Исходные данные для курсового проекта 8 страница

Режим тяги. В первый столбец вносим значения скорости движения поезда от 0 до конструкционной скорости электровоза ВЛ8 (100 км/ч) с интервалом 10 км/ч. Кроме того, дополнительно вносим значения скорости, соответствующие характерным точкам тяговой характеристики. В нашем случае – расчетная скорость (43,3 км/ч) и скорость перехода на автоматическую характеристику (53,2 км/ч).

По тяговой характеристике электровоза ВЛ8, приведенной на рисунке 16.1, и таблице 16.2 вносим значения касательной силы тяги, соответствующие скорости движения локомотива.

Так как поезд движется по звеньевому пути, то по формуле (3.2) определяем значения основного удельного сопротивления движению локомотива в режиме тяги  для принятой из первого столбца скорости. Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч. По формуле (8.1) определяем основное сопротивление движению локомотива в режиме тяги.

Значения основного удельного сопротивления движению состава определяем по формулам (3.6), (3.7), (3.9), (3.11). Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч.

По формулам (8.2) и (8.3) определяем соответственно основное сопротивление движению состава и основное сопротивление движению поезда, а по формуле (8.4) – равнодействующую силу, действующую на поезд при движении в режиме тяги. Удельную равнодействующую силу, действующую на поезд при движении в режиме тяги, определяем по формуле (8.5).

Все результаты расчетов для режима тяги сводим в таблицу 16.6.

Таблица 16.6 – Расчет удельных равнодействующих сил для режима тяги

v, км/ч	Fк, Н	, Н/т	, Н	, Н/т	, Н	Wо, Н	R, Н	rт, Н/т
0	595450	20,3	3735	9,5	49875	53610	541840	99,7
10	500000	20,3	3735	9,5	49875	53610	446390	82,1
20	481000	22,2	4085	10,3	54075	58160	422840	77,8
30	472000	24,7	4545	11,3	59325	63870	408130	75,1
40	467000	27,8	5115	12,6	66150	71265	395735	72,8
43,3	456150	29,0	5336	13,1	68775	74111	382039	70,3
50	400000	31,5	5796	14,1	74025	79821	320179	58,9
53,2	377000	32,8	6035	14,7	77175	83210	293790	54,1
60	248000	35,8	6587	15,9	83475	90062	157938	29,1
70	157000	40,7	7489	17,9	93975	101464	55536	10,2
80	114000	46,2	8501	20,1	105525	114026	–26	0,0
90	86000	52,3	9623	22,6	118650	128273	–42273	–7,8
100	67000	59,0	10856	25,3	132825	143681	–76681	–14,1

По результатам расчета строим график удельных равнодействующих сил для режима тяги r_т, представленный на рисунке 16.3 (графики удельных равнодействующих сил оформляются на листе миллиметровой бумаги формата А3 в заданном масштабе).

Режим холостого хода. Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода определяем по формуле (3.4). Для скорости 0 принимаем значение, рассчитанное для 10 км/ч. Основное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода находим по формуле (8.6).

Основное сопротивление движению поезда на холостом ходу рассчитываем по формуле (8.7), а основное удельное сопротивление движению поезда – по формуле (8.8).

Результаты расчетов для холостого хода представляем в таблице 16.7, а график удельных равнодействующих сил в режиме холостого хода r_х – на рисунке 16.3. При построении графика учитываем направление действия силы, и значения основного удельного сопротивления движению поезда на холостом ходу принимаем со знаком минус.

Рисунок 16.3 – Графики удельных равнодействующих сил, действующих на поезд

Режим торможения. По заданию тормозные колодки чугунные, следовательно, значения расчетного коэффициента трения тормозных колодок φ_кр определяем по формуле (8.9).

Прежде чем определить значения удельной тормозной силы, найдем расчетный тормозной коэффициент по формуле (8.13).

Значения расчетных нажатий тормозных колодок выбираем по таблице 8.2. Принимаем груженый режим для всех типов вагонов (т.к. осевая нагрузка более 6 т/ось).

                                                                  

Определяем удельную тормозную силу по формуле (8.11). Удельную равнодействующую силу для режима служебного торможения находим по формуле (8.14), а для режима экстренного торможения – по формуле (8.15).

Все результаты расчетов для режима торможения сводим в таблицу 16.7. По результатам расчета строим график удельных равнодействующих сил для режима служебного торможения r_тс = f(v), представленный на рисунке 16.3.

