Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Филиал Самарского государственного университета путей сообщения в г. Нижнем Новгороде
Факультет Высшего образования
Кафедра «Техника и технологии железнодорожного транспорта»
Расчетно-графическая работа
по дисциплине «Основы теории движения поезда»
Тема:
Тяговый расчет подвижного состава
Выполнила Хламова А.А.
Студентка 4 курса, гр. ПСЖД-022
Проверил: Неумоин В.А.
Н. Новгород 2023 год
Содержание
Введение
Исходные данные
1. Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема
2. Определение основных расчетных параметров локомотивов
3. Определение веса состава с учетом ограничений по условиям эксплуатации
3.1 Расчет критической массы состава
3.2 Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии
3.3 Проверка массы состава при трогании поезда с места
3.4 Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей
4. Спрямление профиля пути
5. Расчет и построение диаграмм ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд в различных режимах движения
6. Определение максимально допустимой скорости движения поездов на заданном участке
Заключение
Список литературы
Введение
Теория локомотивной тяги - научная дисциплина, которая предназначена для решения важнейших для железнодорожного транспорта вопросов:
§ Выбор типа локомотива и его основных параметров;
§ Расчет массы состава и ее проверка на надежность преодоления короткого подъема, трогание с места и по длине приемо-отправочных путей;
§ Расчет тормозов;
Решение данных вопросов служит для: составления графиков движения поездов, определения пропускной и провозной способности, расчетов по размещению остановочных пунктов (тяговых подстанций, локомотивного парка).
В теоретической части данная наука основана на физических законах, а в прикладной части - на результатах испытаний ПС (локомотивов и вагонов) и обобщения опыта их эксплуатации Как наука, тяга поездов состоит из четырех взаимосвязанных разделов:
Теория тяги - решает вопросы эффективной эксплуатации ж/д, рассчитывает параметры вновь проектируемых линий, участков, переводимых с одного вида тяги на другой;
Тяговые расчеты - рассматривает условия движения поезда и решает задачи, связанные с определением сил, действующих на поезд, и законов движения поезда под воздействием этих сил;
Испытания подвижного состава - служит для определения и проверки основных данных локомотивов, необходимых для нормирования веса поезда и тяговых расчетов;
Для того, чтобы правильно произвести эти расчеты и решить другие задачи проектирования ж/д нужно располагать аналитическими методами, позволяющими определить массу поезда при известном продольном профиле и заданном локомотиве, скорости движения и времени хода поезда. Все эти методы объединяются общим названием - тяговые расчеты, которые базируются на общие положения о тяге поездов.
Задание на расчетно-графическую работу
1. Провести анализ профиля пути, выбрать расчетный и проверяемый подъемы.
2. Обосновать выбор серии локомотива для заданной массы состава, вида тяги и выбранного расчетного подъема.
3. Провести проверки на возможность преодоления проверяемого подъема и на возможность трогания поезда с места на раздельных пунктах.
4. Определить длину поезда и сопоставить ее с длиной приемо-отправочных станций (раздельных пунктов).
5. Спрямить профиль пути.
6. Рассчитать таблицу и построить диаграммы удельных равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил.
7. Обосновать максимально допустимую скорость движения в соответствии с профилем пути и техническими характеристиками подвижного состава по результатам решения тормозной задачи.
Исходные данные выбираем по варианту, заданному преподавателем:
- о подвижном составе (таблица 1) - по последней цифре шифра;
- о расчетных параметрах локомотивов (таблица 2) - по номеру в журнале;
- о профиле пути (таблица 3) - сумма предыдущих таблиц.
