|
Станции
|
Номер элемента
|
Крутизна
уклона, ‰
|
Длина элемента,
м
|
|
Ст. К Ст. А
|
1
|
-1,0
|
1700
|
|
2
|
0,0
|
2000
|
|
3
|
+9,0
|
1000
|
|
4
|
+7,0
|
5300
|
|
5
|
-7,0
|
1800
|
|
6
|
-9,0
|
8000
|
|
7
|
-12,0
|
2500
|
|
8
|
0,0
|
1500
|
|
9
|
+6,0
|
2000
|
|
10
|
0,0
|
1100
|
тяговый расчет поезд состав
Рис.1. Схематическое устройство электровоза
Рис.2 Тяговая характеристика электровоза ВЛ10
Установим
крутизну расчетного подъема
Так как наиболее крутой подъем заданного участка имеет
небольшую протяженность и ему предшествуют "легкие" элементы профиля,
на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть
принят за расчетный, поскольку поезд преодолеет его за счет накопленной
кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем меньшей
крутизны, но большей протяженности.
Для заданного профиля расчетным подъемом будет элемент 4 (рис.1),
имеющий крутизну 
и длину 
м.
Определим
массу состава по выбранному расчетному подъему
Для выбранного расчетного участка подъема массу состава в
тоннах вычисляют по формуле:
,
где 
Н - расчетная сила тяги локомотива; 
т - расчетная масса локомотива; 
- крутизна расчетного подъема; 
м/с2 - ускорение свободного
падения; 
- основное удельное сопротивление
локомотива, Н/кН; 
- основное удельное сопротивление
состава, Н/кН;
Основное удельное сопротивление локомотива, в зависимости от
скорости на режиме тяги подсчитывается по формуле:
,
где 
км/ч - расчетная скорость;
Н/кН.
Основное удельное сопротивление состава с четырехосными вагонами
на роликовых подшипниках рассчитывается по формуле:
,
где 
- масса, приходящаяся на одну колесную
пару 4-хосного вагона, т/ось;
т/ось,
Н/кН,
т.
Выполним
проверку массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов
заданного участка
Число вагонов в составе поезда рассчитывается по формуле:
вагон.
Длина поезда рассчитывается по формуле:
,
где 
м - длина локомотива;
м - длина четырехосного вагона;
м - запас длины на неточность установки поезда.
м.
Проверим возможность установки поезда на приемоотправочных путях
по соотношению:
,
где 
м - длина приемоотправочных путей;
м 
м. Длина поезда меньше длины приемоотправочных путей станции
заданного участка, значит массу состава уменьшать не надо.
Выполним
расчет таблицы и построим диаграмму удельных равнодействующих сил
Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил
составим таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному
пути
для режима тяги 
;
для режима холостого хода 
;
для режима торможения:
при служебном регулировочном торможении 
;
при экстренном торможении 
.
Значение силы тяги 
определяем по тяговой характеристике электровоза (рис.3) а
результат заносим в таблицу 2. Для скорости 
км/ч (при трогании с места) соответствует значение силы тяги 
Н.
Основное удельное сопротивление локомотива определяется по
формуле:
Н/кН,
Н/кН.
Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные
результаты заносим в таблицу 2.
Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:
Н/кН,
Н/кН.
Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные
результаты заносим в таблицу 2.
Основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу
определяется по формуле:
Н/кН,
Н/кН.
Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные результаты
заносим в таблицу 2.
Расчетный коэффициент трения чугунных колодок о колесо
определяется по формуле:
,
.
Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные
результаты заносим в таблицу 2.
Расчетный тормозной коэффициент состава определяется по формуле:
,
где 
кН/ось - расчетные силы нажатия тормозных
колодок на ось вагона при чугунных колодках;
- число осей состава;
оси,
кН/ось.
Удельные тормозные силы поезда определяется по формуле:
Н/кН,
Н/кН.
Остальные значения рассчитываются аналогично. Полученные
результаты заносим в таблицу 2.
Составив таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому
горизонтальному пути, строим диаграммы удельных равнодействующих сил
для режима тяги ;
для режима холостого хода ;
для режима торможения, при служебном регулировочном
торможении . (рис.4)
Решение
тормозной задачи
Определим максимально допустимую скорость движения на
наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах и принятом
тормозном пути.
Полный тормозной путь определяется по формуле:
,
где 
- путь подготовки тормозов к действию, на
протяжении которого тормоза поезда условно принимаются недействующими (от
момента установки РКМ в тормозное положение до включения тормозов поезда);
- действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд
движется с действующими в полную силу тормозами.
