Тяговые расчеты поездной работы

Цель расчетно-графической работы – выполнить тяговые расчеты поездной работы на электрифицированном участке в соответствии с заданными исходными данными, овладеть методами выбора режима ведения поезда, а также анализа результатов тягового расчета.
Основные задачи расчетно-графической работы:
1) выполнить тяговые расчеты;
2) провести анализ спрямленного пути участка;
3) провести расчеты удельных сил, действующих на поезд при движении;
4) Выбрать режимы ведения поезда в зависимости от действующих условий;
...

Содержание
Введение 3
1 Исходные данные и задание на расчетно-графическую работу 5
1.1 Общие данные 5
1.2 Индивидуальные исходные данные 6
1.3 Задание на тяговый расчет 8
2. Определение основных технических данных локомотива 9
2.2 Определение расчетной массы состава 12
2.2.1 Расчет массы состава 12
2.2.2 Проверка массы состава по условию трогания с места 13
2.2.3 Проверка массы состава по размещению на станционных путях 14
2.2.4 Выбор расчетной массы состава 16
2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда 16
2.4 Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках 15
2.5 Построение кривых движения поезда 17
Список использованной литературы 16

 

В теории тяги изучают управляемое движение поездов. При этом поезд рассматривают как управляемую систему, функционирующую в условиях переменных возмущающих воздействий внешней среды, наложения внутренних и внешних удерживающих связей и нормативных ограничений ее управляющих воздействий.
В тяге поездов принято считать, что локомотив и вагоны, связанные между собой автосцепками, движутся в пространстве и времени как единое целое – как система, не имеющая никаких других движений, кроме управляемого.
Очевидно, что автосцепки являются внутренними, а рельсы – внешними удерживающими связями, определяющими траекторию движения и направление сил, воздействующих на управляемое движение поезда.
Расчетную часть теории тяги поездов называют тяговыми расчетами.
Тяговые расчеты используются для разработки графика движения поездов, изыскания и проектирования железных дорог, расчетов в области экономической эффективности перевозок.
В данной расчетно-графической работе рассчитываются важнейшие задачи по тяговым расчетам, которые являются основным расчетным инструментом в деле рационального функционирования, планирования и развития железных дорог: определение расчетной массы состава, построение диаграммы удельных результирующих сил поезда, определение допустимой скорости движения поезда на спусках, построение кривых движения поезда на участке.

