Расчет массы и длины состава грузового поезда

Масса и длина составов грузовых поездов являются важнейшими техни­ко-экономическими показателями, влияющими на пропускную и провозную способность линии, потребность в локомотивах и локомотивных бригадах, расход топлива и электрической энергии и, в конечном счете, - на эксплу­атационные расходы. Определение массы и длины ведется по Правилам тяго­вых расчетов для поездной работы (ПТР).

(2_бр - масса состава грузового поезда в тоннах при движении с равномер­ной скоростью по расчетному подъему определяется по формуле

в^.Ь^р). ₍₅.3)

где Р — касательная сила тяги локомотива при расчетной скорости на руководя-

щем подъеме, кН; Р - расчетная масса локомотива, т; / - руководящий уклон, °/_{

С0д — основное удельное сопротивление локомотива при езде с тягой на звеньевом пути, Н/кН; со о - основное удельное сопротивление вагонов, Н/кН.

Основное удельное сопротивление локомотива и вагонов, возникающее в результате трения колес о рельсы, в движущихся частях подвижного состава, от воздушной среды и ветра, неровностей на поверхности катания рельсов и в кривых участках пути определяются по формуле

<а'_о = 1,9 + 0,01 • У+ 0,0003- V², (5.4)

где: V- расчетная скорость, км/ч (табл. 23 ПТР, 1985).

Основное удельное сопротивление груженых 4-осных вагонов на ролико­вых подшипниках и вагонов рефрижераторных поездов

3 + 0,1- К+0,0025-^

(5.5)

^Юо-О,7+ ^

где: ^₀ - осевая нагрузка вагона, т ■ брутто.

Для груженых 8-осных на роликовых подшипниках

_{= 0 7 +} 6 + 0,038- V +0,0021 ■ V²

(5.6)

та.

Для порожних 4-осных на роликовых подшипниках <о^№₀ = 1+ 0,044 • К+ 0,00024 • V²,

(5.7)

Масса грузового поезда при расчетах округляется в меньшую сторону до 50 т, пассажирского - до 25 т.

Тяговыми расчетами предусматривается проверка полученного значения б_бр на трогание состава с места поездным локомотивом после вынужденной остановки на подъеме. Проверка ведется по формуле

= _(ю ^г+7)._д -^р> " <⁵-⁸>

где /_ктр - касательная сила тяги локомотива при трогании состава с места; ш^ - основ­ное удельное сопротивление троганию с места; /^ - величина подъема, по которому ведется проверка (в учебном курсе ее можно принять равной расчетному подъему /_р),

Т

Проверка массы состава по длине станционных путей выполняется с целью предупреждения затруднений в работе станций из-за выхода состава за пределы полезной длины.

Длина /„, м, поезда составляет

'пП + ИлЧ+Ю. (5-Ю)

где /_с — длина состава, м; А, — длина локомотива, м; л_л - число локомотивов в соста­ве; 10 — допуск на неточность установки поезда в пределах полезной длины, м.

Длина /_с, м, состава зависит от числа вагонов в составе и длины вагонов по осям автосцепки /_в, м:

/_с = 2|я-/_в, (5.11)

где т — число однотипных вагонов, •,... ьы;:*>•,.

чш,

Длина вагонов по осям автосцепки, м:

■ восьмиосный полувагон....................................................................... 20

■ восьмиосная цистерна.......................................................................... 21

■ четырехосный крытый и изотермический.......................................... 15

■ четырехосный полувагон и платформа.............................................. 14

■ четырехосная цистерна, цементовоз, думпкар................................... 12

Если известны масса состава (?_бр и доли а, разных типов вагонов по массе,

то можно определить число вагонов каждого типа:

'и,= ^-'-а„ (5.12)

где д, — средняя масса вагона определенного типа.

Общее число вагонов в составе /и_с = 2 /и,.

Полученное значение длины поезда /_п должно быть проверено по полез­ной длине путей.

Число вагонов в составе при этом должно быть не более:

/и_с"°=^/"""|'"'°, (5.13)

где /_по — полезная длина приемо-отправочных путей, м.

При сравнении т_с и /и™ как результирующее принимается меньшее значение.

Ввиду того, что на каждом участке значения С?_бр разные, для сокращения эксплуатационных расходов, связанных с частыми переломами массы, на на­правлении устанавливается унифицированная масса поезда.

Для получения унифицированной массы поезда строится тонно-километ-ровая диаграмма по перегонам и участкам в целом, с указанием руководящих уклонов, длин перегонов и полученных весовых норм поезда. На основании де­тального анализа этой диаграммы и результатов технико-экономических рас­четов определяется унифицированная масса поезда по всему направлению.

В случае резкого различия масс следует предусмотреть прицепки-отцепки групп вагонов на попутных технических станциях.

Если на направлении пропускается маршрутный вагонопоток, то для маршрутных поездов следует произвести отдельный расчет @_бр. Для этих по­ездов можно предусмотреть более мощный локомотив и организовать поезд­ную работу на длинных участках обслуживания.

В ряде случаев технико-экономические расчеты подтверждают целесооб­разность проведения мер, позволяющих поднять среднюю массу поезда на подразделении, сократить число «ниток» на графике движения, уменьшить число остановок поездов при скрещении на однопутной линии, сократить потребное число поездных локомотивов и бригад, увеличить пропускную и провозную способность линии и т.д.

