Силы действующие на поезд.
В тяговых расчетах изучают характер и режим движения поезда под действием приложенных к нему внешних сил, кгс;
- силы тяги локомотива (F)
- силы сопротивления движению поезда (W)
- силы торможения (B)
В большинстве случаев в расчетах пользуются значением удельных сил, кгс/т, т.е. отнесенных к единице массы поезда: f, w, b.
При выполнении расчетов могут быть приняты различные модели поезда и которая расположена в середине поезда. Такого упрощенного представления в большинстве случаев вполне достаточно для решения практических задач, возникающих в практике проектирования железных дорог, в частности, определения: массы состава (Q), скорости движения в зависимостти от характеристики пути (V(S)), времени хода поезда (t(S)), расхода электрической энергии (А) или дизельного топлива (Е), механической работы силы тяги локомотива (Rм), работы сил сопротивления движению (Rc) и др.
Расчет удельных сил сопротивления движению поезда.
где q0(4) = 18,35 т и q0(8) = 20,80 т. (см. ранее) – осевые нагрузки.
V- скорость, км/ч.
В режиме тяги
В режиме холостого хода
Вычисления произведем для скоростей V от 10 до 100 км/ч (через 10 км/ч) и для V = 43.5 км/ч.
, где
b4 - доля по массе 4х осных вагонов = 0.74
b8 - доля по массе 8х осных вагонов = 0.26
И тогда основное средневзвешенное удельное сопротивление движению поезда, кгс/т
где Q – масса состава брутто, т;
Масса состава поезда
Масса состава, т, определяется из условия равномерного движения поезда по руководящему уклону с минимальной расчетной скоростью по формуле
Fkp – сила тяги локомотива при расчетной скорости, кгс.
P – масса локомотива, кгс.
ip - руководящий уклон линии ip = 15%o
w 0’ - основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги при расчетной скорости.
w 0” - - основное удельное сопротивление состава при расчетной скорости.
Для 2М62 : Q = 2238,5 т.
Для ВЛ80 : Q = 2930 т.
P – масса локомотива, т.
Результаты расчетов по определению основного удельного сопротивлению движению поезда представлены в таблице.
V км/ч |
W0" |
W0' |
W0'x |
W0 |
W0x |
||
2М62 |
ВЛ80 |
2М62 |
ВЛ81 |
||||
10 |
0,9501 |
2,03 |
2,545 |
1,0539 |
1,0165 |
1,1034 |
1,0482 |
20 |
1,0318 |
2,22 |
2,76 |
1,1460 |
1,1049 |
1,1979 |
1,1381 |
30 |
1,1385 |
2,47 |
3,045 |
1,2665 |
1,2204 |
1,3217 |
1,2557 |
40 |
1,2702 |
2,78 |
3,4 |
1,4153 |
1,3631 |
1,4749 |
1,4012 |
43,5 |
1,3221 |
2,90 |
3,5408 |
1,4740 |
1,4193 |
1,5353 |
1,4585 |
50 |
1,4268 |
3,15 |
3,825 |
1,5924 |
1,5328 |
1,6573 |
1,5743 |
60 |
1,6084 |
3,58 |
4,32 |
1,7979 |
1,7297 |
1,8690 |
1,7752 |
70 |
1,815 |
4,07 |
4,885 |
2,0317 |
1,9537 |
2,1100 |
2,0038 |
80 |
2,0466 |
4,62 |
5,52 |
2,2939 |
2,2049 |
2,3804 |
2,2602 |
90 |
2,3032 |
5,23 |
6,225 |
2,5845 |
2,4832 |
2,6801 |
2,5444 |
100 |
2,5848 |
5,90 |
7 |
2,9034 |
2,7887 |
3,0091 |
2,8563 |
110 |
2,929 |
6,63 |
7,85 |
3,2847 |
3,1566 |
3,4019 |
3,2316 |
На
основании расчетов
Построение тяговой характеристики локомотивов и определение массы состава по силе тяга.
