--PAGE_BREAK--
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 ‰
4. Определение массы состава по расчётному подъёму
Масса состава по расчётному подъёму определяется с точностью до 50 тонн по формуле:
, (4.1)
где FK– расчётная сила тяги для данного локомотива, FK=50600 кгс; P– расчётная масса локомотива, P=274 т; — основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги; — основное удельное сопротивление движению состава (гружёных вагонов); – расчётный подъём, =7‰.
Осевая нагрузка рассчитывается по формуле:
, (4.2)
где qбр– средняя масса брутто вагонов, nj– осность вагонов.
, .
Основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов следует определять по нижеприведённым формулам для расчётной скорости движения.
;
;
, (4.3)
где , , и – весовые доли в составе соответствующих вагонов, , ;
,,
.
Тогда т, округлим полученное значение кратно 50 т, тогда тонн.
5. Проверка найденной массы состава
5.1. Проверка найденной массы состава на преодоление кинетического подъёма
Длину пройденных отрезков пути определяют по формуле:
, (5.1)
где vкjи vнj– скорость поезда в конце и начале задаваемого интервала скорости на проверяемом кинетическом подъёме, км/ч; – средняя удельная равнодействующая сила, приложенная к поезду в пределах выбранного интервала скорости, Н/кН.
Удельная сила тяги определяется выражением:
, (5.2)
где FK– сила тяги, определяемая по тяговым характеристикам для средней скорости интервала , кгс.
Удельная замедляющая сила находится по формуле:
, (5.3)
где и – основные удельные сопротивления движению локомотива и состава, определяемые для средней скорости интервалов, Н/кН; — кинетический подъём, ‰.
1) км/ч, км/ч, км/ч, Fк = 16800 кгс.
,
,
,
,
,
,
м.
2) км/ч, км/ч, км/ч, Fк = 19200 кгс.
,
,
,
,
,
,
м.
3) км/ч, км/ч, км/ч, Fк = 22800 кгс.
,
,
,
,
,
,
м.
4) км/ч, км/ч, км/ч, Fк = 27600 кгс.
,
,
,
,
,
,
м.
Отрезки пути, полученные за время снижения скорости в каждом интервале, просуммируем и сравним с длиной кинетического подъёма:
; (5.4)
2100≤708.08+660.88+618.41+576.14=2563,51– условие выполняется.
Вывод: поезд с локомотивом серии 2ТЭ116 и массой состава тонн преодолевает кинетический подъём крутизной ‰ и длиной при изменении скорости от км/ч до км/ч.
5.2. Проверка найденной массы состава по длине приёмо-отправочных путей
Длина поезда не должна превышать полезной длины раздельных пунктов на участках обращения данного поезда (с учётом допуска 10 м на неточность установки поезда), то есть
. (5.5)
Приёмоотправочный путь по длине выбираем наименьшим из первого и последнего элементов заданного профиля; м.
Длина поезда определяется из выражения
, (5.6)
где – длина состава, м; – число локомотивов, ; – длина локомотива, м.
Длина состава равна:
, (5.7)
где – число однотипных вагонов в составе; – длина вагонов соответствующего типа, м, м (берём полувагоны).
Количество вагонов по типам определяется по формуле
, (5.8)
где – средняя для однотипной группы масса вагона, т, т; – доля (по массе) однотипных вагонов в составе.
ваг.,
ваг., принимаем вагонов;
м;
м.
Так как длина поезда больше длины приёмоотправочных путей (1070>900), то необходимо уменьшить массу состава до величины, ограниченной длиной приёмоотправочных путей:
, (5.9)
где – количество вагонов определённой осности, на которое нужно уменьшить длину состава, ваг., ваг.
т, округлим полученное значение кратно 50 т, тогда тонн.
Вывод: поезд массой т с локомотивом 2ТЭ116 размещается на приёмоотправочном пути длиной м.
5.3. Проверка найденной массы состава на трогание поезда с места
Одним из трудных режимов работы локомотива, когда используется его полная мощность и максимальные токи в тяговых двигателях, является трогание на остановочных пунктах (станциях).
Масса состава при трогании определяется по формуле
, (5.10)
где – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс; – удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), Н/кН; – крутизна элемента одной из станций (в сторону движения), наиболее трудного при трогании, ‰.
Удельное сопротивление движению определяется по формуле
, (5.11)
где – удельное сопротивление движению при трогании поезда с места для 4-осных вагонов, Н/кН; – удельное сопротивление движению при трогании поезда с места для 8-осных вагонов, Н/кН.
(5.13)
; ;
;
т.
Сравним массу состава с массой :
25372,7> 4900, то есть выполняется условие: .
Вывод: трогание поезда с места с массой состава т с локомотивом 2ТЭ116 возможно.
