![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
ЗАДАНИЕ. на курсовой проект «Тяговые расчеты»
на курсовой проект «Тяговые расчеты» по дисциплине «Теория тяги поездов»
Студент группы ТПЭ-312 Загребельский Д.А. Исходные данные: 1. Род службы локомотива: грузовой, пассажирский 2. Характеристика состава поезда: 2.1. Вес грузового состава, кН: 10000; 20000; 30000; 40000; 50000; 60000; 80000 2.2. Число пассажирских вагонов: 15, 24, 30 2.3. Расчетный тормозной коэффициент: 0,12; 0,33; 0,4; 0,6; 0,7 3. Характеристика вагонов:
4. Вариант продольного профиля участка пути №______ 5. Длина приемо-отправочных путей станции, м: 850, 1059, 1250 6. Длина пассажирской платформы на участке, м: 400, 500, 650, 750 7. Тип тормозных колодок вагонов: чугунные; композиционные
Задание по учебно-исследовательской части проекта: СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В данном курсовом проекте нам необходимо: 1. Подготовить продольный профиль участка пути для выполнения тяговых расчетов; 2. Выбрать серии и число секций локомотивов для ведения состава поезда заданного веса; 3. Рассчитать значения и построить кривые равнодействующих сил, действующих на движущийся поезд; 4. Определить наибольшие допустимые значения скоростей поезда на участке по наличию тормозных средств и условиям обеспечения безопасности движения; 5. Построить график скорости движения и времени хода поезда на участке (в одно направлении) при продолжительности остановки поезда на промежуточной станции 9 мин; 6. Проверить вес поезда по условиям нагревания обмоток якоря ТЭД одной секции локомотива; 7. Определить общий и удельный расход энергоресурсов локомотивами при ведении поезда по участку; 8. Обосновать выбор типа и серии локомотива для работы на данном участке. 1. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
Основным документом каждой железнодорожной линии является продольный профиль, содержащий данные о расположении ее на местности: план линии, отметки высот точек перелома профиля над уровнем моря, крутизна и длина уклонов, расположение кривых, их радиусы, длины, расположение станций (или остановочных пунктов), переездов, искусственных сооружений. При неизменном режиме работы локомотива и постоянном весе поезда его скорость может изменяться на каждом элементе профиля в зависимости от характера уклона и величины сопротивления движению поезда. В этой связи тяговые расчеты производят для каждого элемента профиля пути в отдельности. В табл. 1 согласно варианту представлен профиль пути Таблица 1 - Профиль пути
Продолжение таблицы 1
В качестве расчетного подъема в данном случае нужно принять элемент +8/3600, так как он является самым трудным для преодоления. Поезд преодолевает подъем небольшой длины (1500 м) и небольшой крутизны (+3,1 ‰), следовательно, перед следующим подъемом, который принят в качестве расчетного, скорость поезда уже будет падать, вследствие чего кинетическая энергия поезда будет недостаточной для преодоления достаточного затяжного (3600 м) подъема "по инерции". При выполнении тяговых расчетов, связанных с движением поезда, число элементов действительного (заданного) продольного профиля пути уменьшают за счет группировки небольших по длине элементов и эквивалентной замене каждой группы элементов профиля одним суммарным. Одновременно все кривые, находящиеся на пути, спрямляют в плане, заменяя их фиктивными подъемами. Помимо сокращения объема вычислений предварительная подготовка профиля (спрямление) в ряде случаев позволяет уменьшить неизбежные погрешности тяговых расчетов. Крутизна уклона суммарного профиля i’c ‰ представляет собой отношение разности отметок высот (Нк – Нн) крайних точек к его длине Sс, увеличенное в 1000 раз где Нк – Нн - разность отметок высоты головки рельса в конце и начале суммарного участка над уровнем моря, м; Sс – суммарная длина спрямляемых элементов профиля, м; ‰ – промилле (тысячная часть числа), т. е. 1‰ = 0,001
При отсутствии отметок высот крутизна суммарного профиля определяется по следующей формуле, ‰: где 1, 2, … n – номера спрямляемых элементов. Для избегания больших погрешностей при тяговых расчетах, например, при определении времени хода поезда по участку, необходимо провести проверку допустимости замены группы элементов действительного профиля одним суммарным. Данная проверка проводится для каждого (i -ого) в отдельности элемента действительного профиля, входящего в спрямляемый участок по формуле, м:
При анализе профиля пути все кривые участки пути заменяют фиктивными подъемами по формуле ‰: а при задании их центральными углами a°: где 1, 2, … j – номера кривых участков пути, находящихся на спрямляемом участке; Sкр – длина кривой в пределах спрямленного участка, м; R – радиус кривой, м; a – центральный угол кривой радиусом Ri, град.
