Тяговые расчеты для поездной работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра электрической тяги

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Тяговые расчеты для поездной работы»

по дисциплине: Подвижной состав

Проверил: Выполнил:

преподаватель студент группы БП – 414

Фетисова Н.Г. Пьянкова Ж.А.

Екатеринбург

2007

Содержание

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

1 Исходные данные и задание на курсовую работу……………………….......4

1.1 Общие данные………………………………………………………………...4

1.2 Индивидуальные данные……………………………………………….........4

1.3 Задание …………………………………………………………………….….5

2 Содержание курсовой работы ………………………………………………...6

2.1 Определение основных технических данных локомотива ……………….6

2.2 Определение расчетной массы состава …………………………………..…6

2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда ………... 9

2.4 Определение допустимой скорости движения поезда на спусках………12

2.5 Построение кривых движения поезда на участке ………………………..14

Заключение…………………………………………………………………….... 15

Список литературы ………..……………………………………………………16

Приложение А Диаграмма удельных результирующих сил…..……………..17

Приложение Б Графическое решение тормозной задачи….…..……………..18

Приложение В Кривые движения поезда…………..….…...………………...19

Введение

В теории тяги изучают управляемое движение поездов. При этом поезд рассматривают как управляемую систему, функционирующую в условиях переменных возмущающих воздействий внешней среды, наложения внутренних и внешних удерживающих связей и нормативных ограничений ее управляющих воздействий.

В тяге поездов принято считать, что локомотив и вагоны, связанные между собой автосцепками, движутся в пространстве и времени как единое целое – как система, не имеющая никаких других движений, кроме управляемого.

Очевидно, что автосцепки являются внутренними, а рельсы – внешними удерживающими связями, определяющими траекторию движения и направление сил, воздействующих на управляемое движение поезда.

Расчетную часть теории тяги поездов называют тяговыми расчетами. Тяговые расчеты используются для разработки графика движения поездов, изыскания и проектирования железных дорог, расчетов в области экономической эффективности перевозок. В данной курсовой работе рассчитываются важнейшие задачи по тяговым расчетам, которые являются основным расчетным инструментом в деле рационального функционирования, планирования и развития железных дорог: определение расчетной массы состава, построение диаграммы удельных результирующих сил поезда, определение допустимой скорости движения поезда на спусках, построение кривых движения поезда на участке.

1              Исходные данные и задание на курсовую работу

1.1         Общие данные

1.1.1            Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.

1.1.2            Расположение осей станционных путей следующее:

-                                      ось станции А расположена в начале первого элемента;

-                                      ось станции Б расположена в середине элемента №13;

-                                       ось станции В расположена в конце последнего элемента.

1.1.3            Длина станционных путей – 1250 м.

1.1.4            Допустимая скорость движения по состоянию путей:

-                                     по перегонам ……………. 80 км/ч;

-                                     по станциям ……………... 60 км/ч.

1.1.5            Допустимый тормозной путь при экстренном торможении – 1200 м.

1.1.6            Расчетный тормозной коэффициент поезда – 0,33.

1.1.7            Тормозные колодки – чугунные.

1.2         Индивидуальные исходные данные

1.2.1           Серия локомотива – ВЛ8, профиль пути участка А-Б-В - № 16.

Таблица 1.1 – Профиль пути участка пути А-Б-В

1.2.2           Вагонный состав поезда

Доля (по массе) восьмиосных (α8) и четырехосных (α4) вагонов в составе поезда:

α8 = 0,2 + 0,02N, (1.1)

α8 = 0,2 + 0,02*16 = 0,52;

α4 = 1 - α8, (1.2)

α4 = 1 – 0,52 = 0,48.

Масса в тоннах, приходящихся на ось колесной пары, соответственно:

m08 = 13 + 0,2N, (1.3)

m08 = 13 + 0,2 * 16 = 16,2, т;

m04 = 15 + 0,2N, (1.4)

m04 = 15 + 0,2 * 16 = 18,2, т;

где N – порядковый номер студента по списку.

1.2.3           Начальные условия

Начальная километровая отметка участка Sо, км

Sо = 520 + 100N, (1.8)

Sо = 520 + 100*16 = 2120, км.

Cкорость движения поезда в начале участка Vо, км/ч

Vо = 5 + N, (1.9)

Vо = 5 + 16 = 21, км/ч.

Начальное значение времени движения поезда to, мин

to = 0,3N, (1.10)

to = 0,3*16 = 4,8, мин.

1.3      Задание

Определить расчетную массу состава.

Определить допустимую скорость движения поезда на спусках.

Построить зависимости V(S) и t(S) при движении поезда по участку с расчетной массой состава и оценить полученные результаты:

-                   по значениям технической и участковой скоростей движения;

-                   по режиму проследования расчетного подъема.