продолжение
--PAGE_BREAK--6. Расчёт и построение диаграмм удельных равнодействующих сил
Уравнение движения поезда определяет связь в дифференциальной форме между массой состава, его скоростью, временем движения и действующими на поезд силами. Поезд рассматривается как материальная точка и все действующие на него силы считаются приложенными к ободу колёс в месте опоры их на рельсы. Для облегчения вычислений уравнение движения поезда представляют в так называемых удельных единицах.
, (6.1)
где 0 – соответственно удельные силы тяги, сопротивления и тормозная, Н/кН; 0 – коэффициент, соответствующий ускорению единицы веса поезда при действии на него одной тонна-силы, км/ч2 (например, для грузовых поездов км/ч2).
При движении на поезд действуют сила тяги , сила сопротивления движению в режиме тяги , сила сопротивления движению в режиме холостого хода и тормозная сила , Н.
Для решения уравнения движения поезда и построения кривой скорости от пути графическим методом необходимо иметь диаграммы (кривые) равнодействующих ускоряющих и замедляющих сил в названных режимах ведения поезда по прямому горизонтальному участку пути, а именно:
диаграмму – удельной равнодействующей ускоряющей силы при движении в режиме тяги;
диаграмму – удельной замедляющей силы в режиме холостого хода;
диаграмму – удельной замедляющей силы в режиме служебного регулировочного торможения;
диаграмму – удельной замедляющей силы в режиме экстренного торможения;
7. Определение максимальной скорости движения по спускам
По условиям безопасности движения любой поезд, независимо от крутизны спусков, имеющихся на участке, должен быть остановлен на расстоянии, равном длине расчётного (полного) тормозного пути.
Величина полного тормозного пути STнормируется МПС и составляет:
при скорости грузового поезда до 80 км/ч Sт=1000 м – для спусков крутизной до ‰включительно и Sт=1200 м – для спусков крутизной ‰.
Аналитически полный тормозной путь определяется выражением
Sт = Sп+ Sд, (7.1)
где Sп– путь подготовки тормозов к действию, зависящий от начальной скорости торможения (км/ч) и времени подготовки тормозов к действию (с), м; Sд– действительный путь, проходимый поездом при действующих тормозах, м.
Путь подготовки тормозов к действию рассчитывается по формуле
. (7.2)
Время подготовки тормозов к действию зависит от величины удельной тормозной силы при , числа осей в составе, крутизны спуска и определяется по эмпирическим формулам:
для грузовых составов с числом осей 200…300
, (7.3)
где – крутизна уклона, на котором производится торможение, ‰.
Для км/ч:
если , то с, м;
если ‰, то с, м;
если ‰, то с, м;
если ‰, то с, м.
Для км/ч:
если , то с, м;
если ‰, то с, м;
если ‰, то с, м;
если ‰, то с, м.
Для обеспечения своевременного торможения в практике требуется знать максимально допустимую скорость движения поезда на спусках различной крутизны. Допустимые скорости начала торможения определяются графическим способом, сущность которого заключается в построении зависимости допустимой скорости начала торможения от крутизны спуска: .
Для построения зависимости на листе миллиметровой бумаги строим в ранее принятом масштабе кривую экстренного торможения и кривые зависимости скорости начала торможения от длины тормозного пути для различных спусков.
В координатах и с помощью кривой строим кривые для спусков , , и ‰. На оси фиксируем точку-полюс М, численная величина которой соответствует крутизне выбираемого спуска. Далее на кривой находим средние удельные силы при экстренном торможении для средних точек интервала (например, точка 1 – для интервала скоростей от 0 до 10 км/ч). После этого прикладываем линейку так, чтобы её ребро проходило через точкии 1. К ребру линейки прикладываем прямоугольник, второй катет которого должен проходить через начало координат, и чертим отрезок 0А от точки до верхнего интервала скорости (км/ч). Дальнейший процесс построения аналогичен описанному и продолжается до скорости, равной конструктивной скорости локомотива.
Подобным образом строим кривые ля спусков , и ‰, при этом точка-полюс М для каждого спуска перемещается правее начала координат на 4, 8, 12 единиц.
Чтобы определить допустимую скорость начала торможения на каждом из выбранных спусков от вертикальных линий, соответствующих Sт=1000 м и Sт=1200 м, слева направо откладываем вычисленные Sпна уровне скоростей км/ч и км/ч. Прямая , проведённая через эти точки, пересекает кривую при ‰ в точке N
, численная величина которой равна допустимой скорости начала торможения. Поступая аналогичным образом, получим для остальных спусков точки N
4
,
N
8
,
N
12
.
Получив допустимые скорости начала торможения на выбранных спусках, их значения переносим в виде точек . Затем, проведя через точки и , а также через и прямые. Получим графики для Sт=1000 м и Sт=1200 м. На этих прямых при ‰ проводим границу.
Таким образом, график даёт возможность определить наибольшую допустимую скорость начала торможения на любом спуске.