Окончательная крутизна уклона спрямленного участка с учетом кривых (приведенный уклон), ‰: где знак перед
Анализ профиля пути показывает, что возможна группировка и замена суммарным пяти групп элементов: (2, 3, 4), (5, 6), (16, 17), (19, 20) и (22, 23, 24); на элементах под номерами 8, 13, 16 и 21 расположены кривые.
Определяем суммарный уклон без учета кривых для первой группы элементов (2, 3, 4) по (2):
Определяем суммарный уклон без учета кривых для второй группы элементов (5, 6) по (2): Определяем суммарный уклон без учета кривых для третьей группы элементов (16, 17) по (2):
Определяем суммарный уклон без учета кривых для четвертой группы элементов (19, 20) по (2):
Определяем суммарный уклон без учета кривых для пятой группы элементов (22, 23, 24) по (2):
Проверяем по (3) возможность спрямления элементов группы (2, 3, 4) для каждого действительного элемента профиля:
Проверяем по (3) возможность спрямления элементов группы (5, 6) для каждого действительного элемента профиля:
Проверяем по (3) возможность спрямления элементов группы (16, 17) для каждого действительного элемента профиля:
Проверяем по (3) возможность спрямления элементов группы (19, 20) для каждого действительного элемента профиля:
Проверяем по (3) возможность спрямления элементов группы (22, 23, 24) для каждого действительного элемента профиля: Во всех рассмотренных случаях условие проверки выполняет
Определяем величину фиктивного подъема от кривой и величину приведенного уклона для элемента 8 по (4) и (5):
Определяем величину фиктивного подъема от кривой и величину приведенного уклона для элемента 13 по (4) и (5): Определяем величину фиктивного подъема от кривой и величину приведенного уклона для элемента 16 по (4) и (5):
Определяем величину фиктивного подъема от кривой и величину приведенного уклона для элемента 21 по (4) и (5):
Результаты всех расчетов занесем в табл. 2.
Таблица 2 - Расчет спрямления профиля
Продолжение таблицы 2
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА (МАССЫ) СОСТАВА ГРУЗОВОГО ПОЕЗДА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ 2.1.Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда.
Вес состава грузового поезда является одним из важнейших качественных показателей работы железных дорог. Правильный выбор веса состава грузового поезда позволяет снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, наиболее полно использовать мощность локомотивов без снижения надежности их работы в эксплуатации. Превышение весовых норм поездов может вызвать порчи локомотивов в пути следования и, соответственно, привести к нарушению графика движения поездов. Расчетный вес состава грузового поезда Qр определяется исходя из условий полного использования мощности заданной серии локомотива при равномерном движении по расчетному подъему с расчетной скоростью, кН: где Fкр – расчетная сила тяги локомотива (с учетом числа секций) при расчетной скорости vр, Н; Р – расчетный вес локомотива (с учетом числа секций), кН;
iр – крутизна расчетного подъема, ‰ Расчетная масса состава грузового поезда, т где g – ускорение свободного падения, м/с (g = 9,81 м/с)
Для дальнейших расчетов выберем две серии электровозов и одну серию тепловоза. Расчетные параметры грузовых локомотивов приведены в табл. 3
Таблица 3 - Расчетные параметры грузовых локомотивов
Таблица 4 - Расчетные формулы для определения основного удельного сопротивления движению подвижного состава на звеньевом пути
*- шести- и восьмиосные вагоны имеют буксы только с роликовыми подшипниками.