1.3.2 Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим использованием тяговых свойств электровоза и допустимых скоростей движения поезда по участку с целью получения наименьших значений перегонных времен хода.1.3.3 В содержании работы должны быть отражены решения следующих вопросов:1) анализ заданного профиля пути;2) определение расчетной массы состава;3) построение диаграммы удельных результирующих сил поезда;4) Построить зависимости V(S) и t(S) при движении поезда по участку с расчетной массой состава и оценить полученные результаты:по значениям технической и участковой скоростей движения;по режиму проследования расчетного подъема.2. Определение основных технических данных локомотиваОсновные технические данные локомотива серии ЧС2Т:сила тяги при трогании с места Fк тр = 302,0 кН;расчетная сила тяги Fк р = 264 кН;расчетная скорость движения Vр = 80,2 км/ч;конструкционная скорость движения Vк = 160,0 км/ч;масса локомотива mл = 120 т;длина локомотива lл = 19,0 м.Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению Fсц, кН:Fсц = 9,81* mл*ψк, (2.1)где mл – масса локомотива, т;ψк – расчетный коэффициент сцепления:ψк = a +b100*c+d*V-f*V (2.2)a=0,2571, b=0,1262, с=0,0258,d=0,1997,f=0,0005 Vp = 80,2 км/ч: ψк = 0,2571 + 0,1262/(100*0,0258+0,1997*80,2)-0,0005*80,2 = 0,2238,Fсц = 9,81* 120*0,2238 = 263,46 кН; Таблица 2.1 – Ограничение тяговой характеристики локомотива серии ЧС2Т по сцеплению  abcdfмасса локомотиваψкF сцепл00,25710,12620,02580,19970,00051200,306015360,241100,25710,12620,02580,19970,00051200,279673329,231200,25710,12620,02580,19970,00051200,266297313,485300,25710,12620,02580,19970,00051200,256824302,333400,25710,12620,02580,19970,00051200,249042293,172500,25710,12620,02580,19970,00051200,242144285,052600,25710,12620,02580,19970,00051200,235766277,544700,25710,12620,02580,19970,00051200,229721270,42880,20,25710,12620,02580,19970,00051200,223786263,441Тяговую характеристику локомотива серии ЧС2Т Fк(V) и ее ограничение Fсц(V) (рисунок 2.1) строим на миллиметровой бумаге в удобном для пользования масштабе.Рисунок 2.1 - Тяговая характеристика локомотива2.2 Определение расчетной массы состава2.2.1 Расчет массы составаРасчетную массу состава m с р, т, определяют по мощности локомотива из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме V = Vр:mс кр = (1000*Fкрg) – mл (w'o + ip)w"o + ip, (2.3)где Fкр – расчетная сила тяги, Н;g – ускорение свободного падения, м/с2;w'o – удельное основное сопротивление движению электровоза при езде под током, Н/кН;ip – расчетный подъем, ‰;w''o – удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.Величину w'o рассчитывают по формулеw'o = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2, (2.4)w'o = 1,9 + 0,01*80,2 + 0,0003*80,2 = 2,7261 Н/кН,где V – скорость движения, км/ч.Для состава, сформированного из плацкартных и купейных вагонов, величину w''o рассчитывают по формулеw''o = αпл* w ''o пл+αл* w ''o к, (2.5)где w ''o пл – удельное основное сопротивление движению плацкартных вагонов, Н/кН; w ''o к– удельное основное сопротивление движению купейныхвагонов, Н/кН.Удельное основное сопротивление движению груженых плаццкартных и купейных вагонов определяют по формулам:w ''o пл(к)=0,7+8+0,18V+0.003*V2m0пл(к) (2.6)w ''o пл=0,7+8+0,18*80.2+0.003*80,2220,1=2,78 Н/кНw ''o к=0,7+8+0,18*80.2+0.003*80,2216,1=3,29 Н/кНw''o = 0,45* 2,78+0,55* 3,29=3,06 Н/кН mс кр = (1000*2649,81) –120(2,7261 + 9)3,06+ 9,0=2100 т.2.2.2 Проверка массы состава по условию трогания с местаМасса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы mс тр, полученной по формуле:mс тр = 1000*Fктрgwтр + iтр– mл, (2.8)где mс тр – масса состава при трогании с места, т;Fк тр – сила тяги при трогании с места, Н;wтр – удельное основное сопротивление при трогании с места, Н/кН;iтр – уклон участка пути, на котором происходит трогание поезда с места, ‰. Удельное основное сопротивление движению при трогании поезда с места для вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле:wтрi =28moi + 7, (2.9)где moi – масса, приходящаяся на ось вагона i – того типа,т.Для состава из купейных и плацкартных вагонов wтр определяют по выражению:wтр пл =2820,1 + 7=1,03 Н/кНwтр к =2816,1 + 7=1,21 Н/кНw''o = αпл* w плтр +αл*w куптр =0,45*1,03+0,55*1,21=1,13 Н/кН mс тр = 1000*3029,811,13 + 0– 120=27123 т< 27123 => mс кр < mс тр, то есть условие выполняется.2.2.3 Проверка массы состава по размещению на станционных путяхДлина поезда не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на установку поезда).Длина поезда lп, м, определяется по формулеlп = lс + nл*lл + 10, ( 2.10)где lс – длина состава, м;nл – количество локомотивов;lл – длина локомотива, м.Длина состава определяется по формулеlс = ∑(ni*li), (2.11)где ni – количество вагонов i-того типа в составе;li – длина вагона i-того типа, м. Принять l4 = 14м, l8 = 21м.Количество вагонов определяется по выражениюni = αi*mcmi (2.12)где αi – доля вагонов i-того типа (по массе);mi – масса одного вагона i-того типа, т. Определяется по числу осей и массе, приходящейся на ось.nпл = 0,45* 2100/20,1*4 = 12;nкуп = 0,55* 2100/16,1*4 = 18; lс = (12*25) + (18*25) = 750 м;lп = 750 + 1*19 + 10 = 779 м.Так как длина приемоотправочных путей 1500 м, а длина поезда 787 м, то делаем вывод о том, что масса состава рассчитана верно. 2.2.4 Выбор расчетной массы составаИз двух значений масс состава, полученных выше, для дальнейших расчетов принимается ее наименьшее значение, а именно – 2100 т.2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда Для получения в дальнейшем кривых движения поезда графическим способом необходимо предварительно рассчитать удельные результирующие силы, действующие на поезд при движении его по прямому и горизонтальному участку пути. При этом удельные результирующие силы поезда рассчитывают и строят на графике в зависимости от скорости движения для всех трех возможных режимов ведения поезда: тяги – fт, выбега – fв, служебного механического торможения – fсл.т.. Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда. В тяговом режиме fт = fк – wо, (2.13)Таблица 2.2 – таблица удельных сил поезда. СводнаяV, км/чw'o, Н/кНw''o4, Н/кНw''o8,Н/кНw''o,Н/кНφкрbт,Н/кНtn, cSn, мwx,Н/кНwox, Н/кНFэкст.т.,Н/кНwo, Н/кНFк,Н/кНfк,Н/кНfт,Н/кНfсл.торм.,Н/кН123456789101112131415161702,030,931,111,020,27089,1011,8502,551,09-90,261,06596,013,4012,39-45,58102,030,931,111,020,19865,3412,53352,551,09-66,421,06500,011,2410,18-33,76202,221,031,171,100,16253,4613,09732,761,17-54,631,15480,510,809,66-27,90302,471,151,261,210,14046,3313,561133,051,28-47,611,26471,510,609,34-24,45402,781,301,371,340,12641,5813,971553,401,42-43,001,40467,510,519,11-22,2143,32,901,361,411,390,12240,3414,091703,531,48-41,821,45466,010,489,03-21,65503,151,481,511,500,11638,1914,321993,831,59-39,781,56280,06,304,73-20,69603,581,691,681,680,10835,6414,632444,321,79-37,431,76143,03,221,45-19,61704,071,921,871,900,10233,6614,902904,892,02-35,681,9889,02,000,02-18,85804,622,182,092,130,09732,0815,143375,522,27-34,352,2362,01,39-0,84-18,31 в режиме выбегаfв = – wох, (2.15)в режиме служебного механического торможенияfсл.т. = - (0,5*bт + wох), (2.16)где fк – удельная сила тяги, Н/кН;wо – удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;wох – удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;bт – удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.В свою очередьwо = (mл* w'о + mс* w''о) / (mл+ mс), (2.17)wох= (mл* wх + mс* w''о) / (mл+ mс), (2.18)fк = Fк / [(mл+ mс)*g], (2.19)bт = 1000φкр* υр; (2.