Общий курс железных дорог

Длина S_J, м

Крутизна ш,i ‰

Кривые

Длина

Крутизна эквив-го уклона

Крутизна привед-го уклона

_‰

№ элемента

R_J, м

S_{кр J}, м

S_c=?S_J, м

, ‰

, ‰

Туда

Обратно

1

900

+2

900

+2

+2

-2

1

2

300

+1,4

850

400

1100

+3,3

+0,3

+3,6

-3,0

2

3

800

+4

4

4500

+7

4500

+7

+7

-7

3

5

300

+2

950

350

400

+1,5

+0,6

+2,1

-0,9

4

5

6

100

0

7

600

-4

600

-4

-4

+4

6

8

4300

-8

4300

-8

-8

+8

7

9

1050

-4

1050

-4

-4

+4

8

10

2100

-10

2100

-10

-10

+10

9

11

800

0

1300

380

800

+0,3

+0,3

+0,3

12

2300

+9,5

2300

+9,5

+9,5

-9,5

10

13

250

+2,5

1200

680

750

+0,8

+0,5

+1,3

-0,3

11

14

500

0

15

1080

-1,5

1080

-1,5

-1,5

+1,5

12

Элементы 2 и 3: ‰

Проверка: - спрямляется;

- спрямляется.

‰; тогда ‰

Элементы 5 и 6: ‰

Проверка: - спрямляется;

- спрямляется.

‰; тогда ‰

Элемент 11: ‰; тогда ‰

Элементы 13 и 14: ‰

Проверка: - спрямляется;

- спрямляется.

‰; тогда ‰

Практическая работа № 6

Определение массы состава (по расчётному подъёму 7‰)

Масса состава - один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. поэтому массу состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.

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

где: где F_K - расчётная сила тяги для данного локомотива , (пусть это будет локомотив ВЛ-80с) F_K=51200 кгс;

P - расчётная масса локомотива, P =190 т;

где:



округлим полученное значение кратно 50 т, тогда тонн.

Где х - расчетная скорость локомотива, ;

-расчетная сила тяги локомотива, кгс;

Р-расчетная масса локомотива, т;

-основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т;

-основное удельное сопротивление состава, кгс/т;

-величина расчетного подъема, ;

Q-масса состава, т;

, , -соответственно доли 4-, 6- и 8- осных вагонов в составе по массе ( = 88%, = 5%, = 7%);

-доли 4-осных вагонов на подшипниках скольжения и качения ();

- основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов на подшипниках скольжения, кгс/т;

- основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов на подшипниках скольжения, кгс/т;

-основное удельное сопротивление 6-осных груженых вагонов, кгс/т;

-основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов, кгс/т;

- средняя нагрузка от оси на рельсы в т/ось соответственно 4-, 6- и 8- осного вагона;

- масса брутто соответственно 4-, 6- и 8- осного вагона, т;

Практическая работа № 7

Проверка веса состава по условиям эксплуатации и ресурсам управления

1. Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих «легких» элементах профиля, выполняется аналитическим способом. При этом используют расчетное соотношение

где- скорость в начале проверяемого подъема; выбирается из условий подхода к проверяемому элементу (для грузовых поездов можно принимать , но не выше конструкционной скорости локомотива; в данном случае принимаем );

- скорость в конце проверяемого подъема. Эта скорость должна быть не менее расчетной, т.е. должно выдерживаться условие . В курсовой работе принимаем .

-расчетная сила тяги локомотива, кгс;

Р-расчетная масса локомотива, т;

-основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т;

-основное удельное сопротивление состава, кгс/т;

-величина расчетного подъема, ;

Q-масса состава, т;

, , -соответственно доли 4-, 6- и 8- осных вагонов в составе по массе ( = 88%, = 5%, = 7%);

-доли 4-осных вагонов на подшипниках скольжения и качения ();

- основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов на подшипниках скольжения, кгс/т;

- основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов на подшипниках скольжения, кгс/т;

-основное удельное сопротивление 6-осных груженых вагонов, кгс/т;

-основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов, кгс/т;

- средняя нагрузка от оси на рельсы в т/ось соответственно 4-, 6- и 8- осного вагона;

- масса брутто соответственно 4-, 6- и 8- осного вагона, т;

2. Проверка массы состава на трогание с места на заданном участке выполняется по формуле:



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

-крутизна наиболее трудного элемента на раздельных пунктах (станциях) заданного участка (в сторону движения);

-удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), кгс/т.

