Тяговые расчеты электровоза ВЛ60К с составом

Максимальную массу грузового состава, которую заданный локомотив может перемещать по заданному участку, определяется из условия, что скорость движения поезда не должна опускаться ниже расчетной. Это условие вызвано тем, что продолжительное движение поезда в режиме тяги со скоростью ниже расчетной может привести к перегреву тяговых двигателей и выходу их из строя. Чтобы обеспечить движение поезда со скоростью не ниже расчетной массу состава выбирают таким образом, чтобы на самом трудном элементе профиля пути (расчетном подъеме) равновесная скорость была равна расчетной.

Массу состава поезда определяют по формуле:

где  Q – масса состава, т;

F_кр – расчетная сила тяги локомотива, Н;

Р – расчетная масса локомотива, т;

 – крутизна расчетного подъема, ‰;    

 – основное удельное сопротивление локомотива, Н/т

 – основное удельное сопротивление локомотива, Н/т

Для электровоза ВЛ60К:

F_кр = 368 000 Н [1,стр 15] ,  Р = 138 т [1,стр 54].

    Основное удельное сопротивление локомотива определяется при условии, что поезд движется на звеньевом пути, в составе поезда вагоны на роликовых подшипниках:

где    – текущая скорость движения локомотива, км/ч.

Так как в данный момент локомотив движется с расчетной скоростью, то  [1,стр34].

Основное удельное средневзвешенное сопротивление движению состава определяется по формуле:

где α,β,γ – доли по массе соответственно четырех, шести и восьмиосных  вагонов, %.

, где  – осевая нагрузка четырехосных вагонов, т/ось

.

Для шестиосных вагонов:

.

Для восьмиосных вагонов:

.

Произведем расчет:

.

 H/т.

.

 H/т.

.

 H/т.

3 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ПРОХОЖДЕНИЕ ПОДЪЕМОВ БОЛЬШЕЙ КРУТИЗНЫ, ЧЕМ РАСЧЕТНЫЙ С УЧЕТОМ НАКОПЛЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Проверка полученной массы состава на прохождение подъемов большей крутизны чем расчетный с учетом накопленной кинетической энергии, осуществляется аналитическим способом. При этом используется расчетное выражение:

где  –  длинна проверяемого элемента пути с подъемом большей крутизны, чем у расчетного подъема, м;

  , – скорость поезда в конце и в начале проверяемого интервала, км/ч;

 – среднее значение удельной силы тяги на i-ом интервале, Н/т;

 – среднее значение общей удельной силы сопротивления на i-ом интервале, Н/т;

Суть проверки заключается в последовательном определении расстояний, которые поезд будет проходить при снижении скорости на 10 км/ч при условии, что начальная скорость равна 85 км/ч, а конечная скорость равна расчетной.

Основное полное сопротивление движению локомотива:

Основное полное сопротивление движению состава:

Основное полное сопротивление движению поезда:

Удельная ускоряющая сила определяется по формуле:

;

Удельная ускоряющая сила с учетом подъема:

;

Произведем расчет для начальной скорости  :

 H/т.

 H/т.

 H/т.

;

;

;

Приведенный расчет и последующие сведем в таблицу 1:

 

Таблица 1 – Расчет длины проверяемого элемента пути с подъемом большей крутизны, чем у расчетного подъема

, км/ч	, км/ч	, км/ч	, Н	, Н/т	, Н	, Н/т	Н	, Н	, Н	, Н/т	, Н/т	, м	, м
85	75	80	153000	46,2	6375,6	19,5	76050	82425,6	70574,4	17,5	-72,5	920,3	920,3
75	65	70	205000	40,7	5616,6	17,2	67080	72696,6	132303,4	32,8	-57,2	1020,6	1940,9
65	55	50	29700	35,8	4940,4	15,4	60060	65000,4	231999,6	57,5	-32,5	1539,7	3480,6

Вывод: Масса поезда выбрана верно, так как 3480,6 > 2000 м, электровоз ВЛ60К, перемещая состав массой Q=3900 тонны, преодолеет подъем  с уклоном 9‰  длинной 2000м. При этом скорость движения поезда не успеет опуститься до расчетной.

4 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ С МЕСТА НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ

Проверка полученной массы состава на трогание с места на остановочных пунктах вычисляется по формуле:

где  – сила тяги локомотива при трогании с места, Н;

 – удельное сопротивление поезда при трогании с места, Н/т;

 – крутизна наиболее трудного элемента на раздельных пунктах заданного участка, ‰.

Для электровоза ВЛ60К   F_ктр = 496 800 Н [1,стр 35] .    

Произведем расчет:

;

;

;

Округляем массу состава в соответствии с требованиями ПТР и принимаем  Q_тр = 50550 т.

Вывод:  Q_тр =50550  > Q = 3900 т, следовательно обеспечено трогание поезда с места на остановочном пункте с ровной площадкой.

5 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННОЙ МАССЫ ПО ДЛИНЕ ПРИЕМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ

Чтобы вычислить проверку массы состава по длине приемо-отправочных путей необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить ее с заданной длиной приемо-отправочных путей.

Число вагонов в составе грузового поезда определяется по формуле:

, где  – средняя масса вагона (брутто) для  i-й группы однотипных вагонов, т;

 – доля массы i-й группы однотипных вагонов в общей массе состава поезда;

Длина поезда определяется по формуле:

где  – длина i-осных вагонов, м;

– длина локомотива, м;

10 – допуск на неточность остановки поезда в пределах станции.

Для электровоза ВЛ60К   = 21 м,  =15 м,  = 17 м,  = 20 м [1,стр25] .

Произведем расчет:                                                            

Вывод: Очевидно, что  поезд уместится на заданных станционных путях