Вход

Теория локомотивной тяги

Курсовая работа по транспорту
Дата добавления: 31 октября 2009
Язык курсовой: Русский
Word, rtf, 1.5 Мб (архив zip, 88 кб)
Курсовую можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ)



ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА ТЕХНИКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

(ИТТОП)


Кафедра: «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

Курсовая работа


по дисциплине «Теория локомотивной тяги»




Выполнил: студент группы ТЛТ-451

Меркулов П.М.

Консультант: профессор

Руднев В.С.


2009


СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме

2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов

2.3 Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей

2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем

3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ

4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ

5. ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ



Введение


Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономичного расходования электрической энергии и дизельного топлива.

Теория электрической и тепловозной тяги позволяет решать широкий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитывать основные параметры вновь проектируемых линий, участков, переводимых на новые виды тяги, намечать основные требования к вновь разрабатываемым локомотивам и вагонам. С их помощью в данной курсовой работе определяем силы, действующие на поезд; оцениваем их влияние на характер движения; определяем оптимальную массу состава для прохождения заданного профиля пути при выбранной серии локомотива; рассчитываем расход электрической энергии или дизельного топлива; находим коэффициент полезного действия локомотива; определяем наибольшие скорости движения, допустимые по имеющимся тормозным средствам при движении по спускам заданного участка.

На основании этих данных составляют график движения поездов, определяют пропускную и провозную способность железных дорог и рассчитывают эксплуатационные показатели локомотивного хозяйства.

На действующих линиях теория позволяет найти рациональные режимы вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов. При разработке проектов электрификации железных дорог определяют, пользуясь теорией электрической тяги, токи, потребляемые электроподвижным составом в различных точках пути, на основании которых рассчитывают систему электроснабжения.

Теория тяги поездов позволяет найти скрытые резервы в каждом из этих направлений и решить поставленные задачи наиболее рационально с меньшей затратой сил и средств.

При выполнении расчётов, связанных с тягой поездов, пользуются Правилами тяговых расчётов для поездной работы (ПТР), являющимися основным официальным документом. В них приведены методы и порядок проведения расчётов, расчётные формулы и нормативы, которыми руководствуются при выполнении расчётов. Все расчеты производятся в системе СИ.



1 АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ


Уклон спрямленного профиля пути рассчитывается по формуле:


(1.1)


где i’ – уклон, полученный в результате замены группы

нескольких элементов профиля, ‰

i” – фиктивный подъем, полученный в результате замены кривых

участков пути, ‰.

Уклон спрямляемого элемента рассчитывается по формуле:


, ‰ (1.2)


где Si – длина элемента профиля, м

i – его уклон

Возможность спрямления следует проверять по формуле


(1.3)


Фиктивный уклон от кривой для спрямленных участков профиля рассчитывается по формулам:


, ‰ (1.4)

,‰ (1.5)


Фиктивный уклон от кривых для не спрямленных участков профиля:


(1.6)

(1.7)


где Sкр – длина кривой, м

Rкр – радиус кривой, м [1].

Спрямленный профиль пути.


Таблица №1.1

Действительный профиль

Спрямляемый профиль

Проверка


п/п

S, м

I,‰

I,‰

S, м

п/п

1

2000

0

0

2000

1

Станция "А"

2

1200

-7

-6,1

2200

2

1200?2222

3

1000

-5

1000?1818

4

1600

0

0

1600

3

5

2000

4

4

2000

4

6

1200

0

0

1200

5

7

2200

-4

-4,4

3700

6

2200?5000

8

1500

-5

1500?3333

9

1500

-9

-9

1500

7

10

600

0

0

600

8

11

1200

11

11

1200

9

12

5800

8

8

5800

10

расчетный

13

1600

0

0

1600

11

14

900

-4

-3,5

2000

12

900?3636

15

1100

-3

1100?4444

16

750

0

0

750

13

17

650

6

7,2

1550

14

650?1666

18

900

8

900?2500

19

2200

2

1,2

3800

15

2200?2500

20

1600

0

1600?1666

21

1000

2

2

1000

16

22

1500

0

0

2500

17

Станция "В"



2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОТМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ


2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме


Расчетный вес грузового поезда:


,кН (2.1)


Основное удельное сопротивление движению локомотива на звеньевому пути:


(2.2)


где Vр – расчетная скорость,;


Н/кН


Основное удельное сопротивление движению для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках:


(2.3)


mво – масса, приходящаяся на ось колесной пары вагона, т



Н/кН


Основное удельное сопротивление движению шестиосных вагонов на роликовых подшипниках:


(2.4)

Н/кН


Основное удельное сопротивление движению восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках:


(2.5)

Н/кН


Основное удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:


(2.6)

Н/кН


Тогда расчетная вес поезда:


кН


2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов


кН (2.7)


где m–масса грузового вагона i-го типа, т

n-число вагонов i-го типа в составе поезда


(2.8)


Число 4-осных вагонов:

Число 6-осных вагонов:

Число 8-осных вагонов:

Тогда кН


2.3 Проверка массы поезда по длине приемоотправочных путей


Длина поезда lп не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей lпоп=1250м на участках обращения данного поезда с учетом допуска 10 м на установку поезда [1].

