Проверка массы состава с учетом ограничений.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………....3

1. Спрямление профиля пути и его анализ……… ……………………. 4

2. Определение массы состава…………………………………………….9

2.1 Проверки массы состава с учётом ограничений…………………….11

2.2. Проверка рассчитанной массы состава на трогание с места на

заданном участке…………………………………………………… …...13

2.3. Проверка массы состава по длине приёмо-отправочных путей

станции…………………………………………………………………….. 14

3. Расчет и построение кривых ускоряющих и замедляющих усилий….15

4. Определение максимально допустимой скорости движения

поездов на заданном участке…………………………………… ……… 21

5. Определение времени хода поезда по участку методом равномерных

скоростей………………………………………………………… ……… 24

6. Расход электроэнергии электровозом……………………… ………. 25

Литература…………………………………………………… …………... 27

Введение

Тяговые расчеты – важная составная часть науки о тяге поездов. С помощью тяговых расчетов устанавливают веса составов, скорости и времени следования поездов, определяют размещение тяговых средств на сети железных дорог, рассчитывают себестоимость перевозки и т. д.

К основным нормам для тяговых расчетов относятся: данные для определения сопротивлению движения подвижного состава; силы нажатия тормозных колодок; коэффициент сцепления колес локомотивов и вагонов с рельсами при тяге и торможении; конструкционные и допустимые скорости движения; расчетные значения силы тяги и скорости локомотивов на подъеме; силы тяги при трогании с места; ограничивающие токи и предельные температуры электрических машин тепловозов. Эти нормы зависят от типов подвижного состава, их конструкции и условий эксплуатации.

Теория тяги позволяет решать широкий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитывать основные параметры в проектируемых линиях, переводимые на новые виды тяги. С их помощью

определяют силы действующие на поезд, оценивают их влияние на характер движения, определяют оптимальную массу подвижного состава при выбранной серии ЭПС. Теория тяги позволяет рассчитывать скорость движения любой точки пути с учетом безопасности движения поездов и времени хода по каждому перегону и участку, определить расход электроэнергии и проверять использование мощности ЭПС.

При выполнении расчетов связанных с движением поезда число элементов профиля пути уменьшается за счет их спрямления, при котором несколько элементов с различными уклонами заменяют одним-спрямленным участком имеющим длину равную сумме их длины. Это позволяет упростить расчеты и до некоторой степени сгладить изменение сил дополнительного сопротивления движению при переходе с одного профиля пути на другой.
1. Спрямление заданного профиля пути, определение расчетной и скоростного подъема и наибольший спуск.

Для повышения точности результатов тяговых расчетов, а также сокращения объема их и, времени на их выполнение, необходимо спрямить профиль пути заданного участка.

В основе спрямления профиля пути лежит равенство механических работ на спрямленном профиле и на действительном профиле.

Спрямление профиля состоит в замене двух или нескольких смежных элементов продольного пути одним элементом, длина которого s_сравна сумме длин спрямляемых элементов (s₁, s₂,...., s_n) т. е.

s_С= s₁+s₂+….+s_n _,

крутизна i”_c вычисляется по формуле

где i₁, i₂,…i_n – крутизна элементов спрямляемого участка.

Чтобы расчеты скорости и времени движения поезда по участку были достаточно точными, необходимо выполнить проверку возможности спрямления группы элементов профиля по формуле

где s_i - длина спрямляемого участка, м;

Di – абсолютная величина разности между уклоном спрямленного участка и уклоном проверяемого элемента, ‰, т.е. .

Данной проверке подлежит каждый элемент спрямляемой группы. Чем короче элементы спрямленной группы и чем ближе они по крутизне, тем более вероятно, что проверка их на удовлетворение условию окажется положительной.

Кривые на спрямленном участке заменяются фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формуле

где s_кр_i и R_i – длина и радиус кривой в пределах спрямленного участка, м.

Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой

i_c=i^’_c+i^”_c.

Принимаем для движения туда значения i^’_c положительным, а значения обратного движения i^’_c отрицательным, т.е. подъем становится спуском.

Нельзя спрямлять следующие элементы: расчетный подъем, крутой подъем, наикрутейший спуск.. Площадки на перегоне между элементами разного знака также нельзя включать в спрямление. Спрямленный профиль должен сохранять все особенности действительного профиля в смысле относительного расположения повышенных и пониженных точек.

Результаты расчетов по спрямлению заданного профиля пути сводим в таблицу 1.

После спрямления профиля пути производим его анализ с целью выявления расчетного подьема, скоростного подъема и наикрутейшего спускаю.

Расчетным подъемом называют – такой подъем на котором устанавливается расчетная скорость, данный подъем является наиболее труднопреодолимым участком. i_расч = 8,2 ‰.

Короткий подъем крутизной больше расчетного – это такой подъем при котором i_расч<i_кр _, но протяженность его меньше чем расчетного и поэтому поезд преодолевает его достаточто легко i_кр =12,4 ‰.

