Теория локомотивной тяги

 

%о.

 

Аналогичным образом произведем расчеты по спрямлению профиля пути и для других намеченных участков. Результаты расчетов оформим в виде таблицы.

 

          Таблица 1.2 – Расчеты по спрямлению профиля пути

 

№ элемента пути	Профиль			План
		%о
1	1250	0	100	-	-	1250
2	550	-3,5	98,08	-	-	2700
3	1550	-4,9	90,48	-	-
4	600	0	90,48	-	-
5	4200	+12,0	140,88	550	900	4200
6	950	0	140,88	500	800	950
7	1400	-14,5	120,58	-	-	1400
8	800	0	120,58	-	-	800
9	1500	+12,7	139,63	-	-	1500
10	600	+4,8	142,51	-	-	600
11	750	+3,2	144,91	700	488,7	750
12	1250	0	144,91	-	-	1250
13	400	-4,0	143,31	850	400	1350
14	600	-4,2	140,79	-	-
15	350	-3,5	139,57	-	-
16	4000	-8,2	106,77	400	1200	4000
17	550	0	106,77	-	-	550
18	650	+2,7	108,52	500	600	950
19	300	+3,0	109,42	-	-
20	1250	0	109,42	-	-	1250

 

№ элемента пути	%о	%о
			туда	обратно
1	Станция А		0	0
2	-4,53	0	-4,53	+4,53
3
4
5			+12,0	-12,0
6			0	0
7			-14,5	+14,5
8			0	0
9			+12,7	-12,7
10			+4,8	-4,8
11			+3,2	-3,2
12	Станция Б		0	0
13	-3,96	+0,24	-3,72	+4,2
14
15
16			-8,2	+8,2
17			0	0
18	+2,79	+0,88	+3,67	+1,91
19
20	Станция В		0	0

2 ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СОСТАВА

 

2.1 Общие положения

 

Определение массы состава производится для решения одной из следующих задач:

- расчет наибольшей (критической)  массы состава, соответствующей  данному локомотиву, плану и профилю  пути (на расчетном подъеме);

- определение массы состава,  соответствующей наибольшей провозной  способности дороги, измеряемой количеством перевезенных грузов в год;

- определение массы состава, соответствующей наименьшей стоимости перевозок.

 

2.2 Определяем величину расчетного подъема

 

Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в выбранном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяги локомотива.

Принимаем расчетный подъем, равный %о.

 

2.3 Определяем массы состава при движении поезда по расчетному подъему с равномерной скоростью

 

Масса состава в этом случае определятся  по формуле

 

 т,        ( 2.1 )

где – расчетная сила тяги, ;

          – основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги, ;

          – основное удельное сопротивление вагонов, ;

          – расчетная масса локомотива, т;

          – ускорение свободного падения, .

 

Определим основное удельное сопротивление  движения локомотива в режиме тяги для звеньевого пути по формуле

 

,                        ( 2.2 )

где – расчетная скорость локомотива,

  

 

Определяем основное удельное сопротивление состава  по формуле

,                    ( 2.3 )

где – доли в составе по массе четырех-, шести- и восьмиосных вагонов,   ;

        – основное удельное сопротивление четырех-, шести- и восьмиосных вагонов.

 

 

Определяем основное удельное сопротивление четырехосных вагонов

 

,       ( 2.4 )

где – масса, приходящаяся на одну ось вагона.

 

Для четырехосных вагонов  т. Основное удельное сопротивление движению шестиосных вагонов определяется по формуле ( 2.4 ).

 

 

 

т.

 

Полученную массу состава для  дальнейших расчетов округляем в  меньшую сторону до значения кратного 50 т. В нашем случае масса состава будет равна т.

 

2.4. Проверка массы состава на  трогание с места на расчетном  подъеме

 

Массу грузового состава проверяем на трогание с места на расчетном подъеме по следующей формуле

т,                     ( 2.5 )

где – сила тяги локомотива при трогании с места,

       – удельное сопротивление состава при трогании с места,

 

Определим удельное сопротивление  состава при трогании с места по формуле

         ( 2.6 )

Для четырехосных вагонов

 

 

Определяем средневзвешенное сопротивление  состава при трогании с места  по формуле (2.6)

 

т.