При недостаточном числе вагонов на целый маршрут рассматривается вопрос о выделении «ядра» и прицепной группы в составе. В этом случае та­кие поезда будут следовать как групповые.

Для безостановочного пропуска маршрутных поездов на графике предус­матриваются специализированные «нитки». Тогда число вагонов т_с в составе поезда рассчитывается по условию трогания поезда с места, т.е.

Ж

Яо • 4

(5.14)

где д_д - средняя нагрузка на ось вагона, т.

Масса и длина отправительских маршрутов и специализированных поез­дов устанавливаются:

■ для внутренних назначений - начальником железной дороги;

■ внутри государственных - железнодорожной администрацией государства;

■ межгосударственных - Дирекцией Совета по железнодорожному транс­
порту государств по согласованию с железнодорожными администрациями.
В исключительных случаях допускается отклонение от установленных

норм в сторону уменьшения длины маршрута не более чем на один физиче­ский вагон.

Вывозные, передаточные и участковые поезда формируются по массе и длине в пределах минимальных и максимальных норм, установленных при­казом начальника дороги.

Сборные поезда и диспетчерские локомотивы отправляются с начальных станций независимо от числа накопившихся вагонов.

Пример. Определить массу поезда и число вагонов в составе на участке А—Б с ру­ководящим уклоном 9 %о> локомотивом 2ТЭ10В. Характер вагонопотока в зависи­мости от нагрузки на вагон и доли типов вагонов:

груженые 4-осные ПВ на роликовых подшипниках: д_х = 72 т, а_х = 0,7;

порожние 4-осные ПВ на роликовых подшипниках: д_: = 22 т, а, = 0,1;

груженые 8-осные ПВ на роликовых подшипниках: д_} = 160 т, ос₃ = 0,2.

Полезная длина приемо-отправочных путей на станциях - 1050 м.

Решение.

_/•„-/>• К'■

*6Р К"+;„)■*

при/_к = 496 кН (табл. 23 ПТР, 1985); К = 23,4км/ч; Р= 276 т; я = 9,81;

ы'_о = 1,9 + 0,01 • У+ 0,0003 • V² = 1,9 + 0,01 • 23,4 + 0,0003 • 23,4² = 2,3 Н/кН.

Основное удельное сопротивление для 4-осных груженых вагонов:

" =07+ 3 + 0,1 У+ 0,0025 ■ V¹ _{= 0} -, 3 + 0,1 ■ 23,4 + 0,0025 ■ 23,4^ ₌, ₀
0,4гр? „» |о ^)^

Основное удельное сопротивление для 4-осных порожних вагонов:

^со

о,4пор

^{= 1+} °.°⁴⁴ ' ^у+ 0,00024 • К-¹ = 1+ 0,044 • 23,4 + 0,00024 • 23,4² = 2,16 Н/кН.

Основное удельное сопротивление для 8-осных груженых вагонов:

- 6 + 0,038- ^+0,0021 ■ V ² = д 7 + ⁶ + 0,038 • 23,4 + 0,0021 ■ 23.4^
9о 8гр 20

Основное удельное сопротивление для всего состава:

' «2 ^{+ а)}0,8гр ' «3 ⁼

= 1,02 • 0,7 + 2,16 • 0,7 + 2,16 ■ 0,1 + 1,1 • 0,2 = 1,13 Н/кН. Масса поезда

п = 496000 - 246(2,3 + 9) • 9,81 _
^⁶Р (1,13+ 9)-9,81

Масса округляется до 4700 т.

Полученная масса проверяется по условию трогания поезда с места.

___ ^кд_____ р т-

О.

Л.

'тр,4 пор 5 + 7

2,33 Н/кН;

<%,8п, = ₂тЬ =1,04Н/кН;

Основное удельное сопротивление всего состава при трогании с места:

со_тр = 1,12 • 0,7 + 2,33 • 0,1 + 1,04 • 0,2 = 1,225 Н/кН. Масса поезда по условию трогания с места на руководящем подъеме:

= 7994 = 7950 т.

^.ер (1,225 + 9) ■ 9,81 О > О

*^тр,бр **бр

Вывод — тепловоз 2ТЭ10В может взять с места поезд массой 4700 т даже на руко­водящем подъеме.

Число вагонов в поезде, исходя из массы поезда ()_6р и средней нагрузки д₀ на ось вагона,составит

Определяем часть длины состава для 4-осных груженых полувагонов: «_4гр=^Р -0,7 =45,71 ваг.

/=45,71' 14 = 639,44 м; для 4-осных порожних полувагонов:

• 0,1 =23,5 ваг.,

/=23,5- 14 = 239,4 м; для 8-осных груженых полувагонов:

^И8П>⁼Ж ' °'^{2 = 5}'^{88 ВЗГ}"

/=5,88'20 = 117,6м.

Общее число вагонов в составе:

т_с = 45,71 + 23,5 + 5,88 = 74,1 ваг. /=639,44 + 329,4 + 117,6 = 1086,44 м. Длина поезда по полезной длине должна составлять:

/5° = /_с + /_л + 10 = 1050 м, фактическая длина поезда составляет:

^ = 1086,44 + 30 + 10 = 1126,44 м, что больше 1050 м, значит, поезд не вместится в пределах полезной длины путей.

Вывод: фактическую длину поезда надо уменьшить на 1126,44 - 1050 = = 76,44 м или на ^ = 5,096 ваг. - 5 ваг.