Полный тормозной путь 
м., (на спусках более 6‰).
Определим путь подготовки тормозов к действию по формуле:
,
где 
км/ч - скорость в начале торможения;
- время подготовки тормозов к действию. Для автотормозов
грузового типа (для составов длиной 200-300осей):
,
где 
‰ - наиболее крутой спуск;
Н/кН - удельная тормозная сила при начальной скорости торможения (км/ч).
с,
м.
Графическое решение тормозной задачи показано на рис.5.
Решив графически тормозную задачу, мы определили максимально
допустимую скорость движения по наиболее крутому спуску 
км/ч., а также путь подготовки тормозов 
м., и действительный тормозной путь
м.
Определим
скорость и время хода поезда по участкам
Движение поезда от ст. К к ст. А; ограничение наибольшей скорости:
конструктивная скорость грузовых вагонов - 100 км/ч; наибольшая допустимая
скорость поезда по прочности пути - 100 км/ч; конструктивная скорость ВЛ10 -
100 км/ч; наибольшая допустимая скорость по тормозным средствам км/ч (принимаем за максимально допустимую
скорость наименьшую из 4-х)
Время движения поезда в одном скоростном интервале:
,
где 
- начальная скорость выбранного интервала;
- конечная скорость выбранного интервала;
- численное значение равнодействующей удельной силы, приложенной
к поезду при средней скорости интервала.
Расстояние пройденное поездом в одном скоростном интервале:
Первый участок
м; 
.
В интервале скоростей 
км/ч по диаграмме удельных равнодействующих сил (рис.4) в режиме
тяги при средней скорости 5 км/ч
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по спуску (
),
м.
Второй участок
м; 
.
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Скорость достигла максимально допустимой, км/ч, выключаем тяговые двигатели и
продолжаем двигаться на холостом ходу
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по прямому участку (
) 
м.
Третий участок
м; 
.
Включаем тяговые двигатели, т.к. началось движение в подъем
крутизной 
.
При это скорость падает.
км/ч; 
Н/кН;
мин, 
м,
Итого пройденное расстояние по подъему () 
м.
Четвертый участок
м; 
.
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по подъему (
) м.
Пятый участок 
м; 
.
На участке начинается спуск 
, выключаем тяговые двигатели и продолжаем двигаться на холостом
ходу
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по спуску (),
м.
Шестой участок 
м; 
.
Скорость достигла максимально допустимой по тормозам, км/ч, выключаем тяговые двигатели и
производим служебное торможение до
км/ч
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Переходим в режим холостого хода
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Суммируем пройденный путь по спуску, 
м.
Оставшийся путь по спуску, 
м пройдем на холостом ходу со скоростью 70 км/ч, поддерживаемой
регулировочным торможением
м, 
мин,
Итого пройденное расстояние по спуску (
),
м.
Седьмой участок 
м; 
.
Путь по спуску,
м пройдем на холостом ходу со скоростью 70 км/ч, поддерживаемой
регулировочным торможением
м, 
мин,
Итого пройденное расстояние по спуску (
),м.
Восьмой участок 
м; 
.
Т.к. скорость большая то этот участок будем проходить в режиме
холостого хода
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по прямому участку () 
м.
Девятый участок 
м; 
.
Включаем тяговые двигатели, т.к. началось движение в подъем
крутизной 
.
При это скорость падает.
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по подъему (
) 
м.
Десятый участок
м; 
.
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Подъезжая к станции на скорости 
км/ч, производим служебное торможение до 
км/ч
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
км/ч; 
Н/кН;
мин,
м,
Итого пройденное расстояние по прямому участку () 
м.
Результаты расчетов заносим в таблицу 3.
Определим
техническую скорость движения поезда
,
где 
- длина перегона (расстояние от ст. К до
ст. А);
- время хода поезда по перегону заданного участка.
км/ч.
Таблица 3
Сводная таблица результатов расчетов
|
|
Скорост-
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим
|
|
Параметр
|
ной ин-
|
V1
|
V2
|
(fk+ωk-вТ) ср
|
∆ti, мин
|
t=∑∆t,
|
∆Si, м
|
S=∆S, м
|
работы
|
|
элемента
|
тервал
|
Км/ч
|
Км/ч
|
Н/кН
|
|
мин
|
|
|
лок-ва
|
|
|
1
|
0
|
10
|
9,52+1,0=10,5
|
0,48
|
|
40
|
|
Тяга
|
|
|
2
|
10
|
20
|
8,44+1,0=9,5
|
0,53
|
|
130
|
|
Тяга
|
|
S1=1700м
|
3
|
20
|
30
|
7,99+1=9,
|
0,55
|
|
230
|
|
Тяга
|
|
I1=-1,0
‰
|
4
|
30
|
7,57+1=8,6
|
0,58
|
|
340
|
|
Тяга
|
|
|
5
|
40
|
50
|
7,2+1=8,2
|
0,61
|
|
460
|
|
Тяга
|
|
|
6
|
50
|
58
|
6,0+1=7,0
|
0,55
|
3,3
|
500
|
1700
|
Тяга
|
|
S2=2000
м
|
7
|
58
|
60
|
6
|
0,17
|
|
160
|
|
Тяга
|
|
I2=0,0
‰
|
8
|
60
|
70
|
4,5
|
1,11
|
|
1200
|
|
Тяга
|
|
|
9
|
70
|
68
|
-1,8
|
0,56
|
1,84
|
640
|
2000
|
Хол. ход
|
|
S3=1000
м
|
10
|
68
|
60
|
4,72-9=-4,3
|
0,94
|
0,94
|
1000
|
1000
|
Тяга
|
|
I3=+9,0
‰
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S4=5300м
|
11
|
60
|
52,5
|
6,3-7=-0,7
|
5,4
|
5,4
|
5300
|
5300
|
Тяга
|
|
I4=+7,0
‰
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S5=1800м
|
12
|
52,5
|
60
|
(-1,53) +7=5,4
|
0,7
|
|
700
|
|
Хол. ход
|
|
I5=-7,0
‰
|
13
|
60
|
70
|
(-1,7) +7=5,3
|
0,95
|
1,65
|
1100
|
1800
|
Хол. ход
|
|
|
14
|
70
|
60
|
(-18,4)
+9=-9,4
|
0,53
|
|
575
|
|
Торм.
|
|
S6=8000м
|
15
|
60
|
50
|
(-19,32)
+9=-10,32
|
0,48
|
|
445
|
|
Торм.
|
|
I6=-9,0
‰
|
16
|
50
|
60
|
(-1,5) +9=7,5
|
0,66
|
|
610
|
|
Хол. ход
|
|
|
17
|
60
|
70
|
(-1,7) +9=7,3
|
0,68
|
2,35
|
750
|
2380
|
Хол. ход
|
|
|
18
|
70
|
70
|
|
4,28
|
6,63
|
5620
|
8000
|
Х. х.Р. торм
|
|
S7=2500м
|
19
|
70
|
70
|
|
2,14
|
2,14
|
2500
|
2500
|
Х. х.Р. торм
|
|
I7=-12,0
‰
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S8=1500м
|
20
|
70
|
65
|
-1,85
|
1,43
|
1,43
|
1500
|
1500
|
Хол. ход
|
|
I8=0,0
‰
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S9=2000м
|
21
|
65
|
60
|
4,6-6=-1,4
|
1,7
|
|
2000
|
2000
|
Тяга
|
|
I9=+6,0
‰
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22
|
60
|
58
|
-1,57
|
0,64
|
|
580
|
|
Хол. ход
|
|
S10=1100м
|
23
|
58
|
50
|
-19,5
|
0,2
|
|
170
|
|
Торм.
|
|
I10=0,0
‰
|
24
|
50
|
40
|
-21,1
|
0,24
|
|
140
|
|
Торм.
|
|
|
25
|
40
|
30
|
-22,4
|
0,22
|
|
110
|
|
Торм.
|
|
|
26
|
30
|
20
|
-25,2
|
0,2
|
|
60
|
|
Торм.
|
|
|
27
|
20
|
10
|
-29,7
|
0,17
|
|
30
|
|
Торм.
|
|
|
28
|
10
|
0
|
-38,2
|
0,13
|
1,8
|
10
|
1100
|
Торм.
|
|
ИТОГО:
|
|
|
|
|
∑S=
|
25,13
|
∑t=
|
26900
|
|
Построение кривых скорости V=f (S) и времени хода поезда t=f (S) показано на рис.6.
Список
литературы
1.
Осипов С.И., Осипов С.С. "Основы тяги поездов" - М; УМК МПС, 2000.
.
Кононов В.Е. "Подвижной состав и тяга поездов" - М; РГОТУПС, 2000.
.
Методические указания 13/2/5 "Подвижной состав и тяга поездов" - М;
РГОТУПС, 2004.