.4) исключают слагаемое m_лK_рл .

В четырнадцатом  столбце записывают значения расчетного коэффициента трения колодки φ_кр, которые рассчитывают для значений скорости приведенных в первом столбце по следующей формуле (для чугунных колодок):

(7.5)

 

В пятнадцатом  столбце таблицы записывают значения удельной тормозной силы, вычисленные по формуле:

 

(7.6)

 

В шестнадцатом столбце записывают значение равнодействующей сил, приложенных к поезду в режиме служебного торможения. Для грузовых поездов:

(7.7)

 

А в семнадцатом для экстренного  торможения:

 

(7.8) Весь расчет в соответствии с формулами 7.1 ― 7.8 представим в           таблице 7.1. кН/ось,
.

 

     По результатам вычислений, приведённым в таблице 7.1, строим диаграмму удельных равнодействующих сил, действующих на поезд. Эта диаграмма позволяет анализировать характер движения поезда, для которого она построена.

При построении диаграммы используем масштабы из ПТР:

1) Удельная сила: 10 Н/т – 6 мм;

2) Скорость: 1 км/ч – 1 мм.

  Таблица 7.1 – Результат расчёта удельных равнодействующих сил. Электровоз ВЛ80^р, масса состава Q = 5300 т.