Исходные данные
Таблица 1
Исходные данные о подвижном составе
|
Наименование данных |
Вариант |
|
|
2 |
||
|
Вид тяги |
Электрическая |
|
|
Род тока |
Постоянный |
|
|
Тип пути |
Бесстыковой |
|
|
В составе поезда (по массе), %: - восьмиосных вагонов - четырехосных вагонов |
6 94 |
|
|
Масса вагона брутто, т: - восьмиосных вагонов - четырехосных вагонов |
158 78 |
|
|
Тормозные колодки |
Композиционные |
|
|
Буксовые подшипники |
Роликовые |
|
|
Максимальная скорость движения не более 100 км/ч |
Таблица 2
Расчетные параметры локомотива
|
Наименование данных |
Вариант |
|
|
4 |
||
|
Серия локомотива |
2ЭС4К «Дончак» |
|
|
Расчетная скорость км/ч |
52,0 |
|
|
Расчетная сила тяги Н |
434000 |
|
|
Расчетная масса т |
192 |
|
|
Сила тяги при трогании с места Н |
640500 |
|
|
Длина локомотива м |
35,0 |
|
|
Конструкционная скорость км/ч |
120 |
Таблица 3
Профиль пути
|
Станция или элемент пути |
Длина, м |
Уклон, ‰ |
Кривая, м |
||
|
R |
S |
||||
|
ст. А |
1150 |
-2,5 |
- |
- |
|
|
2 |
900 |
-1,5 |
- |
- |
|
|
3 |
1600 |
6 |
- |
- |
|
|
4 |
1200 |
-9 |
800 |
100 |
|
|
5 |
600 |
4 |
1200 |
600 |
|
|
6 |
4800 |
-6 |
- |
- |
|
|
7 |
1900 |
4 |
- |
- |
|
|
8 |
1200 |
-8 |
- |
- |
|
|
9 |
600 |
4 |
- |
- |
|
|
10 |
1800 |
3 |
- |
- |
|
|
ст. Б |
1050 |
0,0 |
- |
- |
|
|
12 |
1000 |
2 |
2000 |
100 |
|
|
13 |
4500 |
6 |
- |
- |
|
|
14 |
900 |
-2 |
- |
- |
|
|
15 |
300 |
-4 |
- |
- |
|
|
16 |
500 |
3 |
- |
- |
|
|
17 |
5000 |
2 |
1800 |
900 |
|
|
18 |
1200 |
9 |
- |
- |
|
|
19 |
800 |
-3 |
- |
- |
|
|
20 |
700 |
-5 |
- |
- |
|
|
ст. В |
1250 |
1 |
2100 |
900 |
Таблица 4
Сила тяги локомотива при различных значениях скорости
|
Серия локомотива |
2ЭС4К «Дончак» |
|||||||||||
|
Скорость , км/ч |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
|
Сила тяги , кН |
640 |
537 |
513 |
496 |
481 |
391 |
348 |
298 |
261 |
232 |
208 |
Таблица 5
Расчетные значения удельных основных сил сопротивления движению локомотива состава и коэффициентов трения
|
км/ч |
Чугунные колодки |
|
|
0 |
0,36 |
|
|
10 |
0,34 |
|
|
20 |
0,32 |
|
|
30 |
0,31 |
|
|
40 |
0,297 |
|
|
50 |
0,288 |
|
|
60 |
0,28 |
|
|
70 |
0,273 |
|
|
80 |
0,267 |
|
|
90 |
0,262 |
|
|
100 |
0,257 |
Таблица 6
Формула для определения расчетного коэффициента сцепления для электровозов
|
Серия электровоза |
Формула коэффициента сцепления |
|
|
2ЭС4К «Дончак», 2ЭС5К «Ермак» |
1. Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема
Расчетный подъем - это наиболее трудный для преодоления в данном направлении элемент профиля пути, при движении по которому скорость локомотива, движущегося с составом в режиме тяги не должна опуститься ниже расчетной.
Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный. Если же наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествуют «легкие» элементы профиля (спуски, площадки), на которых поезд преодолеет его за счет накопленной кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности, на котором может быть достигнута равномерная скорость.
Задан профиль пути (таблица 3). Правилами расчетов установлены следующие обозначения элементов пути: подъемы обозначаются знаком «+», спуски - «-», горизонтальные участки - «ноль».
Тогда, принимаем в качестве расчетного подъема элемент пути 6 крутизной длиной
На исследуемом элементе профиля не располагается кривая, поэтому крутизна расчетного подъема не вычисляется.
2. Определение основных расчетных параметров локомотивов
Выпишем расчетные параметры из табл. 2.
Основные технические данные локомотива серии 2ЭС4К «Дончак»:
- сила тяги при трогании с места
- расчетная сила тяги
- расчетная скорость движения
- конструкционная скорость движения
- масса локомотива
- длина локомотива
Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению определяют по формуле:
, (2.1)
где масса локомотива, т; расчетный коэффициент сцепления.
Формула определения расчетного коэффициента сцепления для 2ЭС4К «Дончак»:
(2.2)
Результаты расчета сведем в таблицу.
Таблица 2.1
*из условия (табл. 4).
Рисунок 1 - Тяговая характеристика локомотива
3. Определение веса состава с учетом ограничений по условиям эксплуатации
Масса состава - один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы состава позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.
3.1 Расчет критической массы состава
Для выбранного расчетного подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле: