(3.1)
где расчетная сила тяги, Н;
расчетная масса локомотива, т;
основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/кН;
основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН;
расчетный подъем,
ускорение свободного падения, м/с2;
= 3200 т
Величины и определяют для расчетной скорости локомотива
Расчетная скорость, расчетная сила тяги, масса локомотива и другие расчетные нормативы приведены в табл. 2.
Основное удельное сопротивление движению локомотива по бесстыковому пути определяется по формуле:
(3.2)
Основное удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:
w0 '' = б4 * w04 '' + б8 * w08 '', (3.3)
w0 '' = 94 * 0.76 + 6 * 0.85 = 76.54
где б4 (94), б8 (6)- % в составе поезда по массе четырехосных и восьмиосных вагонов
Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:
по бесстыковому пути
с четырехосными вагонами на роликовых подшипниках
w04 '' = 0,7+ (3+0,09V +0,002 V2) / mв.о (3.4)
w04 '' = 0,7+ (3+0,09*52 +0,002*522) / 194 = 0.76 Н/кН
с восьмиосными вагонами на роликовых подшипниках:
w08 ''= 0,7+ (6+0,38V +0,0021V2) / mв.о (3.5)
w08 ''= 0,7+ (6+0,38*52 +0,0021*522) / 194 = 0.85 Н/кН
где mв.о -- масса, приходящаяся на одну колесную пару четырехосного и восьмиосного вагонов, т/ось:
Масса вагона брутто, т - 78 и 158, переводим из “т” в “кН”, получаем: (взято из лекций)
mв.о = mв / 4 или 8 , т/ось.
mв.о = 78 / 4 = 19.5 (4-осный)
mв.о = 764.9 / 4 = 192 т/ось
mв.о = 158 / 8 = 19.75 ( 8-осный)
mв.о = 1549.45 / 8 = 194 т/ось
3.2 Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии
Массу состава, полученную по формуле (3.1), необходимо проверить на прохождение коротких подъемов большей крутизны, чем расчетный, с учетом кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках.
Проверка заключается в расчете скорости движения поезда для всех подъемов, крутизну которых превышает крутизну расчетных.
Проверка выполняется по формуле:
(3.8)
где длина проверяемого участка профиля пути, м;
скорость в конце проверяемого подъема (эта скорость должна быть не менее расчетной, принимать ;
скорость поезда в начале проверяемого подъема (для грузовых поездов принимать , но не выше конструкционной скорости локомотива);
средняя укоряющая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от до .
Удельная касательная сила тяги локомотива рассчитывается по формуле:
, (3.9)
Общее удельное сопротивление движению поезда рассчитывается по формуле:
, (3.10)
где проверяемый подъем крутизной больше расчетного, ‰.
Величины и определяются по среднему значению скорости рассматриваемого интервала :
(3.11)
Значение силы тяги для скорости определяется по построенной тяговой характеристике локомотива (рис.1).
В соответствии с формулами (3.8) - (3.11) выполняем проверку.
Так как полученное по формуле (3.8) расстояние больше длины проверяемого подъема, то этим проверка заканчивается.
3.3 Проверка массы состава при трогании поезда с места
При составлении графика движения и в практической деятельности железных дорог остановка поездов может предусматриваться на линейных станциях и разъездах для скрещения на однопутных линиях и обгона на двухпутных. Нередко указанные пункты расположены на подъемах до 2,5‰, и при трогании с места состава локомотиву приходится преодолевать не только основное сопротивление движению, которое значительно больше, чем при движении с равномерной скоростью, но и дополнительное. Отметим, что и сила тяги при трогании с места значительно выше, чем при движении с расчетной скоростью. Избыточная сила тяги расходуется на преодоление повышенного сопротивления движению при трогании с места и на ускорение поезда.
Рассчитав массу состава поезда, необходимо произвести проверку по условию трогания с места поезда на раздельных пунктах.
Масса состава, который может быть стронут с места на раздельном пункте с максимальным уклоном :
, (3.12)
т
где сила тяги локомотива при трогании с места, Н;
удельное сопротивление состава при трогании с места , кгс/т;
уклон элемента, на котором происходит трогание, ‰
Удельное сопротивление состава при трогании с места для вагонов на подшипниках качения (роликовых) определяется по формуле:
(3.13)
где осевая нагрузка, Н/т.
Для четырехосных вагонов:
Для восьмиосных вагонов:
Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по выражению:
, (3.14)
Из (3.12) следует:
Масса состава, рассчитанная по формуле (3.1), должна быть меньше массы состава, полученной по формуле (3.12).
Трогание обеспечивается на всех раздельных пунктах заданного участка.
3.4 Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей
Для того чтобы обеспечить возможность скрещения и обгона поездов, массу поезда необходимо проверить на возможность пропуска его по приемо-отправочным путям станции исходя из их длины. Длина поезда не должна превышать полезной длины приемо-отправочных путей на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на установку поезда).
Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемо-отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину заданной длиной приемо-отправочных путей станции
Длина поезда в метрах определяется из выражения:
, (3.15)
где длина состава, м;
число локомотивов в поезде;
длина локомотива, м;
10 - запас длины на неточность установки поезда, м.
Длину состава определим по формуле:
, (3.16)
где длина соответственно четырехосных и восьмиосных вагонов по осям автосцепок, м;
количество четырехосных и восьмиосных вагонов, шт.
Количество вагонов определяем по формуле:
, (3.17)
где доля вагонов i-го типа (по массе);
масса одного вагона i-го типа, т.
При определении количества вагонов состава полученное значение следует округлить в меньшую сторону. Это связано с недопустимостью превышения расчетного веса поезда и, соответственно, уменьшении скорости расчетного режима локомотива.
Количество четырехосных вагонов:
Принимаем вагонов.
Количество восьмиосных вагонов:
Принимаем вагонов.
Принимаем длины вагонов: [1].
Из формул (3.15) и (3.16) получаем,
Так как длина поезда равна и не превышает длину следовательно проверка выполняется, а значит массу состава не корректируем.
локомотив масса состав подъем профиль путь
4. Спрямление профиля пути
Для повышения точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема последних и, следовательно, времени на их выполнение, необходимо спрямлять профиль пути.
Спрямлять разрешается только близкие по крутизне элементы одного знака.
Площадки могут включаться в группы с элементами, имеющими как положительный знак, так и отрицательный.
Элемент профиля пути на остановочных пунктах, расчетный подъем, подъем круче расчетного, для которого выполняется проверка на возможность преодоления его за счет кинетической энергии, а также спуск, по которому определяется максимально допускаемая скорость движения по тормозным средствам поезда - не объединяются с другими элементами (к ним добавляется только фиктивный подъем, если на них имеется кривая).
Проверка возможности спрямления должна производиться для каждого элемента действительного профиля пути, входящего в спрямленный участок.
Спрямление профиля пути состоит в замене двух или нескольких смежных элементов продольного профиля пути одним элементом, длина которого равна сумме длин спрямленных элементов , т.е.
(4.1)
Крутизна вычисляется по формуле:
(4.2)
где,-крутизна элементов спрямляемого участка, ‰.
Проверку возможности спрямления группы элементов профиля выполняют по формуле:
(4.3)
где - длина спрямляемого элемента,м;
-абсолютная величина разности между уклоном спрямляемого участка и уклоном проверяемого элемента ‰, т.е.
Крутизна iс' вычисляется по формуле:
1 (элемент)
?i·S = -4225
?S = 2050
(4.3)
i'c =
=|i'c-i| = -2.06-(-2.5) = 0.44
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
2(элемент)
?i·S = 7800
?S=2400
(4.3)
i'c =
=|i'c-i| = 3.25-4 = 0.75
=|i'c-i| = 3.25-3 = 0.25
(4.3)
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
3(элемент)
?i·S = 2000
?S = 2050
(4.3)
i'c =
=|i'c-i| = 0.98 - 0 = 0.98
=|i'c-i| = 0.98 - 3 = 1.02
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
4(элемент)
?i·S = -3000
?S = 1200
(4.3)
i'c =
=|i'c-i| = 2.5-2 = 0.5
=|i'c-i| = 2.5-4 = 1.5
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
5 (элемент)
?i·S = 11500
?S=5500 (4.3)
i'c =
=|i'c-i| = 2.09-3 = 0.91
=|i'c-i| = 2.08-2 = 0.09
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
6 (элемент)
?i·S =-5900
?S=1500 (4.3)
i'c =
=|i'c-i| = 3.93-3 = 0.93
=|i'c-i| = 3.25-5 = 1.07
(4.3)
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
где i1, i2, …, in -крутизна элементов спрямляемого участка, ‰.
Проверку возможности спрямления группы элементов профиля выполняют по формуле:
где Si - длина спрямляемого элемента, м;
?i - абсолютная величина разности между уклоном спрямляемого участка и уклоном проверяемого элемента, ‰, т.е.
Кривые на спрямленном участке заменяются фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формуле:
где Sкрi и Ri - длина и радиус кривых в пределах спрямленного участка, м.
Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой
Таблица 7
Спрямление пути
Расчет отметок профиля пути
(4.7)
где - конечная для j-го элемента пути отметка профиля, м;
- начальная для j-го элемента пути отметка профиля, м;
- уклон, ‰ ;
S - длина элемента профиля пути, м.
|
№ элемента |
S,m |
i |
||
|
1 |
1150 |
-2,02 |
102,3 |
|
|
2 |
2500 |
6 |
115 |
|
|
3 |
1800 |
-9 |
116,2 |
|
|
4 |
4800 |
4,6 |
122,08 |
|
|
5 |
3100 |
-6 |
118,6 |
|
|
6 |
2400 |
4 |
109,6 |
|
|
7 |
1050 |
-8 |
108,4 |
|
|
8 |
5500 |
4 |
122 |
|
|
9 |
900 |
3 |
102,7 |
|
|
10 |
300 |
0,99 |
100,3 |
|
|
11 |
500 |
6 |
103 |
|
|
12 |
6200 |
-2 |
112,4 |
|
|
13 |
1950 |
-4 |
107,8 |
Диаграмма профиля пути
5. Расчет и построение диаграмм ускоряющих и замедляющих сил, действующих на поезд в различных режимах давления
Для построения диаграмм удельных равнодействующих сил предварительно составляют таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному пути:
a) Для режима тяги
b)
;
- полное сопротивление
P - масса локомотива
Q - масса состава
c) Для режима холостого хода
d) Для режима торможения:
· При служебном торможении
· При экстренном торможении
Таблицу удельных равнодействующих сил, форма которой приведена ниже, заполняют для скоростей от 0 до конструкционно в (данной работе до 100 км/ч) через 10 км/ч.