Расчет критической массы состава

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Тяговые расчеты для поездной работы»

По дисциплине: Подвижной состав

 

Проверил: Выполнил:

преподаватель студент группы БП – 414

Фетисова Н.Г. Пьянкова Ж.А.

 

 

Екатеринбург

2007

Содержание

 

Введение ………………………………………………………………………..…3

1 Исходные данные и задание на курсовую работу……………………….......4

1.1 Общие данные………………………………………………………………...4

1.2 Индивидуальные данные……………………………………………….........4

1.3 Задание …………………………………………………………………….….5

2 Содержание курсовой работы ………………………………………………...6

2.1 Определение основных технических данных локомотива ……………….6

2.2 Определение расчетной массы состава …………………………………..…6

2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда ………... 9

2.4 Определение допустимой скорости движения поезда на спусках………12

2.5 Построение кривых движения поезда на участке ………………………..14

Заключение…………………………………………………………………….... 15

Список литературы ………..……………………………………………………16

Приложение А Диаграмма удельных результирующих сил…..……………..17

Приложение Б Графическое решение тормозной задачи….…..……………..18

Приложение В Кривые движения поезда…………..….…...………………...19

Введение

 

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 курсовой 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.

Исходные данные и задание на курсовую работу

Общие данные

 

1.1.1 Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.

1.1.2 Расположение осей станционных путей следующее:

- ось станции А расположена в начале первого элемента;

- ось станции Б расположена в середине элемента №13;

-  ось станции В расположена в конце последнего элемента.

1.1.3 Длина станционных путей – 1250 м.

1.1.4 Допустимая скорость движения по состоянию путей:

- по перегонам ……………. 80 км/ч;

- по станциям ……………... 60 км/ч.

1.1.5 Допустимый тормозной путь при экстренном торможении – 1200 м.

1.1.6 Расчетный тормозной коэффициент поезда – 0,33.

1.1.7 Тормозные колодки – чугунные.

 

Индивидуальные исходные данные

Серия локомотива – ВЛ8, профиль пути участка А-Б-В - № 16.

Таблица 1.1 – Профиль пути участка пути А-Б-В

 

Элемент пути	Длина, Lэ, м	Уклон, i, ‰	Элемент пути	Длина, Lэ, м	Уклон, i, ‰	Элемент пути	Длина, Lэ, м	Уклон, i, ‰
1	800	0,2	10	1000	0	19	1500	-4
2	1300	2,5	11	600	3	20	1600	-11
3	1300	5	12	1200	1	21	600	-3
4	1000	6	13	1500	0	22	800	0
5	800	3	14	900	2,5	23	1900	9
6	1700	5,5	15	1200	2	24	700	4
7	1200	4	16	1200	1	25	1500	1
8	1500	7,5	17	1400	0	26	1500	0
9	1900	9	18	1400	-3	27	1100	-0,5
Lуч, м			33100

 

Вагонный состав поезда

Доля (по массе) восьмиосных (α8) и четырехосных (α4) вагонов в составе поезда:

α8 = 0,2 + 0,02N, (1.1)

α8 = 0,2 + 0,02*16 = 0,52;

α4 = 1 - α8, (1.2)

α4 = 1 – 0,52 = 0,48.

Масса в тоннах, приходящихся на ось колесной пары, соответственно:

m08 = 13 + 0,2N, (1.3)

m08 = 13 + 0,2 * 16 = 16,2, т;

m04 = 15 + 0,2N, (1.4)

m04 = 15 + 0,2 * 16 = 18,2, т;

где N – порядковый номер студента по списку.

 

Начальные условия

Начальная километровая отметка участка Sо, км

Sо = 520 + 100N, (1.8)

Sо = 520 + 100*16 = 2120, км.

Cкорость движения поезда в начале участка Vо, км/ч

Vо = 5 + N, (1.9)

Vо = 5 + 16 = 21, км/ч.

Начальное значение времени движения поезда to, мин

to = 0,3N, (1.10)

to = 0,3*16 = 4,8, мин.

Задание

 

Определить расчетную массу состава.

Определить допустимую скорость движения поезда на спусках.

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.

Тяговые расчеты должны быть выполнены при условии варианта:

без остановки на промежуточной станции и без учета предупреждения;

Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим использованием тяговых свойств локомотива и допустимых скоростей движения поезда с целью получения наименьших значений перегонных времен хода.

Содержание курсовой работы

Определение основных технических данных локомотива

 

Основные технические данные локомотива серии ВЛ8:

- сила тяги при трогании с места Fк тр = 607 кН;

- расчетная сила тяги Fк р = 465 кН;

- расчетная скорость движения Vр = 43,3 км/ч;

- конструкционная скорость движения Vк = 80 км/ч;

- масса локомотива mл = 184 т;

- длина локомотива lл = 28 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 = 0,25 + 8/(100+20*V) (2.2)

Vp = 43,3 км/ч: ψк = 0,25 + 8/(100+20*43,3) = 0,258,

Fсц = 9,81* 184*0,258 = 466,0 кН;

Таблица 2.1 – Ограничение тяговой характеристики локомотива серии ВЛ8 по сцеплению

 

V, км/ч	0	10	20	30	40	43,3
Fсц, кН	596,0	500,0	480,5	471,5	467,5	466,0

 

Тяговую характеристику локомотива серии ВЛ8 Fк(V) и ее ограничение Fсц(V) (рисунок 2.1) строим на миллиметровой бумаге в удобном для пользования масштабе.

Определение расчетной массы состава

Расчет критической массы состава

Критическую массу состава mс кр, 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 = (Fкр/g) – mл (w'o + ip), (2.3)

w''o + ip

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 формуле

w'o = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2, (2.4)

w'o = 1,9 + 0,01*43,3 + 0,0003*43,32 = 2,90, Н/кН,

где V – скорость движения, км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину w''o рассчитывают по формуле

w''o = α4* w''o4 + α8* w''o8, (2.5)

где w''o4 – удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

w''o8 – удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:

w''o4 = 0,7 + 3+0,1V+0,0025V2 , (2.6)

mo4

w''o4 = 0,7 + 3+0,1*43,3+0,0025*43,32 = 1,36, Н/кН,

18,2

w''o8 = 0,7 + 6+0,038V+0,0021V2 , (2.7)

mo8

w''o8 = 0,7 + 6+0,038*43,3+0,0021*43,32 = 1,41, Н/кН,

16,2

w''o = 0,48* 1,36 + 0,52* 1,41 = 1,39, Н/кН,

mс кр = (465000/9,81) – 184(2,90 + 9) = 4351 ≈ 4350, т.

1,39 + 9