Длина поезда определяется из выражения:


, (2.9)


где lл =36м – длина локомотива;


м


Условие lп


2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем


Максимальный подъем при трогании поезда определяется по формуле, рекомендованной ВНИИЖТом:


, ‰ (2.9)


Удельное сопротивление состава при трогании с места:


, Н/кН (2.10)

н/кН

н/кН

н/кН


Тогда:


Н/кН (2.11)

н/кН


Масса грузового поезда Мп , с учетом ограничений по условиям эксплуатации,


(2.12)

т


С учетом всех проверок выбираем массу состава МП=5500 т.



3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ


На поезд действуют силы: касательная сила тяги Fк, сила сопротивления движению поезда Wк и тормозная сила Bт. Или в удельных единицах к весу поезда:


, Н/кН (3.1)

, Н/кН (3.2)

, Н/кН (3.3)


где m – масса поезда, m=mсостава+mлокомотива, т.

Режимы движения поезда (в удельных силах к весу поезда):

  1. Режим тяги: fу(з)=fк-wк;

  2. Режим выбега: fу(з)=-wк;

  3. Режим торможения: fу(з)=-(bт+wк).

Силы сопротивления движению поезда бывают основные и дополнительные. Основные возникают при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути при нормальных условиях. К дополнительным относят сопротивления на подъемах уклонах, сопротивления от кривых, ветра, температуры. Основные удельные сопротивления рассчитываются по эмпирическим формулам [1]:

Для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:


, Н/кН (3.4)


где mв0 – средняя масса вагона, приходящаяся на ось колесной пары, т;

V – скорость движения, км/ч.

Для шестиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:


, Н/кН (3.5)


Для восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:


, Н/кН (3.5)


Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме тяги:


, Н/кН (3.6)


Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме выбега:


, Н/кН (3.7)


Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:


, Н/кН (3.8)


Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги:


, Н/кН (3.9)


где mл и mс – массы локомотива и состава соответственно, т.

Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме выбега:


, Н/кН (3.10)


Удельная тормозная сила поезда:


, Н/кН ( 3.11)


где - расчетный коэффициент трения:


(3.12)


- расчетный тормозной коэффициент, =0,33

Во время экстренного торможения на поезд действует сила , а при служебном торможении - , Н/кН.

По данным таблицы 3.1 строим графики зависимостей: , и (рис.3.1, 3.2)


Ускоряющие и замедляющие силы, действующие на поезд в режимах тяги, выбега, служебного и экстренного торможений в зависимости от скорости движения.





Таблица 3.1

Расчетный параметр

0

10

19,5

24,2

30

40

50

60

70

80

90

100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Fk

813000

680200

608000

506000

416700

320000

256800

210000

183400

161000

143400

129000

2

fk

15,137

12,664

11,320

9,421

7,758

5,958

4,781

3,910

3,415

2,998

2,670

2,402

3

wo`

1,900

2,030

2,209

2,318

2,470

2,780

3,150

3,580

4,070

4,620

5,230

5,900

4

wo4``

0,950

1,054

1,192

1,274

1,388

1,617

1,888

2,200

2,554

2,950

3,388

3,867

5

wo6``

1,406

1,516

1,662

1,749

1,869

2,112

2,399

2,730

3,105

3,524

3,988

4,495

6

wo8``

1,144

1,188

1,258

1,304

1,369

1,506

1,674

1,873

2,104

2,365

2,658

2,981

7

wo``

0,983

1,084

1,219

1,299

1,411

1,636

1,902

2,210

2,559

2,949

3,381

3,854

8

wo

1,029

1,132

1,269

1,350

1,464

1,694

1,965

2,279

2,635

3,034

3,474

3,957

9

fk-wo

14,108

11,533

10,051

8,071

6,294

4,264

2,816

1,631

0,779

-0,036

-0,804

-1,555

10

wx

2,400

2,545

2,748

2,871

3,045

3,400

3,825

4,320

4,885

5,520

6,225

7,000

11

wox

1,054

1,158

1,296

1,378

1,493

1,725

1,999

2,317

2,677

3,079

3,525

4,013

12

bt

89,100

65,340

53,911

50,073

46,332

41,580

38,186

35,640

33,660

32,076

30,780

29,700

13

0,5bt+wox

45,604

33,828

28,251

26,415

24,659

22,515

21,092

20,137

19,507

19,117

18,915

18,863

14

bt+wox

90,154

66,498

55,207

51,452

47,825

43,305

40,185

37,957

36,337

35,155

34,305

33,713


4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОРСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ


Согласно графику допустимых скоростей движения поезда на основе решения тормозной задачи второго типа в зависимости от уклона, определяем допустимые скорости движения на каждом из участков спрямленного профиля пути. Причем максимальная скорость движения поезда не должна превышать 80 км/ч .