В табл. 5 приведены характеристики составов грузовых поездов согласно выбранным локомотивам
Таблица 5 - Характеристика состава грузового поезда
Согласно табл. 4 определим основное удельного сопротивления движению подвижного состава для тепловоза 2ТЭ116:
Согласно табл. 4 определим основное удельного сопротивления движению подвижного состава для электровоза ВЛ10У:
Согласно табл. 4 определим основное удельного сопротивления движению подвижного состава электровоза ВЛ60К:
По (7) расчетный вес состава грузового поезда для тепловоза 2ТЭ116:
По (7) расчетный вес состава грузового поезда для электровоза ВЛ10У:
По (7) расчетный вес состава грузового поезда для электровоза ВЛ60К:
По (8) расчетная масса состава грузового поезда для тепловоза 2ТЭ116:
По (8) расчетная масса состава грузового поезда для электровоза ВЛ10У:
По (8) расчетная масса состава грузового поезда для электровоза ВЛ60К: 2.2. Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений
Расчетный вес состава грузового поезда, определенный из условия равномерного движения по расчетному подъему с расчетной скоростью, следует уточнить (проверить) по условиям эксплуатации. К числу ограничений веса поезда по условиям эксплуатации можно отнести: длину приемо-отправочных путей станций; возможность трогания поезда с места; перегрев обмоток тяговых электродвигателей локомотивов; прочность автосцепных приборов и ряд других. Также расчетный вес поезда следует проверить на возможность преодоления более крутых подъемов, чем принятый за расчетный, за счет использования кинетической энергии поезда.
2.2.1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда Основная задача проверки – сможет ли локомотив провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля (кроме расчетного подъема) со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда. При этом учитывается то обстоятельство, что локомотив ведет поезд по подъемам в режиме тяги и на движущийся поезд действуют ускоряющие одновременно сила тяги и ранее накопленная им кинетическая энергия. Путь S, который может пройти поезд по проверяемому подъему при работе локомотива в режиме тяги, используя ранее накопленную кинетическую энергию при снижении скорости не ниже расчетной, не должен быть меньше длины данного подъема Sпр, т.е. S ³ Sпр. Расчет длины пути S (м): где n – число i -ых интервалов изменения скорости от начальной vн (можно принять vн = 70 км/ч) до конечной vк (можно принять равной расчетной скорости, т.е. vк = vр) с шагом D v £ 10 км/ч; D vi – заданный интервал (шаг) изменения скорости от начальной vн до конечной vк, т.е. D vi = vкi – vнi; D vср – средняя скорость движения поезда на i -ом интервале ее изменения; rуi – среднее значение удельной равнодействующей силы, действующей на поезд в каждом интервале скоростей D vi , Н/кН: где iпр – крутизна проверяемого элемента профиля, ‰; Fк срi – сила тяги локомотива [Н], соответствующая средней скорости движения vср в i -ом интервале ее изменения, определяемая по внешней тяговой характеристике F=f(v);
Пример расчета по (9) и (10) для одного локомотива, произведенный с помощью ЭВМ, приведены в приложении 1
Результат расчета длины пути S для всех локомотивов: ВЛ10У: S = 3878 м ВЛ60К: S = 4864 м 2ТЭ116: S = 3072 м
Все локомотивы способны провести поезда по проверяемому подъему 2.2.2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов
При расчете величины Qр не учитывалось то обстоятельство, что поезд состоит из конкретного числа вагонов различного типа. Поэтому расчетный вес поезда необходимо уточнить в соответствии с реальным числом вагонов, кН: где mi – масса грузового вагона i -го типа, т ni – число вагонов (целое число) i -го типа в составе поезда где ai – доля веса вагонов i -го типа в составе поезда
Определим число вагонов каждого типа в поезде для тепловоза 2ТЭ116 по (12):
Определим число вагонов каждого типа в поезде для электровоза ВЛ10У по (12):
Определим число вагонов каждого типа в поезде для электровоза ВЛ60К по (12):
Вес поезда для тепловоза 2ТЭ116, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):
Вес поезда для электровоза ВЛ10У, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):
Вес поезда для электровоза ВЛ60К, уточненный в соответтвии с числом вагонов по (11):
2.2.3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции
Длина поезда lп при уточненном весе состава не должна превышать длину приемо-отправочных путей станции (для возможности скрещения, остановки или обгона), т.е. lп £ lст. Длина поезда с учетом допуска на неточность установки поезда 10 м, м: где lв4, lв6, lв8 – длина четырех-, шести-, восьмиосных вагонов по осям автосцепок, соответственно, м (приведена в табл. 6); lл – длина локомотива по осям автосцепок, м (приведена в табл. 3). Таблица 6 - Условная длина некоторых типов вагонов
При невыполнении условия lп £ lст число вагонов (любого типа) в составе и, следовательно, вес грузового состава должны быть уменьшены. Длину приемо-отправочных путей станции можно принять равной 1250 м.
