Расчет касательной силы тяги

Данные 2 и 4 столбцов таблицы 12.1 являются координатами точек искомой тяговой характеристики. Нанеся эти точки на планшет с системой координат F_k,- V и соединив их плавной кривой (с помощью лекала), получаем тяговую характеристику локомотива F_k=f(V).

На построенную тяговую характеристику следует нанести ограничения силы тяги по сцеплению колес локомотива с рельсами и по конструкционной скорости.

Для наложения на тяговую характеристику ограничения по условию сцепления движущих колес с рельсами необходимо рассчитать и построить зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована локомотивов при отсутствии боксования колес, от скорости движения F_сц=f(V) ,

, (2)

где F_сц – наибольшая сила тяги локомотива, допускаемая по условиям сцепления колес с рельсами, кН;

Р_сц – сцепной вес локомотива (нагрузка, передаваемая от движущих колес на рельсы), кН.

(3)

где П – нагрузка от движущей колесной пары на рельсы, кН;

m - число движущих колесных пар локомотива (равное количеству тяговых электродвигателей);

- расчетный коэффициент сцепления.

Правилами тяговых расчетов для поездной работы установлены следующие эмпирические формулы для определения :

1) электровозы постоянного тока:

;

2) электровозы переменного тока:

;

3) тепловозы серии ТЭ10:

;

4) остальные тепловозы (производства стран СНГ)

.

Здесь V – скорость движения локомотива, км/ч.

Величина F_сц вычисляется для нескольких значений скорости (0, 10, 20, 30, 40, 50 и т.д. км/ч).

Результаты расчета зависимости F_сц=f(V ) удобно свести в таблицу 12.2.

Таблица 12.2.

Расчет силы тяги по условию сцепления колес с рельсами

Скорость V, км/ч	Коэффициент сцепления,	Сила тяги по сцеплению Fсц, кН
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .

По данным столбцов 1 и 3 таблицы 12.2 наносим точки на планшет с тяговой характеристикой и соединяем их плавной кривой. Это и будет графическая зависимость F_сц=f(V ) – ограничение по условиям сцепления движущих колес локомотива с рельсами.

Ограничение по конструкционной скорости наносится в виде вертикальной линии, проходящей через значение V_конст.

Пример тяговой характеристики с нанесенными ограничениями, построенной указанным способом, представлен на рисунке 12.7.

Построение выполняется на миллиметровой бумаге. Тяговая характеристика и ограничивающие линии проводятся остро заточенным карандашом. Для построения рекомендуются следующие масштабы:

скорость V : 1 км/ч – 1 мм;

сила тяги F: 50 кН – 10 мм.

В точке пересечения кривой F_сц=f(V ) и тяговой характеристики F_k=f(V) полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность тяговых электродвигателей.

Поэтому режим работы локомотива, соответствующий этой точке (F_kр и V_р) может быть принят за расчетный при определении массы состава.

Касательная мощность локомотива (на ободе движущих колес) при расчетных тяговых параметрах (F_kр и V_р) может быть вычислена по формуле:

кВт.

Задание № 6.

1. По заданным электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя построить тяговую характеристику локомотива.

2. Определить касательную мощность локомотива на расчетном режиме.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 12.3.

Таблица 12.3.

Исходные данные для расчета

Данное задание рекомендуется выполнить с применением программы Microsoft Exсel.

Рисунок 12.1.

Рисунок 12.2.

Рисунок 12.3.

Рисунок 12.4.

Рисунок 12.5.

Рисунок 12.6.

Рисунок 12.7.