Допустимые скорости движения поезда на каждом элементе спрямленного профиля пути.


Таблица 4.1

№эл

i, ‰

V, км/ч

Примечание

1

0,0

70

Стрелка, крестовина марки 1/11

2

-7.8

76

По обеспечению поезда тормозами

3

0

80

По состоянию вагонов и пути

4

+12

80

По состоянию вагонов и пути

5

0

80

По состоянию вагонов и пути

6

+10

80

По состоянию вагонов и пути

7

0

80

По состоянию вагонов и пути

8

-7.1

78

По обеспечению поезда тормозами

9

0

80

По состоянию вагонов и пути

10

+5.95

80

По состоянию вагонов и пути

11

0

80

По состоянию вагонов и пути

12

+8

80

По состоянию вагонов и пути

13

0

70

Стрелка, крестовина марки 1/11


Наносим значения допустимых скоростей на диаграмму скорости и времени хода поезда по участку и строим графики скорости V(S) и времени хода t(S), руководствуясь литературой .



5 ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН


Пользуясь данными ПТР находим характеристики Iгн=f(V), T=f(V), . По построенным графикам средний ток тяговых двигателей на каждом промежутке скорости и определяем их нагрев.

Полученные данные сводим в таблицу 5.1


Таблица 5.1

Iгн

Iгк

Iгср

Iтэд

?t



T





?0





?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11,00

12

13

14

6200

5400

5800

967

0,5

240

44

0,011

0,989

15,00

2,727

14,830

17,56

1

5400

4975

5188

865

0,4

170

38

0,011

0,989

17,56

1,789

17,372

19,16

4975

3800

4388

731

0,5

120

34

0,015

0,985

19,16

1,765

18,880

20,64

3800

3475

3638

606

0,3

82

31

0,010

0,990

20,64

0,794

20,445

21,24

3475

3100

3288

548

0,3

75

29

0,010

0,990

21,24

0,776

21,018

21,79

2

3100

3300

3200

533

0,7

72

28

0,025

0,975

21,79

1,800

21,249

23,05

3300

3650

3475

579

0,8

76

30

0,027

0,973

23,05

2,027

22,435

24,46

3650

3500

3575

596

0,5

81

30

0,017

0,983

24,46

1,350

24,054

25,40

3

3500

3400

3450

575

1,5

76

30

0,050

0,950

25,40

3,800

24,134

27,93

4

3400

3650

3525

588

0,5

76

30

0,017

0,983

27,93

1,267

27,468

28,73

3650

4000

3825

638

0,7

90

32

0,022

0,978

28,73

1,969

28,106

30,07

4000

3750

3875

646

1,0

91

32

0,031

0,969

30,07

2,844

29,135

31,98

3750

3800

3775

629

1,5

89

32

0,047

0,953

31,98

4,172

30,480

34,65

3800

3850

3825

638

0,7

90

32

0,022

0,978

34,65

1,969

33,894

35,86

3850

3875

3863

644

1,0

91

32

0,031

0,969

35,86

2,844

34,742

37,59

5

3875

3900

3888

648

1,0

91

32

0,031

0,969

37,59

2,844

36,411

39,25

3900

3975

3938

656

1,0

92

32

0,031

0,969

39,25

2,875

38,028

40,90

3975

4025

4000

667

1,0

93

32

0,031

0,969

40,90

2,906

39,625

42,53

4025

4075

4050

675

1,0

95

33

0,030

0,970

42,53

2,879

41,242

44,12

4075

4125

4100

683

1,0

0,3

96

100

33

33

0,030

0,009

0,970

0,991

44,12

45,69

2,909

0,909

42,784

45,278

45,69

46,19

4125

4150

4138

690

6

0

0

0

0

0,5

93

32

0,016

0,984

46,19

1,453

45,465

46,92

0

0

0

0

1,7

77

31

0,055

0,945

46,92

4,223

44,345

48,57

0

0

0

0

0,3

72

28

0,011

0,989

48,57

0,771

46,727

48,82

7

0

0

0

0

1,2

72

28

0,043

0,957

48,82

3,086

46,727

48,57

0

0

0

0

0,6

72

28

0,021

0,979

49,81

1,543

48,745

48,82

0

0

0

0

0,4

75

29

0,014

0,986

50,29

1,034

48,047

48,18

8

0

0

0

0

0,8

76

30

0,027

0,973

50,63

2,027

46,727

47,79

0

0

0

0

0,3

75

29

0,010

0,990

51,31

0,776

48,745

47,60















9

3350

3275

3313

552

1,2

74

28

0,043

0,957

51,55

3,171

49,341

52,51

3275

3400

3338

556

0,5

74

28

0,018

0,982

52,51