Таблица 16.7 – Расчет удельных равнодействующих сил для режимов холостого хода и торможения

v, км/ч	wх, Н/т	Wх, Н	Wох, Н	wох, Н/т	φкр	bт, Н/т	rтс, Н/т	rтэ, Н/т
0	25,5	4692	54567	10,0	0,270	907,2	463,6	917,2
10	25,5	4692	54567	10,0	0,198	665,3	342,7	675,3
20	27,6	5078	59153	10,9	0,162	544,3	283,1	555,2
30	30,5	5612	64937	12,0	0,140	470,4	247,2	482,4
40	34,0	6256	72406	13,3	0,126	423,4	225,0	436,7
43,3	35,3	6495	75270	13,9	0,122	409,9	218,9	423,8
50	38,3	7047	81072	14,9	0,116	389,8	209,8	404,7
53,2	39,8	7323	84498	15,5	0,113	379,7	205,4	395,2
60	43,2	7949	91424	16,8	0,108	362,9	198,3	379,7
70	48,9	8998	102973	18,9	0,102	342,7	190,3	361,6
80	55,2	10157	115682	21,3	0,097	325,9	184,3	347,2
90	62,3	11463	130113	23,9	0,093	312,5	180,2	336,4
100	70,0	12880	145705	26,8	0,090	302,4	178,0	329,2

Определение предельно допустимой скорости движения при заданных тормозных средствах поезда. Прежде чем приступить к построению графика скорости, необходимо определить предельно допустимую скорость движения на участке, обусловленную тормозными возможностями поезда. Для обеспечения безопасности движения необходимо, чтобы тормозной путь поезда в режиме экстренного торможения на самом крутом спуске не превысил 1200 м.

Определим максимальную скорость движения поезда, при которой, в случае экстренного торможения, тормозной путь составит 1200 м. Для решения этой задачи найдем путь подготовки тормозов к действию S_п по формуле (9.2).

Рассчитаем количество осей в составе:

                                                                                         

Так как количество осей составляет 260, то время подготовки тормозов к действию определим по формуле (9.4). Выбираем максимальный спуск заданного участка i_с = –11 ‰, для которого будет решаться тормозная задача. Расчет производится для максимальной скорости движения локомотива, для электровоза ВЛ8 равной 100 км/ч.

Время подготовки тормозов к действию

                                                                             

Путь подготовки тормозов к действию

                                                                                     

На рисунке 16.4 представлено графическое решение тормозной задачи (графическое решение тормозной задачи оформляется на листе миллиметровой бумаги формата А3 в заданном масштабе).

Рисунок 16.4 – Графическое решение тормозной задачи

В результате графического решения тормозной задачи определили ограничение скорости по тормозным средствам, составившее 78 км/ч (точка М пересечения кривых s_п = f(v_н) и v = f(s)). В дальнейшем, при построении кривой скорости, необходимо будет следить, чтобы скорость поезда не превышала данного значения.

Определение времени хода поезда по участку способом равновесных скоростей. Равновесную скорость на каждом элементе спрямленного профиля определяем по диаграмме удельных равнодействующих сил для режима тяги r_т = f(v) (см. рисунок 16.3), а время движения – по формуле (10.1). В расчетах учитываем, что при своем движении по первому и последнему элементам участка поезд проходит только половину длины этих элементов, начиная и оканчивая движение в их центрах. Также учитываем, что скорость не может превышать допустимого значения 78 км/ч (ограничение по тормозным средствам) и снижаться ниже расчетной 43,3 км/ч.

Результаты расчета времени хода поезда способом равновесных скоростей представим в таблице 16.8.

К времени хода поезда , полученному при расчете методом равновесных скоростей, добавляем 2 мин на разгон на станции В и 1 мин на замедление на станции А.                                                     

Таблица 16.8 – Расчет времени хода поезда методом равновесных скоростей

Номер элемента профиля	Длина элемента, км	Крутизна уклона i, ‰	Равновесная скорость, км/ч	Время, мин	Время на разгон и замедление, мин
1	0,9	1	70	0,77	2
2	1,6	4	56	1,71
3	2,2	0	78	1,69
4	4,8	7	43,3	6,65
5	1,5	0	78	1,15
6	2,9	–1,5	78	2,23
7	2,0	10	43,3	2,77
8	0,8	0,6	74	0,65
9	2,0	5	54	2,22
10	0,7	0	78	0,54
11	1,8	–1,5	78	1,38
12	3,2	–0,7	78	2,46
13	5,5	–8	78	4,23
14	1,4	–11	78	1,08
15	0,9	0,4	75	0,72
16	2,8	3,4	58	2,90
17	0,8	0	78	0,62	1
Итого				33,8	3

