Тяга поездов

 

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Ростовский Государственный университет

путей сообщения (РГУПС)

 

Кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект по дисциплине

«Тяга поездов»

 

 

 

 

Выполнил:

ст. гр. ДМП-2-017      Лукьянова О.В

 

Принял:

к.т.н., доц.       Шапшал А.С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Ростов-на-Дону

2010 г.

 

 

Реферат

Изм.

 

 

 

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

 

 

33

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

 

 

31

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

ПЗ ДМП 017 04

 Разраб.

Лукьянова О.В

 

 Провер.

Шапшал А.С

 

 

 Н. Контр.

 

 Утверд.

 

 

Тяга  поездов

 

Лит.

Листов

 

РГУПС, кафедра «ЛЛХ»,

гр. ДМП-2-017

Курсовая  работа содержит:_28___ страниц,__3___ таблиц, _3__литературных источника.

 

 

СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ, РАСЧЕТ МАССЫ СОСТАВА, УДЕЛЬНЫЕ СИЛЫ, ТОРМОЗНАЯ  ЗАДАЧА, РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

 

В данной курсовой работе произведено спрямление заданного профиля пути.

По крутизне расчетного подъема, для  заданного типа электровоза и  состава поезда произведен расчет массы  состава.

Осуществлены проверки массы состава  по длине приемо-отправочных путей, на преодоление подъема крутизной  больше расчетного и трогание с места.

Рассчитаны удельные ускоряющие и  замедляющие усилия.

Для определения допустимой скорости движения поезда решена тормозная задача.

Определен расход электроэнергии на тягу поезда.

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ПЗ ДМП 017 04

Содержание

 

Введение 5

1. Спрямление заданного  профиля   пути,  определение  расчетного  и  скоростного  подъема   и  наибольшего  спуска 6

2. Расчет  массы  состава с  проверкой  возможности  преодоления  инерционных  скоростных  подъемов  с  учетом  кинетической  энергии,  на  трогание  с  места  и  по  длине  приемо-отправочных путей станции 9

2.1 Расчет массы состава 9

2.2  Проверки массы состава  с учетом ограничений 11

2.2.1 Проверка  массы  состава   по  длине  приемо-отправочных   путей  станции 11

2.2.2 Проверка  массы  состава  на  возможность   преодоления  встречающегося  на  участке  короткого  подъема   крутизной  больше  расчетного  с  учетом  использования   кинетической  энергии 12

2.2.3 Проверка  рассчитанной  массы   состава на  трогание  с   места  на  заданном  участке 14

3 Расчет  и построение  кривых  ускоряющих  и замедляющих усилий 16

4 Определение максимально допустимой  скорости по расчетному тормозному  нажатию в зависимости от величины  уклона 22

5 Расчет расхода электроэнергии заданным электровозом при следовании по участку и на измеритель выполненной работы 23

6 Расчет времени хода поезда способом равномерных скоростей, сравнение полученных результатов с данными основного способа 24

Заключение 27

Список литературы 28

 

 

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ПЗ ДМП 017 04

Введение

 

Тяговые расчеты – важная составная часть  науки о тяге поездов. С помощью  тяговых расчетов устанавливают  веса составов, скорости и времени  следования поездов, определяют размещение тяговых средств на сети железных дорог, рассчитывают себестоимость  перевозки и т. д.

К основным нормам для тяговых расчетов относятся: данные для определения сопротивлению  движения подвижного состава, силы нажатия  тормозных колодок, коэффициент  сцепления колес локомотивов  и вагонов с рельсами при тяге и торможении, Конструкционные и  допустимые скорости движения, расчетные  значения силы тяги и скорости локомотивов  на подъеме, силы тяги при трогании с места, ограничивающие токи и предельные температуры электрических машин  тепловозов. Эти нормы зависят  от типов подвижного состава, их конструкции  и условий эксплуатации.

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ПЗ ДМП 017 04

1 Спрямление заданного  профиля   пути,  определение  расчетного  и скоростного подъема и наибольшего  спуска

 

Для  повышения  точности  результатов  тяговых  расчетов,  а  также  сокращения  объема  их  и,  времени  на  их  выполнение,  необходимо  спрямить  профиль  пути  заданного  участка.

В  основе  спрямления  профиля  пути  лежит  равенство  механических  работ  на  спрямленном  профиле  и  на  действительном  профиле.

Спрямление  профиля  состоит  в  замене  двух  или  нескольких  смежных   элементов  продольного   пути   одним  элементом,   длина  которого   s_с   равна сумме длин  спрямляемых элементов    ( s₁,  s₂, . . . . , s_n ) т. е.

                      s_С= s₁+s₂+….+s_{n ,}

крутизна  i”_c   вычисляется по  формуле

 

                                         

где  i₁,  i₂,…i_n – крутизна  элементов  спрямляемого  участка.

Чтобы  расчеты  скорости  и  времени  движения  поезда по  участку  были  достаточно  точными,  необходимо  выполнить  проверку  возможности  спрямления  группы элементов  профиля  по  формуле: 

                          

 

где  s_i- длина спрямляемого  участка,  м;

Di – абсолютная  величина разности  между уклоном спрямленного  участка и уклоном проверяемого  элемента, ⁰/₀₀ , т.е.  .

Данной  проверке  подлежит  каждый  элемент  спрямляемой  группы. Чем короче  элементы  спрямленной  группы  и  чем  ближе  они  по  крутизне,  тем  более  вероятно,  что  проверка  их  на  удовлетворение  условию  окажется  положительной.