Здесь и - удельное сопротивление при трогании с места соответственно для 4-осных вагонов на подшипниках качения и на подшипниках скольжения;

и - соответственно доли 4-осных вагонов с подшипниками качения и подшипниками скольжения.

Соответственно формулы расчета удельных сопротивлений для вагонов на подшипниках скольжения и качения выглядят следующим образом:

В этих формулах - нагрузка от оси на рельсы для данной группы вагонов (при вычислении по ним значений , , и подставляются величины q₀, полученные ранее).

Формулу проверки массы состава на трогание с места целесообразнее решить относительно с целью определения наибольшего подъема, на котором заданный локомотив возьмет с места состав рассчитанной массы:

, что является больше, чем , следовательно, заданный локомотив надежно преодолевает максимальный подъем при рассчитанной массе состава Q при трогании с места.

3. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей станции.

Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемо-отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе и длину поезда и сопоставить эту длину с длиной приемо-отправочных путей станций.

Число вагонов в составе грузового поезда:

а) 8-осных

б) 6-осных

в) 4-осных

Длины вагонов принимаются равными: 4-осного - 15 м., 6-осного - 17 м., 8-осного - 20м. Длина заданного локомотива - 33м.

Таким образом общая длина поезда составляет:

Поезд принимается на станции со стандартной длиной приемоотправочных путей 1550 метров.

Предположим, что длина поезда больше длины приёмоотправочных путей (1379 > 1250), то необходимо уменьшить массу состава до величины, ограниченной длиной приёмоотправочных путей:

,

где - количество вагонов определённой осности, на которое нужно уменьшить длину состава, ваг., ваг , ваг.

1250 м

т, округлим полученное значение кратно 50 т, тогда тонн.



Практическая работа № 8

Построение тяговой и удельной тяговой характеристики локомотива

1. Выберем серию электровоза - ВЛ - 80

Тип электровозаВЛ80с

Количество и тип тяговых двигателей12 шт, НБ-418К6

Нагрузка на одну колесную пару электровоза 24 т

Максимальный ток тягового двигателя, А875 A

КривыеF_д(I_д) V(I_д) для ВЛ-80с - заданы

2. Сила тяги Fк в зависимости от величины сцепного веса и коэффициента сцепления определяется по формуле:

F_K.СЦ = 1 000 Рg ш_k (H).

Величина коэффициента сцепления зависит от многих причин -- состояния поверхности рельсов и бандажей, скорости движения, устройства рессорного подвешивания, расположения тяговых двигателей, схемы включения тяговых: двигателей и т. д. Для предварительных расчётов Правилами производства тяговых расчётов установлено среднее значение коэффициента сцепления.

Для обеспечения устойчивости локомотивов против боксования устанавливают так называемый расчетный коэффициент сцепления ш_к, величина которого меньше потенциального ш_о.

Согласно Правилам тяговых расчётов по соответствующей серии локомотива формуле вычислить значения расчётного коэффициента сцепления ш_к для диапазона скоростей (v) 0 - 60км/ч. Результаты расчёта внести в таблицу.

- для электровозов ВЛ60, ВЛ80

В кривых малого радиуса R (менее 500 м) для электровозов всех серий расчетный коэффициент сцепления:

Рассчитать значения касательной силы тяги силы F_к. Результаты расчёта внести в таблицу 2. При расчёте массы локомотива принимать значения приходящейся на ось массы, указанные в таблице 1.

Значение удельной силы тяги локомотива:

f_k =

Значение удельной силы тяги по сцеплению:

f_k =

где Р -- расчетная масса локомотива, 184 т;

Q -- масса состава вагонов, 4900 т;

g -- ускорение свободного падения, 9,81 м/с²



Тяговые характеристики двигателя НБ-418К6 - 12 дв.