Общее время движения, определенное методом равновесных скоростей,

                                                                                            

Построение кривых скорости, времени и тока. Кривую скорости v = f (s) строим методом Липеца. При построении кривой учитываем следующие ограничения скорости:

– конструкционная скорость локомотива – 100 км/ч;

– наибольшая допустимая скорость поезда по прочности пути – 80 км/ч;

– наибольшая допустимая скорость поезда по тормозным средствам –78 км/ч.

За максимально допустимую скорость движения поезда принимаем наименьшую из перечисленных, равную 78 км/ч. При построении кривой скорости необходимо учитывать, что скорость нигде не должна превысить этого значения.

Построения производим по спрямленному профилю заданного участка в соответствии с приведенным в разделе 11 алгоритмом. Кривая скорости v = f (s) представлена на рисунках 16.5, а (от станции В до станции Б) и 16.5, б (от станции Б до станции А).

Построение кривой времени производим способом Лебедева. Кривую времени t = f (s) строим по имеющейся кривой скорости v = f (s) на том же листе миллиметровой бумаги. Кривая времени представлена на рисунках 16.5, а (от станции В до станции Б) и 16.5, б (от станции Б до станции А).

Кривую тока строим в произвольном масштабе в соответствии с алгоритмом, приведенным в разделе 11. Кривая тока I = f(s) представлена на рисунках 16.5, а (от станции В до станции Б) и 16.5, б (от станции Б до станции А).

Кривые скорости, времени и тока оформляются на листе миллиметровой бумаги формата А4×4 (А4×5). Кривые скорости и времени строятся в заданном масштабе, кривая тока – в произвольном масштабе.

Определение времени хода поезда по перегонам и технической скорости движения. Техническую скорость движения поезда по участку определяем по формуле (12.1). По кривой времени с точностью 0,1 мин определяем время движения от станции В до станции Б и от станции Б до станции А. Для графика движения поездов полученные значения времени округляем до целого в большую сторону. Результаты расчетов представим в таблице 16.9.

Таблица 16.9 – Результаты расчета времени хода поезда по перегонам

Перегон	Длина, км	Время хода, мин
		по расчету	принятое для графика движения
В – Б	20,3	24,7	25
Б – А	15,5	13,8	14
По участку	35,8	38,5	39

Определим техническую скорость:

                                                                                             

Относительная погрешность определения времени движения поезда методом равновесных скоростей по формуле (12.2)

                                                                                      

Определение расхода электроэнергии электровозом. Полный расход электроэнергии электровозом за поездку определим по формуле (14.1).

Для определения расхода электроэнергии на движение поезда используем формулу (14.2), т. к. ВЛ8 – электровоз постоянного тока. Предварительно, по кривым тока и времени (с учетом режима движения) определяем потребление тока электровозом .

 

 

 

Рисунок 16.5 – Кривые скорости, времени и тока:

а – от станции В до станции Б; б – от станции Б до станции А

Результаты расчета расхода электроэнергии сводим в таблицу 16.10.

Таблица 16.10 – Расчет расхода электроэнергии электровозом ВЛ8

Номер отрезка кривой скорости, в пределах которого ток принимается постоянным	Ток электровоза Iэср, А	Время ∆t , мин	Iэср·∆t, А·мин
1	540	0,5	270
2	1000	0,7	700
3	1940	2,0	3880
4	1980	0,6	1188
5	2040	1,3	2652
6	0	0,4	0
7	1920	0,7	1344
8	1980	0,3	594
9	2040	0,8	1632
10	1820	0,6	1092
11	1820	1,4	2548
12	2040	5,1	10404
13	1780	0,7	1246
14	1300	1,7	2210
15	1100	1,1	1210
16	1080	0,2	216
17	1340	0,6	804
18	1780	0,8	1424
19	2040	1,0	2040
20	1880	0,3	564
21	1880	2,3	4324
22	1780	0,8	1424
23	1340	1,4	1876
24	1060	2,9	3074
25	0	5,5	0
26	1260	0,7	882
27	1200	0,8	960
28	1080	1,2	1296
29	0	2,1	0
Итого		38,5	49854

Расход электроэнергии на движение, с учетом того, что напряжение контактной сети постоянного тока U_э = 3000 В, составит

