Курсовая работа (т): Расчет тепловозной тяги

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА ПОЕЗДА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

.1 РАСЧЕТ ВЕСА И МАССЫ СОСТАВА

Вес состава рассчитывается исходя из условий равномерного движения поезда по расчетному подъему с расчетной скоростью локомотива.

 (кН)

где  - расчетная сила тяги локомотива, Н;

 - вес локомотива, кН;

 - основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги, Н/кН;

 - основное удельное сопротивление движению вагонов, Н/кН;

 - расчетный подъем.

Основное удельное сопротивление движению состава из разнотипных вагонов определяется по формуле:

 (Н/кН)

где α,β,γ - процентное содержание однотипных вагонов в составе;

, ,  - основное удельное сопротивление движению четырех-, шести-, восьмиосных вагонов, Н/кН;

Расчетные формулы для определения основного удельного сопротивления движению локомотива и вагонов при движении по звеньевому пути:

 (Н/кН)

 (Н/кН)

 (Н/кН)

где масса вагона, приходящаяся на одну ось

, [т]

, [т]

 [Н/кН]

 [т], , [т]

[Н/кН]

 [Н/кН]

 [Н/кН]

(кН)

Масса состава по предварительному расчету

[т]

[т]

где g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с

3.2 Проверка веса состава на преодоление скоростного подъема

Основная задача проверки состоит в том, чтобы определить, сможет ли поезд преодолеть выбранный в качестве «скоростного» подъем с учетом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих элементах профиля.

Аналитическая проверка в соответствии с ПТР выполняется по формуле:

 [м]

где  и  - начальная и конечная скорости интервала, км/ч;

- средняя удельная результирующая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от  до , км/ч;

Удельную силу в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т.е.

, [Н/кН]

Значения Fк,  и  определяются по среднему значению скорости  рассматриваемого интервала.

[км/ч]

Для того, чтобы поезд преодолел скоростной подъем необходимо соблюсти следующее условие

.

. км/ч, км/ч,  км/ч,  = 224000 Н

 [Н/кН]

[Н/кН]

 [Н/кН]

 м

. км/ч, км/ч,  км/ч,  = 262000 Н

 [Н/кН]

[Н/кН]

 [Н/кН]

 м

Поезд преодолеет скоростной подъем, т.к.

м

.3 Проверка веса поезда по длине приемо-отправочных путей

Длина поезда  не должна превышать полезную длину приемо-отправочных путей станции

Длина поезда находится по следующей формуле:

,

где - длина состава, м;

 - длина локомотива, м;

- запас длины на неточность установки поезда, м.

Длина состава:

,

где  - количество однотипных вагонов в составе

- длины однотипных вагонов, м.

Количество однотипных вагонов в составе:

ваг.

 ваг.

м

 - условие выполняется

.4 Проверка веса поезда на трогание с места

Вес состава проверяют на возможность трогания с места на остановочных пунктах по формуле:

,[кН]

где  - сила тяги локомотива при трогании состава с места, Н;

 - удельное сопротивление состава при трогании с места, Н/кН;

=2,5÷3 Н/кН;

Вес состава Qmp, полученный по условиям трогания с места, должен быть не менее веса состава Q, определенного по расчетному подъему, т.е.

Qmp > Q

Удельное сопротивление состава при трогании с места определяется по формуле:

, [Н/кН]

где  - удельное сопротивление при трогании с места

соответствующих типов вагонов, Н/кН

Для вагонов на подшипниках качения

[Н/кН]

где  - масса, приходящаяся на одну колесную пару для данной группы вагонов.

[Н/кН]

 [Н/кН]

[Н/кН]

Принимаем  = 0‰ , тогда

 [кН]

Qmp = 217500> Q =56350 - условие выполняется.

4. РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ

.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ТОРМОЗНОГО КОЭФФИЦИЕНТА

Расчетный тормозной коэффициент определяет тормозную силу поезда. Если на участке нет спусков круче 20%, то при его расчете разрешается тормозные средства локомотива в расчет не принимать. Для грузового движения принимаем в расчетах нормативное значение, равное  = 0,33.

.2 РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ

Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляем таблицу для четырех возможных режимов движения поезда по прямому горизонтальному участку:

-           для режима тяги;

-           для режима холостого хода,

-           для режима служебного торможения);

-           для режима полного служебного торможения

Основные удельные сопротивления локомотива  и состава  рассчитываются по формулам, указанным в пункте 3.1

При движении в режиме холостого хода:

Расчетный коэффициент трения тормозных колодок определяется по формуле

Удельные тормозные силы поезда вычисляются по формуле:

Расчеты сведены в таблицу 4.1. По данным этой таблицы строится диаграммы удельных равнодействующих сил поезда:

-           для режима тяги (по графам 1 и 9);

-           для режима холостого хода (по графам 1 и 13);

-           для режима служебного торможения(по графам 1 и 16);

Диаграммы удельных равнодействующих сил поезда показаны на рис.3.

Таблица 4.1. РАСЧЕТНАЯ ТАБЛИЦА УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЬШИХ ДОПУСТИМЫХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ НА УКЛОНАХ ПРОФИЛЯ

Максимально допустимые значения скоростей движения поезда на уклонах профиля определяются по имеющимся тормозным средствам с учетом обеспечения остановки поезда в пределах тормозного пути.

Полный расчетный тормозной путь  равен сумме пути подготовки тормозов к действию  и действительного тормозного пути .

 (м)

Расчетные тормозные пути принимаем равными:

-           = 1000 м - для спусков крутизной до 6‰ включительно;

-           = 1200 м - для спусков круче 6 ‰.

По данным таблицы 4.1 вычерчиваем графическую зависимость удельных замедляющих сил при полном служебном торможении  - рис.2

Рядом справа, строим кривые изменения скорости  методом МПС для трех уклонов: 0 ‰; -6 ‰; - 12 ‰.

Для каждого из выбранных уклонов определяем подготовительный путь:

где  - скорость в начале торможения; в расчетах можно принять равной конструкционной скорости заданного локомотива ,

 - время подготовки тормозов к действию, с:

= 29,7 (Н/кН) (из табл.4.1, при скорости равной 100 км/ч);

при  = 0 ‰  м;

при  = -6 ‰ м;

при  = -12‰ м.

Точки пересечения кривых  и  для соответствующих спусков определяют допустимые скорости движения по заданным спускам. Вертикальная линия, проведенная при  = -6 ‰, определяет области использования полученных зависимостей: до  = -6 ‰ включительно следует пользоваться кривой, построенной для  = 1000 м, а для спусков круче -  = 1200м.