 

Полученная масса превышает  массу состава, рассчитанную по формуле (2.1), следовательно, тепловоз 2ТЭ116 сможет взять с места состав массой 3550 т на расчетном подъеме.

2.5 Проверка массы состава по длине приемоотправочных путей

 

Длина поезда не должна превышать полезную длину приемоотправочных путей станций на участках обращения данного поезда.

 

Длину поезда определим по следующей  формуле

 

         ( 2.7 )

где – длина состава, м;

      – число локомотивов в поезде, = 2;

      – длина локомотива, .

    

Длину состава определим по формуле

 

          ( 2.8 )

где к – число различных  групп вагонов в составе;

      – число однотипных вагонов в i-й группе;

     – длина вагона i-й группы, м.

 

Число вагонов в i-й группе определим из выражения

 

                      ( 2.9 )

 

где – доля массы состава , приходящаяся на i-ю группу вагонов;

      – средняя масса вагона i-й группы, м.

 

Длина приемоотправочных  путей грузовой станции равна 1250 м.

 

По формуле (2.9) определяем число вагонов в составе:

• четырехосных

;

принимаем ;

• шестиосных

;

принимаем .

 

Определяем длину вагонов:

• четырехосных

;

• шестиосных

;

 

Длина поезда получилась меньше длины приемоотправочных  путей, поэтому для дальнейших расчетов принимаем массу состава 3550 т.

 

2.6. Расчет массы состава с учетом использования кинетической энергии поезда

 

Проверим массу состава  на прохождение коротких подъемов большой  крутизны, с учетом кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках по формуле

 

       ( 2.10 )

где – скорость в конце проверяемого участка, ;

    – скорость поезда в начале проверяемого подъема, ;

     – средняя ускоряющая сила, .

 

Определим удельную касательную силу тяги локомотива.

 

                  ( 2.11 )

 

Для определения силы тяги при средней скорости построим тяговую характеристику локомотива (рисунок 2.1).

 

Среднюю скорость рассматриваемого участка  определим по формуле

 

      ( 2.12 )

 

Таблица 2.1 – Значения тяговой характеристики тепловоза 2ТЭ116

 

0	797500	50	245000
10	667000	58,5	216500
15	626500	70	180000
19,5а	596500	80	158000
24,2р	496000	90	140500
30	409000	100	126500
40	314000

 

Из рисунка 2.1 видно, что  при средней скорости сила тяги локомотива равна .

 

По формуле (2.2) определим  основное удельное сопротивление движения локомотива при скорости .

              

 

По формуле (2.4) определим основное удельное сопротивление четырех- и шестиосных вагонов при той же скорости.

 

 

Определим общее удельное сопротивление  движения поезда по формуле

 

      ( 2.13 )

где – проверяемый подъем крутизной больше расчетного, %о.

 

.

 

.

 

Длина проверяемого подъема ( ) меньше 3806 м, следовательно, этот подъем можно преодолеть за счет кинетической энергии, приобретенной на спусках перед этим подъемом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ УДЕЛЬНЫХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД

 

Удельные ускоряющие силы в режиме тяги рассчитываются по формуле

 

.       ( 3.1 )

 

Удельные замедляющие  силы в режиме холостого хода определяются по формуле

 

                                            ( 3.2 )

 

где – основное удельное сопротивление движения тепловозов на холостом ходу определяется по формуле

                     .                         ( 3.3 )

 

Удельные замедляющие  силы в режиме торможения определяются по формуле

        ( 3.4 )

где для экстренного и для служебного торможений;

      – удельная тормозная сила поезда от действия тормозных колодок, .

 

Удельная тормозная сила поезда рассчитывается по формуле

 

                    ( 3.5 )

где – коэффициент трения колодок о колесо;

       – расчетный тормозной коэффициент поезда.

 

Расчетный коэффициент трения при чугунных колодках определяется по формуле

 

                                                       ( 3.6 )

 

Расчетный тормозной  коэффициент определяется по формуле

 

          ( 3.7 )

где n – число осей в составе;

      – доля тормозных осей в составе, ;

     – расчетная сила нажатия тормозных колодок на ось, .

 

Масса локомотива и его тормозные средства включаются в расчет только при наличии на участке спусков круче 20%о.

 

 

      

             Определяем число осей в составе

 

 

Определим расчетный  тормозной коэффициент