                                                                              

Полное время работы электровоза на заданном участке составляет 38,5 мин (по графическим построениям), а средний расход электроэнергии на собственные нужды k_сн = 1,67 кВт·ч/мин (по таблице 14.2). Расход электроэнергии на собственные нужды электровоза найдем по формуле (14.4):

                                                                                       

Принимая А_р = 0, по формуле (14.1) рассчитаем полный расход электроэнергии:

                                                                                

Удельный расход электроэнергии найдем по формуле (14.5):

                                                                

Для возможности оценки экономичности работы электровоза в сравнении с другими видами тяги определим удельный расход условного топлива по формуле (14.6):

                               

Список использованной литературы

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

2 Деев, В. В. Тяга поездов / В. В. Деев, Г. А. Ильин, Г. С. Афонин. – М. : Транспорт, 1987. – 264 с.

3 Гребенюк, П. Т. Тяговые расчеты : справ. / П. Т. Гребенюк, А. Н. Долганов, А. И. Скворцова; под ред. П. Т. Гребенюка. – М. : Транспорт, 1987. – 272 с.

4 Френкель, С. Я. Техника тяговых расчетов : учеб.-метод. пособие / С. Я. Френкель. – Гомель : БелГУТ, 2009. – 73 с.

5 Осипов, С. И. Основы тяги поездов / С. И. Осипов, С. С. Осипов. – М. : УМК МПС России, 2000. – 592 с.

6 Хуторянский, Н. М. Подвижной состав и тяга поездов : задание на курсовую работу / Н. М. Хуторянский. – М. : ВЗИИТ, 1989 – 51 с.

 

Приложение А

(обязательное)

Исходные данные для курсового проекта

(принимаются по последним двум цифрам учебного шифра студента)

Таблица А.1 – Исходные данные для курсового проекта

Вариант (последние две цифры шифра)	Локомотив	Состав поезда в процентах по массе вагонов			Масса вагона брутто, т			Тормозных осей в составе, %	Длина приемо-отправочных путей, м	Тормозные колодки
		4-осных	6-осных	8-осных	4-осного	6-осного	8-осного
00	3ТЭ10М	88	4	8	88	120	164	96	1550	Композиционные
01	ВЛ60к	70	6	24	80	126	156	95	850
02	2ТЭ116	80	8	12	74	128	150	98	1050
03	ВЛ10	84	–	16	84	–	166	97	1250
04	2ТЭ10М	92	8	–	68	112	–	99	1550	Чугунные
05	М62	77	7	16	82	117	160	98	850
06	ВЛ82	88	–	12	78	–	160	96	1250
07	3ТЭ10М	74	2	24	86	114	154	97	1250
08	ВЛ11	90	4	6	80	120	160	96	1550	Композиционные
09	2М62	85	–	15	76	–	166	95	1050
10	ВЛ80р	88	4	8	88	120	164	98	1550
11	ВЛ82	94	6	–	80	126	–	97	1050	Чугунные
12	2ТЭ10М	82	6	12	66	120	164	99	1250	Композиционные
13	ВЛ60к	84	–	16	84	–	166	98	1250
14	2ТЭ116	92	8	–	78	112	–	96	1550	Чугунные
15	ВЛ10	77	7	16	82	117	160	97	1050
16	2ТЭ10М	88	–	12	78	–	160	96	1250	Композиционные
17	М62	74	2	24	80	114	154	95	850
18	ВЛ82	90	4	6	80	120	160	98	1550
19	3ТЭ10М	80	–	20	76	–	166	97	1550	Чугунные
20	ВЛ11	82	6	12	74	120	164	99	1550
21	2М62	76	–	24	80	–	156	98	850
22	ВЛ80р	80	8	12	74	128	150	96	1050	Композиционные
23	ВЛ60к	84	–	16	74	–	166	97	1250
24	3ТЭ10М	92	8	–	68	112	–	96	1550	Чугунные
25	ВЛ60к	77	7	16	82	117	160	95	850
26	2ТЭ116	88	–	12	88	–	160	98	1250	Композиционные
27	ВЛ10	74	2	24	86	114	154	97	1250
28	2ТЭ10М	82	6	12	74	112	160	99	1550
29	М62	85	–	15	82	–	166	98	1050	Чугунные
30	3ТЭ10М	70	6	24	78	126	156	97	1550
31	ВЛ11	80	8	12	74	128	150	96	1250

Продолжение таблицы А.1