8. Построение кривых скорости, времени и тока
8.1 Построение кривой скорости
Кривая скорости строится методом МПС с использованием диаграмм удельных ускоряющих и замедляющих сил в режиме тяги – по кривой , в режиме холостого хода – по кривой и в режиме служебного торможения – по кривой .
При построении зависимости необходимо обязательно учитывать:
режим движения поезда (тяга, холостой ход или торможение);
характер изменения скорости движения поезда в зависимости от профиля пути, то есть крутизны уклонов;
положения точки-полюса на оси удельных ускоряющих и замедляющих сил.
Режим движения выбираем в зависимости от необходимости увеличения или уменьшения скорости и возможных её ограничений. Например, при отправления поезда со станции, то есть для увеличения скорости или для преодоления элементов профиля пути, имеющих большую крутизну подъёма, применяется режим тяги.
Режим холостого ходаиспользуется обычно в случаях, когда дальнейшее использование режима тяги сопровождается увеличением скорости движения поезда выше допустимой, а также перед включением и после выключения тормозов, то есть до и после включения режима тяги.
Режим торможения используется при снижении скорости или при необходимости остановки поезда. В любом случае интервал изменения скорости при построении зависимости не должен превышать 10 км/ч.
Допустимая скорость движения ограничивается состоянием пути, тормозными средствами поезда, конструкцией локомотива и вагонов. В курсовой работе за максимально допустимую скорость движения по состоянию пути принимается скорость, равная 80 км/ч. Величина допустимой скорости на спусках определяется при выполнении раздела 7.
Положение точки-полюса на оси удельных ускоряющих и замедляющих сил определяется величиной уклона рассматриваемого элемента профиля пути. Например, если элемент профиля пути расположен на подъёме ‰, то положение точки-полюса откладывается на 1.5 единиц влево от оси скорости.
В начальный момент времени поезд отправляется в режиме тяги отправляется со станции А, его начальная скорость равна 0 км/ч. Следовательно, начальная точка кривой скорости известна – она находится в начале оси станции А. Затем на оси скорости диаграмм удельных ускоряющих и замедляющих усилий принимаем интервал изменения скорости движения поезда от км/ч до км/ч. Значение середины интервала км/ч проецируем на кривую удельной ускоряющей равнодействующей силы в режиме тяги и фиксируем точку С1. При этом считается, что при изменении скорости поезда в интервале от до ускоряющая сила постоянна и соответствует среднему значению скорости.
Далее на оси фиксируем точку (полюс) М1, численная величина которой равна крутизне первого элемента профиля пути, то есть – 1.5 единицы справа от оси скорости. Через полученные точки С1 и М1 проводим прямую линию, перпендикуляр к которой переносим в точку, и чертим линию до уровня км/ч и фиксируем точку 1, соответствующую этой скорости. Таки образом, построен первый отрезок 0-1 кривой скорости . Дальнейший процесс построения кривой аналогичен.
Для построения кривой при движении поезда в режимах холостого хода и торможения используем кривые и соответственно. Режим движения поезда обозначим на кривой : хх – движение в режиме холостого хода, т – в режиме торможения.
8.2 Построение кривой времени
Построение кривой времени выполняем с использованием кривой скорости . Для определения времени хода на каком-либо отрезке, например, 0-1 берут на кривой скорости отрезок 0-1 и середину его проецируют на ось времени . Полученную на оси точку соединяем линией с началом координат оси . Перпендикуляр к полученной линии переносим в начало оси станции А и проводим отрезок . Причём точка должна находиться на вертикальной проекции точки 1 кривой . Далее, поступая аналогично, строим кривую до конца заданного участка.
Время движения в минутах на любом отрезке пути определяется как разность ординат кривой времени в конце и начале этого отрезка.
8.3 Построение кривой тока
Кривая тока , как функция тока от пройденного поездом пути, необходима для расчёта нагревания обмоток электрических машин локомотивов, а также для определения расхода электроэнергии на тягу поездов электроподвижным составом. Кривая тока , как функция тока от пути, строится только в режиме тяги с использованием кривой и токовых характеристик локомотивов.
Методика построения кривой тока сводится к следующему. НА кривой скорости определяем значение скорости движения поезда. По токовой характеристике [1] находим величину тока, соответствующую скорости. На вертикальных линиях, проходящих через точки перелома кривой скорости, в принятом масштабе наносим точки, соответствующие величинам токов, найденных по токовым характеристикам. Полученные точки соединяем отрезками прямой линией, которая образует кривую тока .
При построении кривой тока главного генератора тепловоза также учитываем переключения рукоятки контроллера машиниста с позиции на позицию; на кривой тока главного генератора обозначается этот переход с позиции на позицию.
Построение кривой тока ведётся только при движении поезда в режиме тяги. В режимах холостого хода и торможения ток отсутствует, и кривая обрывается до нуля, и там, где вновь включается режим тяги, ток соответствует скорости движения локомотива.
продолжение
--PAGE_BREAK--