Крутой спуск – это самый крутой спуск при котором поезду необходимо переходить на холостой ход и при этом пользоваться тормозом i_спу = -9,5 ‰

Спрямления профиля пути	Таблица 1
№ элемента	i, ⁰/₀₀	S, м	R, м	S_кр, м				⁰/₀₀	⁰/₀₀			⁰/₀₀	⁰/₀₀	⁰/₀₀	№ элемента

	-6,2				-3720	-8490		-5,7	0,5	˃	0,25	0,12	-5,6	5,8
	-5,3				-4770	0,4	˃
	-9,5				-36100	-36100		-9,5					-9,5	9,5
					-3010
	12,4							12,4					12,4	-12,4

	3,7								0,7	˃				-3
	2,3					0,7	˃


	5,3							4,8	0,5	˃	1,18	0,39	5,2	-4,4
	3,8					0,1	˃
	8,2							8,2					8,2	-8,2

	-5,3				-6360	-18150		-4,7	0,6	˃	0,83	0,15	-4,6	4,9
	-4,8				-6720	0,1	˃
	-3,9				-5070	0,8	˃

2. Расчет массы состава с проверкой возможности преодоления инерционных скоростных подъемов с учетом кинетической энергии, на трогание с места и по длине станционных путей.

Расчет массы

Расчет массы производим по формуле

где F_кр - расчетная сила тяги локомотива, кгс; равная для нашего локомотива 83000 кгс;

значения расчетной скорости равны n_р = 49,1 км/ч

i_р – крутизна расчетного подъема равна 8,2 ‰

P - расчетная масса локомотива, m; равная для нашего локомотива равна 300 т,

- основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т; Зависит от скорости и определяется по формуле

=1,9+0,01n+0,0003n².

=1,9+0,01×49,1+0,0003×49,1²= 3,11 кгс/т.

- основное удельное сопротивление состава в кгс/т, рассчитываем соответственно тоже для расчетной скорости по формуле

где a, b, - соответственно доли 4-х, 6 -ти и 8-ми осных вагонов в составе по массе заданные по заданию a = 0,84, =0,01, =0,15.

Так же по заданию определяем доли 4-х осных вагонов на подшипниках скольжения и качения a^ск₀₄ = 0,15; a^кач₀₄ = 0,75.

- основное удельное сопротивление 4- х осных груженных вагонов:

при подшипниках скольжения

кгс/т

при роликавых подшипниках

кгс/т

- основное удельное сопротивление 6-ти осных вагонов:

- основное удельное сопротивление 8-ми осных вагонов:

где q₄, q₆, q₈ - масса брутто соответственно 4-х 6-ти и 8-ми осного вагона, задается по заданию и равная q₄ = 88 т, q₆ =126 т, q₈ =168 т.

А нагрузка от оси на рельсы в т/ось соответственно 4-х, 8-ми осных вагонов равна

=22 т/ось = 21 т/ось

= 21 т/ось

1,56 кгс/т

1,33 кгс/т

Основное удельное сопротивление 6-ти осных вагонов

1,60 кгс/т

Основное удельное сопротивление 8-ми осных вагонов

1,32 кгс/т

Основное удельное сопротивление состава

= 0,84× (0,84×1,56 +0,84×1,33) + 0,1×1,60 +0,15×1,32 = 1,38 кгс/т

Масса состава равна

8309 т.

Полученную массу следует округлить до 50. Принимаем значения полученной массы равной 8300 т.

Вывод: 8300 т может взять локомотив ВЛ85 при условии, что крутизна расчетного подъема составляет 8,2 ‰.

Проверка массы состава с учетом ограничений.

Проверка массы состава на возможность преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии.

Учитываем что перед преодоление крутого участка., составу предшествуют легкие элементы профиля. При этом путь, крутизна которого равна 12,4 ⁰/₀₀, проходимый поездом с учетом кинетической энергии

м.

Где n_н–скорость в начале проверяемого подъема, т.е. эта та скорость которая была развита на предшествующем элементе, принимаем равную 85 км/ч

n_к – скорость в конце проверяемого подъема. Эта скорость должна быть не менее расчетной и ее принимаем равной расчетной скорости n_к=n_р= 49,1 км/ч

(f_к – w_к)_ср –удельная сила, рассчитываем для среднего значения скорости

Значение средней скорости равно

67 км/ч

Значения F_к, , определяем для среднего значения скорости. Расчет ведем так же как и при определении массы состава только значение скорости равно = 67 км/ч

Среднее значение силы тяги равно F_к^ср = 54000 кгс/т.

Среднее основное удельное сопротивление локомотива равно

=1,9+0,01×67+0,0003× 67 ²= 3,92кгс/т

среднее основное удельное сопротивление 4-х осных вагона:

на подшипниках скольжения

1,88 кгс/т

на подшипниках качения

1,65 кгс/т

среднее основное удельное сопротивление 6-ти осных вагона

1,94 кгс/т

среднее основное удельное сопротивление 8-ми осных вагонов:

1,56 кгс/т

Находим среднее удельное сопротивление состава

= 0,84 (0,84×1,88 +0,84×1,65)+0,01×1,94+ 0,15×1,56 = 1,80 кгс/т

Подставляем полученные значения и находим удельную силу

-7,63 кгс/т

Найдем путь проходимый поездом на проверяемом нами подъеме с учетом кинет. энергии

2631 м

Вывод: 2631 м может пройти поезд по участку крутизной 12,4 ‰.с учетом запаса кинетической энергии, S_дейст.<S значит состав Q = 8300 т преодолеет участок, т. к. запаса кинетической энергии хватает для преодоления действительной длины нашего участка