Тяговый расчет поезда

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Поволжский филиал МИИТ Контрольная работа № 1

По дисциплине: Подвижной состав и тяга поездов Саратов 2010 г.

• Установим крутизну расчетного подъема
• Определим массу состава по выбранному расчетному подъему
• Выполним проверку массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов заданного участка
• Выполним расчет таблицы и построим диаграмму удельных равнодействующих сил
• Решение тормозной задачи
• Определим скорость и время хода поезда по участкам
• Определим техническую скорость движения поезда
• Список литературы

Исходные данные

Масса вагона брутто т;

Длина приемоотправочных путей м;

Тормозные колодки чугунные;

Локомотив: электровоз ВЛ10 (две секции);

Расчетная сила тяги Н;

Расчетная скорость км/ч;

Расчетная масса т;

Конструкционная скорость км/ч;

Сила тяги при трогании с местаН;

Длина локомотива м;

Число движущихся колесных пар = 8;

Таблица 1

Профиль пути

тяговый расчет поезд состав Рис. 1. Схематическое устройство электровоза Рис. 2 Тяговая характеристика электровоза ВЛ10

Установим крутизну расчетного подъема

Так как наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествуют «легкие» элементы профиля, на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, поскольку поезд преодолеет его за счет накопленной кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности.

Для заданного профиля расчетным подъемом будет элемент 4 (рис.1), имеющий крутизну и длину м.

Определим массу состава по выбранному расчетному подъему

Для выбранного расчетного участка подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле:

где Н — расчетная сила тяги локомотива; т — расчетная масса локомотива; - крутизна расчетного подъема; м/с² — ускорение свободного падения; - основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН; - основное удельное сопротивление состава, Н/кН;

Основное удельное сопротивление локомотива, в зависимости от скорости на режиме тяги подсчитывается по формуле:

где км/ч — расчетная скорость;

Н/кН.

Основное удельное сопротивление состава с четырехосными вагонами на роликовых подшипниках рассчитывается по формуле:

где — масса, приходящаяся на одну колесную пару 4-хосного вагона, т/ось;

т/ось,

Н/кН,

т.

Выполним проверку массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов заданного участка

Число вагонов в составе поезда рассчитывается по формуле:

вагон.

Длина поезда рассчитывается по формуле:

где м — длина локомотива;

м — длина четырехосного вагона;

м — запас длины на неточность установки поезда.

м.

Проверим возможность установки поезда на приемоотправочных путях по соотношению:

где м — длина приемоотправочных путей;

м м. Длина поезда меньше длины приемоотправочных путей станции заданного участка, значит массу состава уменьшать не надо.

Выполним расчет таблицы и построим диаграмму удельных равнодействующих сил

Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил составим таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному пути

для режима тяги ;

для режима холостого хода ;

для режима торможения:

при служебном регулировочном торможении ;

при экстренном торможении .

Значение силы тяги определяем по тяговой характеристике электровоза (рис.3) а результат заносим в таблицу 2. Для скорости км/ч (при трогании с места) соответствует значение силы тяги Н.

Основное удельное сопротивление локомотива определяется по формуле:

Н/кН,

Н/кН.

Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:

Н/кН,

Н/кН.

Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу определяется по формуле:

Н/кН,

Н/кН.

Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Расчетный коэффициент трения чугунных колодок о колесо определяется по формуле:

.

Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Расчетный тормозной коэффициент состава определяется по формуле:

где кН/ось — расчетные силы нажатия тормозных колодок на ось вагона при чугунных колодках;

— число осей состава;

оси,

кН/ось.

Удельные тормозные силы поезда определяется по формуле:

Н/кН,

Н/кН.

Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты заносим в таблицу 2.

Составив таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному пути, строим диаграммы удельных равнодействующих сил

для режима тяги ;

для режима холостого хода ;

для режима торможения, при служебном регулировочном

торможении. (рис.4)

Решение тормозной задачи

Определим максимально допустимую скорость движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах и принятом тормозном пути.

