Определение тормозного пути по нормативным и действительным силам нажатия тормозных колодок для пассажирского состава "Атаман Платов" (Глава дипломного проекта)

5. Определение тормозного пути по нормативным и действительным силам нажатия тормозных колодок для пассажирского состава "Атаман Платов"

Целью настоящего расчета является проверка соответствия тормозного пути поезда "Атаман Платов" действующим нормативным документам. Все вычисления производились с использованием системы инженерных расчетов Mathcad 2000 Professional. От обычной программы она отличается тем, что имеет встроенную возможность описывать программные функции. Для получения исходных данных были измерены действительные силы нажатия тормозных колодок. Результаты измерений представлены в таблице  5.1. Кроме того, в расчетах использовались следующие данные:

Элемент профиля, %₀ ι:= 0,02

Вес используемого локомотива, т P := 126

 Расчетная скорость, км/ч v_о:= 140

Нагрузка на ось пассажирского вагона q₀ := 15

Количество пассажирских вагонов n_к := 15

Вес пассажирского вагона, т  Q_B := 60

Сила нажатия на колодки локомотива, тс К_л := 14

Значения нажатия одной колодки соответственно:

•   нормативное

•   для вагона с максимальным нажатием

•   для среднестатистического вагона

•   для вагона с минимальным нажатием

2,5

2,128

К_кп=      1,961         ТС

1,837

Для расчета всем колодкам поезда присваивалось поочередно одно из значений К_кп.

          Укрупненная блок-схема программы представлена на рис.  5.1.

При написании программы все расчетные формулы и значения взяты из утвержденных нормативных источников.

Рис.5.1. Укрупненная блок-схема расчета тормозного пути

Текст программы представлен ниже.

На шаге Ввод исходных данных пользователь задает исходные значения - скорость начала торможения, количество вагонов и т. д.

На шаге Расчет пути подготовки производится выбор расчетной формулы для грузового или пассажирского состава и производится расчет времени подготовки тормозов в зависимости от скорости начала торможения Vo и от значения силы нажатия на колодку Ккп. В формуле также учитывается число вагонов с композиционными и чугунными колодками. Затем производится расчет пути, пройденного поездом за время подготовки тормозов.

где:

b_т- удельная тормозная сила локомотива, кгс/т;

i_с - сопротивление движению поезда от уклона, кгс/т;

          t_Пi- время подготовки тормозов к действию для i - той скорости начала торможения, с;

v₀- скорость начала торможения, км/ч.

Для выполнения шага 3 и 4 предварительно производится создание массивов со значениями начала и конца интервалов скоростей. Вычисляется массив средних скоростей. Для них определяются тормозная сила, основное удельное сопротивление движению.

 где:  

ω_0л и ω_0с-основное удельное сопротивление движению локомотива и состава соответственно, вычисленные для средней скорости интервала, кгс/т;

Р и Q - масса локомотива и состава соответственно, т;

υ_кд - действительный тормозной коэффициент поезда;

φ_кд   - действительный коэффициент трения тормозных колодок;

Затем производится расчет отрезка пути, пройденного поездом за данный интервал изменения скорости.

где:

ω₀- основное удельное сопротивление движению поезда, вычисленное для средней  скорости интервала, кгс/т.

V_hj     - начальная скорость интервала, км/ч;

V_kj     - конечная скорость интервала, км/ч.

Затем проверяется, для всех ли интервалов скорости получены значения и если нет, то шаг 3 повторяется для следующего интервала скорости.

На шаге 5 производится суммирование полученных отрезков действительного тормозного пути, и пути подготовки тормозов для данного значения скорости начала торможения.

где:

S_п - путь, пройденный составом за время подготовки тормозов, м;

- значение действительного тормозного пути поезда, полученное  путем суммирования всех пройденных отрезков пути при уменьшении скорости движения поезда от расчетной до нуля, м.

Затем проверяется, для всех ли скоростей начала торможения получены значения полного тормозного пути. Если нет, то повторяются шаги 2-5 для следующей скорости.

По завершении работы программа выводит значения функции S=f(V) для заданных в начале параметров. Полученные при расчетах значения сведены в таблицы  5.2.-  5.4. и представлены на графиках рис. 5.2 - 5 .5

Таблица  5.2.Значения функции S=f(V) для состава с 13 и 15 вагонами с композиционными колодками, м

Таблица  5.3. Значения функции S=f(V) для состава с 15 вагонами на композиционных колодках (с учетом чугунных колодок на осях с редуктором и без них),м