Зависимость силы тяги локомотива от скорости движения поезда называется тяговой характеристикой. Тяговые характеристики приведены в Правилах тяговых расчетов. При производстве тяговых расчетов для заданных локомотивов необходимо построить расчетную кривую Fк(V) c учетом ограничения силы тяги по сцеплению колес с рельсами.
Общая масса состава называется массой брутто Q, а масса груза в вагонах – массой нетто Qн, т.
где qгр(i) – грузоподъемность вагона i – го типа, т.
aгр(i) – коэффициент использования грузоподъемности вагона i – ого типа = 0.71.
ni – количество вагонов i – ого типа.
- количество вагонов.
Для локомотива 2М62:
n4 = 22.7 шт. Примем n4 =23 шт. n8 = 3.22 шт. Примем n8 = 3 шт.
Для локомотива ВЛ80:
n4 = 29,9 шт. Примем n4 =30 шт. n8 = 4,6 шт. Примем n8 = 4 шт.
Тогда Для 2М62: Qн = 1579.4 т.
Для ВЛ80: Qн = 2188,5т.
Общая длина поезда, м, может быть определена из выражения
ln = lсостава + lлокоматива;
lсостава = l4 n4 + l8 n8 , где
li - длина вагона i –ого типа, м.
l4 = 14 м, l8 = 20 м.
Для 2М62: lп = 418 м.
Для ВЛ80: lп = 553 м.
Проверка при трогании с места :
Примем iтр = 12 %o ( максимально допустимый уклон линии на станции или раздельном пункте );
Fтр – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс.
Для 2М62: Fт = 71400 кгс.
Для ВЛ80: Fт = 69000 кгс.
,
где q0 = b4 q0(4) + b8 q0(8)
q0 =19.2 т.
wтр = 1.067
Для 2М62: 5492,3 т
Для ВЛ80: 5280,5 т.
Окончательно получаем состав из 3 восьмиосных и 23 четырехосных вагонов для локомотива 2М62 и 5 восьмиосных и 30 четырехосных вагонов для локомотива ВЛ80.
Согласно полученной длине поезда и СНиПу принимаем длину приемо-отправочных путей lпо =850 м.
Проверка: Q по= qп (lпо –50)
где qп =Q/lп – погонная нагрузка поезда.
Для 2М62: qп = 5.23 т/м.
Для ВЛ80: qп = 5,31т/м.
Для 2М62: Q по = 4184.1 т > Q = 2238,5 т.
Для ВЛ80: Q по = 4245,9 т > Q = 2935 т. -> длина приемо-отправочных путей достаточна.
На ж/д наиболее распространены механические и электрические способы торможения.
Основным является механическое торможение, которое может осуществлятся при любом виде тяги.
При механическом торможении удельная тормозная сила поезда, кгс/т, определяется по формуле
где jкр – расчетный коэффициент трения тормозной колодки о колесо.
Для стандартных тормозных колодок
- расчетный тормозной коэффициент
SКр – суммарное расчетное нажатие на тормозные оси состава, тс.
Рy – учетная масса локомотива равная массе локомотива Р.
где n4 и n8 – количество осей вагона данного типа, шт.
K0(i) – расчетное нажатие на тормозную ось вагона i – ого типа = 7.0 тс.
Окончательно получим :
V км/ч |
bт |
||
jкр |
2М62 |
ВЛ80 |
|
10 |
0,1485 |
35,64 |
38,61 |
20 |
0,1296 |
31,10 |
33,70 |
30 |
0,1170 |
28,08 |
30,42 |
40 |
0,1191 |
28,57 |
30,95 |
43,5 |
0,1107 |
26,57 |
28,78 |
50 |
0,1013 |
24,30 |
26,33 |
60 |
0,0960 |
23,04 |
24,96 |
70 |
0,0918 |
22,03 |
23,87 |
80 |
0,0884 |
21,21 |
22,97 |
90 |
0,0855 |
20,52 |
22,23 |
100 |
0,0831 |
19,94 |
21,60 |
|
0,5670 |
136,08 |
147,42 |
Построение диаграмм удельных равнодействующих сил.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.