План формирования поездов. График движения поездов и его показатели. Организация работы локомотивов и локомотивных бригад. Расчет измерителей работы отделения дороги, страница 2

На движущийся поезд действует много постоянных и переменных сил, разнообразных по величине и направлению: сила тяжести вагонов и локомотива, сила тяги локомотива, а также силы сопротивления движению в сцепных приборах, от взаимодействия колес с рельсами в горизонтальной и вертикальной плоскостях, инерции и др. Под действием этих сил одновременно с качением колес по рельсам имеет место виляние, галопирование, скольжение, наклон отдельных единиц подвижного состава в поезде.

Зависимость между равнодействующей названных сил и ускорением описывается дифференциальным уравнением, называемым уравнением движения поезда.

При решении уравнения движения поезда из всех перемещений подвижного состава учитывают только поступательное и вращательное, например, якорей тяговых электродвигателей, зубчатых передач и колесных пар. Эти факторы определяют характер движения поезда.

При движении по участкам и в кривых изменяется сила сопротивления движению, а в режиме торможения на поезд действует еще и тормозная сила.

В общем случае на движущийся поезд действует сила тяги локомотива F, суммарная сила основного и дополнительного сопротивления движению W и тормозная сила В. Результирующая сил, приложенных к поезду,

                                                    (2.1)

Уравнение движения поезда, приведенное к 1т его массы, имеет вид

                                             (2.2)

где– ускорение движения поезда от действия удельной силы 1 кгс/т (для эксплуатационных расчетов = 120 км/ч²);

f_к – удельная касательная сила тяги локомотива;

    w_k – общее удельное сопротивление движению поезда;

    b_T – удельная тормозная сила поезда от действия тормозных колодок.

Для частных случаев основное уравнение движения (2.2) упрощается и для движения в режиме тяги с равномерной скоростью приобретает вид

b_Т = 0; ; ,                                     (2.3)

или

.                                (2.4)

Отсюда

,                                            (2.5)

где      Q и Р – соответственно масса состава и локомотива, т;

 и  – соответственно основное удельное сопротивление движению локомотивов и вагонов, кгс/т;

            i_р – расчетный подъем (наиболее крутой и затяжной подъем, который не может быть преодолен с использованием кинетической энергии поезда; определяется с учетом дополнительного сопротивления от кривых, если они имеются на этом подъеме), ‰.

Масса состава определяется для направления А-Е исходя из условий:

а) полного использования мощности локомотива при движении по расчетному затяжному подъему с равномерной скоростью; б) полного использования полезной длины станционных путей.

Исходные данные в формуле (2.5) берутся при расчетной скорости локомотива на расчетном подъеме. Значения расчетных скоростей и соответствующих им сил тяги по видам и сериям локомотивов даны в таблицах 16 и 23 Правил тяговых расчетов [17] или таблицах 4.1 и 4.2 Тяговых расчетов [16], в которых приведены и остальные данные, необходимые для расчета массы состава грузовых поездов.

Исходя из полного использования полезной длины станционных путей

,                                              (2.6)

где 1_п – полезная длина станционных путей, м;

  l_л– длина локомотива, м; (1_л + 10) принимается равной 50 м;

 Р_п – погонная нагрузка вагонов на путь, т/м;

,                                                      (2.7)

где  – средняя масса брутто одного физического вагона, т;

– средняя длина одного физического вагона, м;

;                                         (2.8)

;                                      (2.9)

где  ,  – брутто четырех- и восьмиосных физических вагонов, т;

,  – длина четырех- и восьмиосных физических вагонов, м;

,  – процентное содержание в парке четырех- и восьмиосных вагонов.

К расчету принимается наименьшая масса из полученных по формулам (2.5) и (2.6). В соответствии с требованиями Правил |17] она должна быть кратной 50 т.

Состав поезда в физических вагонах

.                                            (2.10)