                        Тяговые расчеты должны быть выполнены при условии варианта:

без остановки на промежуточной станции и без учета предупреждения;

Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим использованием тяговых свойств локомотива и допустимых скоростей движения поезда с целью получения наименьших значений перегонных времен хода.

2              Содержание курсовой работы

2.1           Определение основных технических данных локомотива

Основные технические данные локомотива серии ВЛ8:

-  сила тяги при трогании с места Fк тр = 607 кН;

-  расчетная сила тяги Fк р = 465 кН;

-  расчетная скорость движения Vр = 43,3 км/ч;

-  конструкционная скорость движения Vк = 80 км/ч;

-  масса локомотива mл = 184 т;

-  длина локомотива lл = 28 м.

Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению Fсц, кН:

Fсц = 9,81* mл*ψк, (2.1)

где mл – масса локомотива, т;

ψк – расчетный коэффициент сцепления:

ψк = 0,25 + 8/(100+20*V) (2.2)

Vp = 43,3 км/ч: ψк = 0,25 + 8/(100+20*43,3) = 0,258,

Fсц = 9,81* 184*0,258 = 466,0 кН;

Таблица 2.1 – Ограничение тяговой характеристики локомотива серии ВЛ8 по сцеплению

Тяговую характеристику локомотива серии ВЛ8 Fк(V) и ее ограничение Fсц(V) (рисунок 2.1) строим на миллиметровой бумаге в удобном для пользования масштабе.

2.2           Определение расчетной массы состава

2.2.1    Расчет критической массы состава

Критическую массу состава mс кр, т, определяют по мощности локомотива из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме V = Vр:

mс кр = (Fкр/g) – mл (w'o + ip), (2.3)

w''o + ip

где Fкр – расчетная сила тяги, Н;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

w'o – удельное основное сопротивление движению электровоза при езде под током, Н/кН;

ip – расчетный подъем, ‰;

w''o – удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.

Величину w'o рассчитывают по формуле

w'o = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2, (2.4)

w'o = 1,9 + 0,01*43,3 + 0,0003*43,32 = 2,90, Н/кН,

где V – скорость движения, км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину w''o рассчитывают по формуле

w''o = α4* w''o4 + α8* w''o8, (2.5)

где w''o4 – удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

w''o8 – удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:

w''o4 = 0,7 + 3+0,1V+0,0025V2 , (2.6)

mo4

w''o4 = 0,7 + 3+0,1*43,3+0,0025*43,32 = 1,36, Н/кН,

18,2

w''o8 = 0,7 + 6+0,038V+0,0021V2 , (2.7)

mo8

w''o8 = 0,7 + 6+0,038*43,3+0,0021*43,32 = 1,41, Н/кН,

16,2

w''o = 0,48* 1,36 + 0,52* 1,41 = 1,39, Н/кН,

mс кр = (465000/9,81) – 184(2,90 + 9) = 4351 ≈ 4350, т.

1,39 + 9

2.2.2    Проверка массы состава по троганию с места

Масса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы mс тр, полученной по формуле

mс тр = Fк тр/[g(wтр + iтр)] – mл, (2.8)

где mс тр – масса состава при трогании с места, т;

Fк тр – сила тяги при трогании с места, Н;

wтр – удельное основное сопротивление при трогании с места, Н/кН;

iтр – уклон участка пути, на котором происходит трогание поезда с места, ‰.

Удельное основное сопротивление движению при трогании поезда с места для вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле

wтрi = 28/ (moi + 7), (2.9)

где moi – масса, приходящаяся на ось вагона i – того типа,т.

wтр4 = 28/ (18,2 + 7) = 1,11, Н/кН;

wтр8 = 28/ (16,2 + 7) = 1,21, Н/кН.

Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов wтр определяют по выражению

wтр = α4 * wтр4 + α8 * wтр8, (2.10)

wтр = 0,48 * 1,11 +0,52 * 1,21 = 1,16, Н/кН,

mс тр = 607000/[9,81(1,16 + 0,2)] – 184 = 45313 ≈ 45300, т.

4350 < 45300 => mс кр < mс тр, то есть условие выполняется.

2.2.3    Проверка массы состава по размещению на станционных путях

Длина поезда не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на установку поезда).

Длина поезда lп, м, определяется по формуле

lп = lс + nл*lл + 10, (2.11)

где lс – длина состава, м;

nл – количество локомотивов;

lл – длина локомотива, м.

Длина состава определяется по формуле

lс = ∑(ni*li), (2.12)

где ni – количество вагонов i-того типа в составе;

li – длина вагона i-того типа, м. Принять l4 = 14м, l8 = 21м.

Количество вагонов определяется по выражению

ni = αi* mc/mi (2.13)

где αi – доля вагонов i-того типа (по массе);

mi – масса одного вагона i-того типа, т. Определяется по числу осей и массе, приходящейся на ось.

Страницы: 1, 2