I, A	Fкд, Н	Fк, Н	V, км/ч	fк, Н/кН
300	10000	120000	104.2	2,408
400	17400	208800	84.5	4,178
500	24700	296400	74.0	5,948
600	32400	388800	67.4	7,789
700	40400	484800	62.4	9,724
800	48400	580800	58.5	11,648
900	56600	679200	55.5	13,619
1000	64950	779400	52.9	15,625
1100	73600	883200	50.5	17,703
1200	82100	985200	48.2	19,756
1300	90650	1087800	46.1	21,81
1400	100450	1205400	44.1	24,146

Кривую ограничения силы тяги по сцеплению определяем для диапазона скоростей 0 - 60 км/ч, исходя из расчетного коэффициента сцепления.

для электровозов ВЛ80

F_K.СЦ = 1 000 Рg ш_k (H).

Р = 184 т

Определение силы сцепления

V, км/ч	Шк	Шкр	Fк.сц	fк.сц
0	0.34	0.324	613713,6	12,305
10	0.301	0.287	543317,04	10,894
20	0.286	0.272	516241,44	10,351
30	0.275	0.262	496386	9,953
40	0.266	0.253	480140,64	9,627
50	0.259	0.247	467505,36	9,374
60	0.251	0.239	453065,04	9,084

Строим графики.



Практическая работа №9

Характеристика сил, действующих на поезд

В процессе движения, на поезд действуют различные силы, которые различаются по величине и по направлению. В тяговых расчетах рассматриваются только те слагаемые внешних сил, приложенных к поезду, которые направлены вдоль линии движения поезда, так как именно они влияют на поступательное движение поезда по рельсовой колее.

Эти силы можно разделить на управляемые и неуправляемые.

К управляемым силам относятся:

сила тяги тепловоза F_k

тормозная сила поезда B_T.

К неуправляемым силам относятся:

силы сопротивления движению поезда W;

сила инерции.

Равнодействующая сила будет:

F_y = F_k - B_T - W

От соотношения величин и направления действия этих сил зависит характер движения поезда.

Если сила тяги больше сил сопротивления движению, то поезд будет двигаться ускоренно, до тех пор, пока силу тяги не уравновесят силы сопротивления движению. С этого момента поезд будет двигаться с равномерной скоростью.

Если сила тяги меньше сил сопротивления движению, то поезд будет двигаться с замедлением.

В первом случае сила инерции будет препятствовать увеличению скорости, а во втором, и при торможении, - уменьшению скорости движения поезда.

Различают

режим тяги, когда действует сила тяги F_k и силы сопротивления движению W:

F_y = F_k - W

режим выбега при отсутствии сил тяги и торможения, когда на поезд действуют только силы сопротивления движению:

F_y = - W

Режим торможения, когда к силам сопротивления движению прибавляется тормозная сила В_Т:

F_y = - (W + В_Т)

Ускоряющую силу, имеющую отрицательное значение, называют замедляющей силой.

Полные силы, т.е. приложенные ко всему поезду, измеряются в ньютонах (Н) или килоньютонах (кН).

Удельные силы, приходящиеся на единицу веса поезда, измеряются в Н/кН (вес поезда измеряется в килоньютонах, поскольку масса поезда измеряется в тоннах):

удельная сила тяги

f =



удельная тормозная сила

b =

удельное сопротивление движению

w =

где Р -- расчетная масса локомотива, т;

Q -- масса состава вагонов, т;

g -- ускорение свободного падения, м/с²

для них справедливо:

f_y = f - b -w

Сила тяги локомотивов. Сила тяги образуется при взаимодействии колес локомотива с рельсами. Она приложена в точке касания колеса и рельса и поэтому называется касательной силой тяги FK. Сила тяги, кН, не может превысить силу сцепления колеса с рельсом:

F_K = Р_си g ш

где Р_си -- сцепная масса локомотива, т (масса, приходящаяся на движущие оси локомотива);

ш - коэффициент сцепления.