Длина поезда lп с тепловозом 2ТЭ116 во главе по (13):
Длина поезда lп с электровозом ВЛ10У во главе по (13):
Длина поезда lп с электровозом ВЛ60К во главе по (13):
2.4. Определение максимальной крутизны подъема imax, на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса q после остановки. где Fкр – максимальная сила тяги локомотива при трогании (приведена в табл. 3); wтр – удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути, Н/кН: где wтрi – удельное сопротивление при трогании вагона i -го типа, Н/кН.
Удельное сопротивление при трогании для вагонов i -го типа на подшипниках качения: Удельное сопротивление при трогании для 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, Н/кН:
Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) и (17) с тепловозом 2ТЭ116 во главе:
Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) с электровозом ВЛ10У во главе:
Определим удельное сопротивление вагонов поезда при трогании по (16) с электровозом ВЛ60К во главе:
По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с тепловозом 2ТЭ116 во главе:
По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с электровозом ВЛ10У во главе:
По (15) удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути с электровозом ВЛ60К во главе:
Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с тепловозом 2ТЭ116 во главе: На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки
Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с электровозом ВЛ10У во главе: На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки
Определим по (14) максимальную крутизну подъема imax, на котором возможно трогание с места после остановки поезда с электровозом ВЛ60К во главе: На всех участках профиля кроме проверяемого возможно трогание с места поезда уточненного веса Q после остановки
Окончательно масса грузового поезда Мп, с учетом ограничений по условиям эксплуатации, т:
Масса грузового поезда Мп с тепловозом 2ТЭ116 во главе, с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18):
Масса грузового поезда Мп, с электровозом ВЛ10У во главе с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18):
Масса грузового поезда Мп с электровозом ВЛ60К во главе с учетом ограничений по условиям эксплуатации по (18) 3. ВЫБОР СЕРИИ И ЧИСЛА СЕКЦИИ ЛОКОМОТИВОВ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ГРУЗОВОГО ПОЕЗДА ЗАДАННОГО ВЕСА
Необходимая величина силы тяги локомотива для ведения грузового поезда заданного веса по расчетному подъему с расчетной равномерной скоростью может быть определена из следующего выражения, Н: где Q – вес грузового состава поезда, кН; iр – крутизна расчетного подъема, ‰;
где величины
Для начала определим число вагонов каждого типа в поезде по (12) и общий вес грузового состава поезда по (11):
Рисунок 1 - Определение относительного веса состава q по крутизне расчетного подъема iр
Определим длину грузового состава по (13):
Согласно табл. 4 и (20) рассчитаем основное удельное сопротивление движению поезда:
Согласно (19) рассчитаем минимальную силу тяги:
Минимально необходимая для ведения поезда касательная мощность локомотива, кВт:
Минимально необходимая для ведения поезда с расчетной скоростью суммарная (эффективная) мощность секций тепловоза, кВт: где
Минимально необходимая для ведения поезда суммарная мощность секций электровоза (мощность на валах тяговых двигателей в продолжительном режиме), кВт: - постоянного тока - переменного тока где
По величине FKmin или NKmin выбираем по [4] три серии локомотивов с соответствующим числом секций и расчетными параметрами не ниже минимально необходимых. Расчетные параметры выбранных серий локомотивов представлены в табл. 7
Таблица 7 - Расчетные параметры сравниваемых серий локомотивов
4. РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ
Движение поезда складывается из элементов этого процесса, относящихся к трем основным режимам движения: тяги, холостого хода и полного служебного торможения. В исключительных случаях машинист имеет возможность также применить режим экстренного торможения. В соответствии с уравнением движения поезда, равнодействующая удельных сил r в зависимости от режима ведения поезда по прямому горизонтальному пути определяется следующими уравнениями, Н/кН: - режим тяги (ускоряющая сила) - режим холостого хода (замедляющая сила) - режим полного служебного торможения (замедляющая сила) - режим экстренного торможения (замедляющая сила)
Расчеты значений равнодействующих удельных сил, действующих на поезд при его движении, проводятся с помощью [4] и представлены в табл. 8–10 Таблица 8 - Расчет значений удельных равнодействующих сил для электровоза 2ВЛ10У
Продолжение таблицы 8
Таблица 9 - Расчет значений удельных равнодействующих сил для электровоза 2ВЛ80С
Продолжение таблицы 9
Date: 2015-08-06; view: 813; Нарушение авторских прав |