Полный тормозной путь определяется по формуле:

где — путь подготовки тормозов к действию, на протяжении которого тормоза поезда условно принимаются недействующими (от момента установки РКМ в тормозное положение до включения тормозов поезда);

— действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд движется с действующими в полную силу тормозами.

Полный тормозной путь м., (на спусках более 6‰).

Определим путь подготовки тормозов к действию по формуле:

где км/ч — скорость в начале торможения;

— время подготовки тормозов к действию. Для автотормозов грузового типа (для составов длиной 200−300осей):

где ‰ - наиболее крутой спуск;

Н/кН — удельная тормозная сила при начальной скорости торможения (км/ч).

с,

м.

Графическое решение тормозной задачи показано на рис. 5.

Решив графически тормозную задачу, мы определили максимально допустимую скорость движения по наиболее крутому спуску км/ч., а также путь подготовки тормозов м., и действительный тормозной путь

м.

Определим скорость и время хода поезда по участкам

Движение поезда от ст. К к ст. А; ограничение наибольшей скорости: конструктивная скорость грузовых вагонов — 100 км/ч; наибольшая допустимая скорость поезда по прочности пути — 100 км/ч; конструктивная скорость ВЛ10 — 100 км/ч; наибольшая допустимая скорость по тормозным средствам км/ч (принимаем за максимально допустимую скорость наименьшую из 4-х)

Время движения поезда в одном скоростном интервале:

где — начальная скорость выбранного интервала;

— конечная скорость выбранного интервала;

— численное значение равнодействующей удельной силы, приложенной к поезду при средней скорости интервала.

Расстояние пройденное поездом в одном скоростном интервале:

Первый участок

м; .

В интервале скоростей км/ч по диаграмме удельных равнодействующих сил (рис.4) в режиме тяги при средней скорости 5 км/ч

Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по спуску (), м.

Второй участок

м; .

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Скорость достигла максимально допустимой, км/ч, выключаем тяговые двигатели и продолжаем двигаться на холостом ходу

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по прямому участку () м.

Третий участок

м; .

Включаем тяговые двигатели, т.к. началось движение в подъем крутизной .

При это скорость падает.

км/ч; Н/кН;

мин, м,

Итого пройденное расстояние по подъему () м.

Четвертый участок

м; .

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по подъему () м.

Пятый участок м; .

На участке начинается спуск, выключаем тяговые двигатели и продолжаем двигаться на холостом ходу

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по спуску (), м.

Шестой участок м; .

Скорость достигла максимально допустимой по тормозам, км/ч, выключаем тяговые двигатели и производим служебное торможение до

км/ч

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Переходим в режим холостого хода

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Суммируем пройденный путь по спуску, м.

Оставшийся путь по спуску, м пройдем на холостом ходу со скоростью 70 км/ч, поддерживаемой регулировочным торможением

м, мин,

Итого пройденное расстояние по спуску (), м.

Седьмой участок м; .

Путь по спуску, м пройдем на холостом ходу со скоростью 70 км/ч, поддерживаемой регулировочным торможением

м, мин,

Итого пройденное расстояние по спуску (), м.

Восьмой участок м; .

Т.к. скорость большая то этот участок будем проходить в режиме холостого хода

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по прямому участку () м.

Девятый участок м; .

Включаем тяговые двигатели, т.к. началось движение в подъем крутизной .

При это скорость падает.

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по подъему () м.

Десятый участок

м; .

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Подъезжая к станции на скорости км/ч, производим служебное торможение до км/ч

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

км/ч; Н/кН;

мин,

м,

Итого пройденное расстояние по прямому участку () м.

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

Определим техническую скорость движения поезда

где — длина перегона (расстояние от ст. К до ст. А);

— время хода поезда по перегону заданного участка.

км/ч.

Таблица 3

Сводная таблица результатов расчетов

Построение кривых скорости V=f (S) и времени хода поезда t=f (S) показано на рис. 6.

1. Осипов С. И., Осипов С. С. «Основы тяги поездов» — М; УМК МПС, 2000.

2. Кононов В. Е. «Подвижной состав и тяга поездов» — М; РГОТУПС, 2000.

3. Методические указания 13/2/5 «Подвижной состав и тяга поездов» — М; РГОТУПС, 2004.