Расчетное значение коэффициента сцепления определяют по эмпирическим формулам в зависимости от скорости: чем больше скорость, тем коэффициент сцепления меньше, так как при возрастании скорости увеличивается проскальзывание колес.

По этой же причине коэффициент сцепления уменьшается в кривых малых радиусов: у электровозов -- в кривых радиусом R < 500 м, у тепловозов -- в кривых R < 800 м. Так, коэффициент сцепления электровозов уменьшается в кривой R = 400 м на 7%, при R -- 300 м -- на 14%. Коэффициент сцепления тепловозов уменьшается в указанных кривых соответственно на 12% и 19%.

Расчетное значение коэффициента сцепления может быть достигнуто лишь при достаточно чистых рельсах, поэтому недопустимо попадание смазки на поверхность головок рельсов. За этим особенно важно следить на станциях и разъездах, где отправляются поезда и нужно обеспечить необходимую силу тяги при трогании поезда с места, и на крутых затяжных подъемах, где также требуется большая сила тяги. Уменьшение коэффициента сцепления может привести к боксованию локомотивов, когда колеса вращаются, а локомотив остается на месте. Это вызывает интенсивный износ рельсов и бандажей колес.

Сила торможения. Формула для определения силы торможения выглядит следующим образом:

F_т = f_тр ? F_н

где f_тр - коэффициент трения между колодкой и колесом,

F_н - сила нажатия тормозных колодок.

Сила нажатия тормозной колодки и коэффициент трения между колодкой и колесом для каждого экипажа рассчитываются отдельно с учетом количества пар трения колодка-колесо.

Сопротивление движению поезда

Основное сопротивление сопровождает движение поезда постоянно.

Основное удельное сопротивление движения локомотивов определяется по формулам:

а) для тягового режима

б) для режима холостого хода

Коэффициенты, которые входят в состав приведенных формул, принимаются согласно справочных таблиц.

Основное удельное сопротивление движения вагонов в зависимости от скорости принимается в виде:

а) для грузовых магистральных вагонов при нагрузках на ось q_o > 6 т

б) для грузовых магистральных вагонов при нагрузках на ось q_o ? 6 т

в) для промышленных вагонов в загруженном состоянии

г) для промышленных порожних вагонов

Коэффициенты, которые входят в эти формулы принимаются согласно справочных таблиц

Дополнительное сопротивление движению поезда

К дополнительному сопротивлению относятся непостоянно действующие факторы.

Дополнительное удельное сопротивление движению от уклона численно равняется самому уклону, который определен в тысячных (‰).

w _i = i.

Если поезд движется на подъем, то уклон берется со знаком «+», а при спусках - со знаком «-».

Дополнительное удельное сопротивление, которое возникает при движении поезда в кривой, определяется в зависимости от радиуса кривой:

а) при R ? 300 м

w _R =

б) при меньших значениях радиуса

w _R =

Формулы (8 - 9) применяются, если длина кривой больше длины поезда. При длине кривой l_R < l_n дополнительное удельное сопротивление от кривой уменьшается пропорционально отношению длины кривой к длине поезда. При спрямлении профиля уменьшение происходит пропорционально отношению длины кривой к длине спрямленного элемента профиля.

При движении поезда происходит вагонами вперед возникает дополнительное сопротивление движению, удельное значение которого может определяться по формуле

w _BB =(0.15 + )* w ₀

Удельное основное сопротивление движению поезда wo определяется как средневзвешенное для локомотива и вагонов



w ₀ =

При движении в режиме холостого хода вместо w_o? в формулу подставляется w?_x .

Если в задании на проектирование указано, что на участке постоянно дуют ветры, то для учета их влияния значение основного удельного сопротивления может увеличиваться на 20 %, то есть в w_B=0,2? w₀

Полное сопротивление движению поезда в тяговом режиме определяется как сумма основного и дополнительных сопротивлений и зависит от скорости поезда и места его расположения.

W = + (P + Q)(w_i + w_R + w_BB + w_B)

L - база экипажа по автосцепкам;

Lb - база по тележкам;

La - половина длины автосцепки.

F_y = F_k - B_T - W

Размещено на Allbest.ru

...