1,321

51,575

52,90

10

3400

3650

3525

588

1,0

76

30

0,033

0,967

52,90

2,533

51,133

53,67

3650

3700

3675

613

0,2

82

31

0,006

0,994

53,67

0,529

53,320

53,85

11

3700

4000

3850

642

1,5

91

32

0,047

0,953

53,85

4,266

51,325

55,59

4000

4050

4025

671

0,2

95

33

0,006

0,994

55,59

0,576

55,254

55,83

12

4050

4000

4025

671

1,5

95

33

0,045

0,955

55,83

4,318

53,292

57,61

13

4000

3550

3775

629

2,5

89

32

0,078

0,922

57,61

6,953

53,109

60,06

3550

3750

3650

608

0,7

82

31

0,023

0,977

60,06

1,852

58,706

60,56

14

3750

3800

3775

629

2,4

89

32

0,075

0,925

60,56

6,675

56,016

62,69

3800

3875

3838

640

1,1

90

32

0,034

0,966

62,69

3,094

60,536

63,63

3875

3400

3638

606

0,3

82

31

0,010

0,990

63,63

0,794

63,014

63,81

15

3400

3550

3475

579

1,0

75

29

0,034

0,966

63,81

2,586

61,607

64,19

3550

3250

3400

567

0,8

74

28

0,029

0,971

64,19

2,114

62,359

64,47

0

0

0

0

0,9

0

25

0,036

0,964

64,47

0,000

62,152

62,15

0

0

0

0

1,0

0

25

0,040

0,960

62,15

0,000

59,666

59,67

16

0

0

0

0

0,3

0

25

0,012

0,988

59,67

0,000

58,950

58,95

0

0

0

0

0,3

0

25

0,012

0,988

58,95

0,000

58,243

58,24

0

0

0

0

0,3

0

25

0,012

0,988

58,24

0,000

57,544

57,54

0

0

0

0

0,9

0

25

0,036

0,964

57,54

0,000

55,472

55,47

0

0

0

0

2,0

0

25

0,080

0,920

55,47

0,000

51,035

51,03

0

0

0

0

1,4

0

25

0,056

0,944

51,03

0,000

48,177

48,18

17

0

0

0

0

0,2

0

25

0,008

0,992

48,18

0,000

47,791

47,79

0

0

0

0

0,1

0

25

0,004

0,996

47,79

0,000

47,600

47,60

0

0

0

0

0,1

0

25

0,004

0,996

47,60

0,000

47,410

47,41



6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА


Общий расход топлива тепловозом на перемещение состава определяется как сумма расходов топлива за отрезки времени, соответствующие постоянному расходу топлива и средней постоянной скорости движения в режиме тяги, и расхода топлива за время движения на холостом ходу:


, кг (5.1)


где G – расход топлива, соответствующий скорости движения поезда при используемой позиции контроллера машиниста, кг/мин

t – время работы дизеля, в пределах которого скорость движения поезда принята постоянной;

gх – расход топлива тяговыми силовыми установками тепловоза на холостом ходу, gх=0,76 кг/мин;

tх – время движения поезда по участку на холостом ходу, мин .


кг


Удельный расход натурального дизельного топлива на единицу работы:


, (5.2)

кг


где Sуч – длина участка, Sуч=31900 м;

Q– масса поезда, Q =69950 кН.

Удельный расход условного топлива:


,



ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате выполнения курсового проекта произвели спрямление заданного профиля пути, определили расчетную массу поезда, построили диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, определили допустимые скорости движения поезда по спускам участка на основе решения тормозной задачи второго типа. Также построили диаграммы скорости и времени хода поезда по участку, рассчитали показатели локомотива графическим способом.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОТЧНИКОВ


  1. Правила тяговых расчетов для поездной работы – М.: Транспорт 1985.-287с.

  2. Михаилиди К.Г., Долгачев Н.И., Чернышов Л.А., Математическое моделирование в среде MathCad: Методическое указание к лабораторным занятиям. Часть 1.-М.: МИИТ, 2005.-68с.

  3. Правила технической эксплуатации железных дорог РФ. М.: Дом печати, 2002.-189с.

  4. Осипов С.И., Осипов С.С., Основы локомотивной тяги. М.: Транспорт, 1979.-440с.


© Рефератбанк, 2002 - 2017