Кривые  на  спрямленном  участке  заменяются  фиктивным  подъемом,  крутизна  которого  определяется  по  формуле:

 

                                ,

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

ПЗ ДМП 017 04

где  s_крi  и R_i – длина и радиус  кривой  в пределах  спрямленного  участка,  м.

Крутизна  спрямленного  участка  с  учетом  фиктивного  подъема  от  кривой 

                                      i_c=i^’_c+i^”_c.

 

Принимаем  для  движения  туда значения i^’_c    положительным,  а  значения  обратного  движения  i^’_c  отрицательным,  т.е. подъем  становится  спуском.

 Нельзя  спрямлять следующие  элементы:  расчетный  подъем,  крутой  подъем,  наикрутейший  спуск. Площадки  на  перегоне  между элементами  разного знака также нельзя  включать  в спрямление.  Спрямленный профиль должен  сохранять все особенности действительного профиля в смысле  относительного  расположения  повышенных  и пониженных  точек.

 Результаты  расчетов  по  спрямлению  заданного   профиля  пути  сводим  в   таблицу 1.

После  спрямления  профиля  пути  производим  его  анализ  с  целью  выявления  расчетного  подъема,  скоростного  подъема  и  наикрутейшего  спуска.

Расчетным подъемом называют такой подъем,  на  котором устанавливается расчетная скорость, данный  подъем является  наиболее труднопреодолимым элементом профиля пути. Расчетным подъемом будет являться подъем, для которого произведения его длины на величину уклона является наибольшим i_расч= 9,5 ‰ (на основе анализа заданного профиля).

Короткий  подъем крутизной больше расчетного – это такой подъем, при котором i_расч<i_кр,  но протяженность его меньше чем расчетного  и поэтому поезд преодолевает его достаточто легко за счет кинетической энергии, накопленной на предыдущих более легких элементах профиля. i_кр=11,8‰ (на основе анализа заданного профиля).

Крутой  спуск – это самый крутой спуск на заданном участке. Для величины этого спуска проводится решение тормозной задачи с целью определения максимально допустимой скорости на участке. i_спу= -9,0 ‰ (на основе анализа заданного профиля).

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

ПЗ ДМП 017 04

2 Расчет  массы состава с  проверкой  возможности  преодоления  инерционных  скоростных  подъемов  с  учетом  кинетической  энергии,  на  трогание  с  места  и  по  длине  приемо-отправочных  путей станции

 

 

2.1 Расчет  массы состава

 

Расчет  массы  производим  по  формуле

                                   

где  F_кр- расчетная сила  тяги  локомотива, кгс;  равная  для  тепловоза 2ВЛ11 46000 кгс;

значение  расчетной скорости  равно  n_р =46,7 км/ч;

i_р – крутизна  расчетного  подъема, равна 9,5 ⁰/₀₀ (по заданию);

P – расчетная  масса  локомотива, m; равная  для    локомотива 2ВЛ11 184 т;

- основное  удельное  сопротивление   локомотива,  кгс/т;

Основное  удельное сопротивление локомотива зависит  от  скорости  и определяется  по  формуле

 

              =1,9+0,01n+0,0003n² .

=1,9+0,01×46,7+0,0003×(26,7)² =3,02 кгс/т.

- основное  удельное сопротивление   состава в кгс/т, рассчитываем  соответственно  тоже  для расчетной скорости  по  формуле

                   

  

где  a,γ- соответственно  доли  4, и 8-ми осных вагонов в составе по массе заданные  по заданию a=0,6, g=0,4.

            Так же  по заданию определяем  доли  4-х  осных  вагонов  на  подшипниках  скольжения  и качения   a^ск₀₄ =0,08;  a^кач₀₄=0,92.

- основное  удельное  сопротивление  4- х  осных  груженных   вагонов:

при  подшипниках  скольжения

    кгс/т

     при  роликовых  подшипниках

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

ПЗ ДМП 017 04

     кгс/т

 

где  q₀₄, q₀₈- нагрузка  от  оси на  рельсы  в т/ось соответственно 4-х, и 8-ми  осных вагонов равная:

    

       

где q₄,q₈ – масса  брутто  соответственно  4-х и  8-ми  осного вагона,    по  заданию q₄=89 т q₈=172т.

 

 кгс/т

 кгс/т

 

 

Основное  удельное  сопротивление  8-ми  осных  вагонов

 

 кгс/т

 

Основное  удельное  сопротивление  состава

     

=0,6×(0,08×1,51+0,92×1,29)+0,4×1,27=1,28 кгс/т

Масса  состава равна 

 

           

 

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

ПЗ ДМП 017 04

2.2 Проверка  массы   состава  с  учетом  ограничений

 

2.2.1 Проверка  массы  состава   по  длине  приемо-отправочных  путей  станции

 

Чтобы  выполнить  проверку  массы  состава  по  длине  приемо-отправочных  путей,  необходимо  вначале  определить  число  вагонов  в  составе и  длину  поезда.

Число  вагонов  в  составе  поезда:

 

4-осных  

8-осных  

Найдем  массу состава, исходя из полученного  числа вагонов:

 

 

В соответствии с ПТР, полученную  массу  следует округлить  до 50 т. Принимаем значение   массы состава равной  4050 т.

     Найдем  общую  длину  поезда  по формуле: 

 

l_п=20·

+15· + +10, м

l_п=20*9+15*28+33+10=643 м.

 

где  - длина локомотива,  для 2ВЛ11  равна 33 м.