Тяговые расчеты для поездной работы

     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. 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. 

     

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.

     n4 = 0,48* 4350/18,2*4 = 28;

     n8 = 0,52* 4350/16,2*8 = 17;

     lс = (28*14) + (17*21) = 749, м;

     lп = 749 + 1*28 + 10 = 787, м.

     Так как длина приемоотправочных  путей 1250 м, а длина поезда 787 м, то делаем вывод о том, что масса состава рассчитана верно.

 

4. Выбор расчетной массы состава

     Из  двух значений масс состава, полученных выше, для дальнейших расчетов принимается ее наименьшее значение, а именно – 4350 т. 

     

3. Построение  диаграммы удельных результирующих сил поезда

 

       Для получения в дальнейшем кривых движения поезда графическим способом необходимо предварительно рассчитать удельные результирующие силы, действующие на поезд при движении его по прямому и горизонтальному участку пути. При этом удельные результирующие силы поезда рассчитывают и строят на графике в зависимости от скорости движения для всех трех возможных режимов ведения поезда: тяги – fт, выбега – fв, служебного механического торможения – fсл.т.. Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда.

       В тяговом режиме

       fт = fк – wо, (2.14)

     Таблица 2.2 – таблица удельных сил поезда. Сводная

 

      

  

 

     

     в режиме выбега

     fв = – wох, (2.15)

     в режиме служебного механического торможения

     fсл.т. = - (0,5*bт + wох), (2.16)

     где fк – удельная сила тяги, Н/кН;

     wо – удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;

     wох – удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;

     bт – удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.

     В свою очередь

     wо = (mл* w'о + mс* w''о) / (mл+ mс), (2.17)

     wох= (mл* wх + mс* w''о) / (mл+ mс), (2.18)

     fк = Fк / [(mл+ mс)*g], (2.19)

     bт = 1000φкр* υр; (2.20)

     где wх – удельное основное сопротивление движению электровоза при езде без тока, Н/кН;

     Fк – сила тяги электровоза, Н;

     φкр – расчетный коэффициент трения колодок о бандаж;

     υр  – расчетный тормозной коэффициент, 0,33.

     Для всех серий электровозов

     wх = 2,4 + 0,011V + 0,00035V2. (2.21)

     Для чугунных тормозных колодок

     φкр = 0,27(V+100) / (5V+100). (2.22)

     Расчет  значений удельных сил поезда выполняют  для скоростей движения в диапазоне от нуля до конструкционной скорости с интервалом 10 км/ч. В диапазоне скоростей движения от нуля до скорости выхода на характеристику полного возбуждения силу тяги принимают равной силе сцепления. Сопротивление движению локомотива и состава при скоростях 0…10 км/ч принимают неизменным и равным его величине при скорости движения V = 10 км/ч.

     V = 10 км/ч: φкр = 0,27(10+100) / (5*10+100) = 0,20;

     wх = 2,4 + 0,011*10 + 0,00035*102 = 2,55,Н/кН;

     bт = 1000*0,198* 0,33=65,34 Н/кН;

     fк = 500000 / [(184+ 4350)*9,81] = 11,24 Н/кН;

     wох= (184* 2,55 + 4350* 0,97) / (184+ 4350) = 1,09, Н/кН;

     wо = (184* 1,9 + 4350* 0,97) / (184+ 4350) = 1,06,Н/кН;

     fт = 11,24 – 1,06 = 10,18, Н/кН;

     fв = – 1,09, Н/кН;

     fсл.т. = - (0,5* 65,34 + 1,09) = - 33,76, Н/кН.

     Полученные  данные заносятся в таблицу 2.2, по данным граф 11, 16 и 17 строится диаграмма удельных результирующих сил поезда (приложение А). 

     

4. Определение допустимых скоростей  движения поезда на спусках

 

     Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках производится с целью  недопущения проследования поездом  участков пути, имеющих спуски, со скоростями движения, превышающими допустимые значения по тормозным средствам поезда. Такая задача называется тормозной задачей и решается путем расчета режима экстренного торможения поезда, когда по заданным значениям тормозного пути Sт, профиля пути iс и тормозным средствам поезда bт определяется максимально допустимое значение скорости начала торможения Vнт.

     Тормозной путь Sт, м, имеет две составляющие

     Sт = Sп + Sд, (2.23)

     где Sп – подготовительный тормозной путь, м;

     Sд – действительный тормозной путь, м.

     Путь  Sп, пройденный поездом за время подготовки тормозов к действию, находится по формуле

     Sп = 0,278* Vнт*tп, (2.24)

     где Vнт – скорость движения поезда в момент начала торможения, км/ч;

     tп – время подготовки тормозов к действию, с.

     В зависимости от количества осей в грузовом составе находят время. Количество осей в составе определяется по формуле

     No = 4n4 + 8n8, (2.25)

     No = 4*28 + 8*17 = 248;

     tп = 10 – 15*iс / bт, (2.26)

     При V= 10 км/ч tп = 10 – 15*(-11) / 65,34 = 12,5, с;

     Sп = 0,278* 10*12,5 = 35, м.

     Зависимость действительного тормозного пути от скорости начала торможения Sд(Vнт) определяют путем решения графическим методом основного уравнения движения поезда в режиме его экстренного торможения, когда удельная равнодействующая сила поезда fэкст.т равна

     fэкст.т = - bт – wox. (2.27)

     При V= 10 км/ч fэкст.т = - 65,34 – 1,09 = - 66,42, Н/кН.