Тяговые расчеты (Силы, действующие на поезд. Определение скорости движения и времени хода поезда графическим методом. Построение кривой скорости. Определение времени хода поезда)

Петербургский Государственный Университет                                                                                                                           Путей Сообщения

Кафедра: "Изыскания и проектирование железных дорог".

КУРСОВАЯ РАБОТА

по теме: «ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ»

Выполнил:                                     Семенов Е.Н.

Группа:                                            СЖт – 301

Проверил:   

Санкт-Петербург

2006

Содержание

1.  Силы, действующие на поезд ……...……………………………………………….………3

1.1 Силы сопротивления движению поезда……………………………….…….………3

1.2 Сила тяги локомотива. Определение массы и длины поезда…..………….……4

1.3 Тормозная сила поезда……………...………………..………………...……..……....6

2. Определение скорости движения и времени хода поезда

     графическим методом…………………………………………………………………………8

2.1 Определение ограничений скоростей в зависимости от радиуса кривых……..8

2.2 Определение ограничений скоростей в зависимости от величины уклона…...9

3. Построение кривой скорости……………………………………………………………….13

  3.1 Спрямление и приведение уклонов профиля……………………………….….…13

  3.2 Определение ограничения скоростей………………………………………………16

4. Определение времени хода поезда …....…………………………………………...16

5. Построение кривой ………………….………………………………………………...16

  5.1 Установление режимов работы локомотива………………………………………16

6. Определение расхода топлива тепловоза………………………..…………….……....17

7. Определение механической работы силы тяги локомотива……………………….18

8. Определение механической работы сил сопротивления…………………..………18

Литература…………………………………………………………………………………………19                                                                                                                                                       

1 Определение основного удельного сопротивления

движению поезда

1.1  Силы сопротивления движению поезда

Основное удельное сопротивление движению локомотива, wо( кгс/т), определяется по формуле:

Основное удельное сопротивление движению груженых грузовых вагонов, wо (кгс/т), определяется по формуле:

где      a, b, c – эмпирические коэффициенты, значения которых принимаются в

зависимости от категории (для вагонов) и режима движения (для локомотивов);

V –  скорость движения, км/ч;

q_o – осевая нагрузка, т/ось, определяемая по формуле:

где      q_B – масса вагона брутто, т;

  n_o - количество осей вагона

q_B = q_Т + α_гр · q_гр

где      q_Т – масса тары вагона, т;

  α_гр – коэффициент использования грузоподъемности;

  q_гр – грузоподъемность вагона, т

q_B4 = 25 + 0,69 · 50 = 59,5 т

q_B8 = 50 + 0,8 · 130 = 154 т

т/ось

 т/ось

Основное удельное сопротивление движению порожних грузовых и пассажирских вагонов рассчитывается по формуле:

Когда в составе поезда находятся вагоны различных категорий, определяют основное средневзвешенное удельное сопротивление вагонного состава, кгс/т:

где      β_i – доля массы вагонов i-й категории.

Если известно соотношение категорий вагонов по количеству γ_i, то:

Тогда основное средневзвешенное удельное сопротивление движению поезда, кгс/т, можно определить как:

где      Q – масса состава брутто, т (рассчитывается далее);

   P - масса локомотива, т (для 2ТЭ10Л  P = 260 т).

Результаты вычислений основного  удельного сопротивления движению поезда приведены в таблице 1.

Таблица 1

V, км/ч	wОТ’	wОХ’	wО4’’	wО8’’	wО’’	wОТ	wОХ
0	1,9	2,4	0,90	0,86	0,87	0,94	0,97
10	2,03	2,545	0,99	0,92	0,93	1,01	1,04
20	2,22	2,76	1,10	1,01	1,03	1,11	1,15
23,4	2,2983	2,849	1,15	1,05	1,07	1,15	1,19
30	2,47	3,045	1,25	1,13	1,16	1,25	1,28
40	2,78	3,4	1,44	1,27	1,31	1,41	1,45
50	3,15	3,825	1,66	1,44	1,49	1,60	1,65
60	3,58	4,32	1,91	1,64	1,70	1,82	1,87
70	4,07	4,885	2,19	1,86	1,93	2,08	2,13
80	4,62	5,52	2,51	2,10	2,19	2,36	2,42
90	5,23	6,225	2,86	2,38	2,48	2,67	2,74
100	5,9	7	3,25	2,67	2,80	3,01	3,09

Рис.1. Зависимость основного удельного сопротивления движению вагонов, локомотива и поезда от скорости.

1.2 Сила тяги локомотива. Определение массы и длины поезда

Основным и наиболее распространенным в проектировании железных дорог является расчет по условию равномерного движения поезда по руководящему подъему с минимальной расчетной скоростью, когда масса состава, т, определяется по формуле:

,

где      F_kp – расчетная сила тяги локомотива, соответствующая расчетной скорости

         движения поезда, кгс;

i_p – руководящий уклон, ‰;

w_О^’, w_О^’’ – основные удельные сопротивления движению локомотива и состава

вагонов, кгс/т, соответствующие расчетной скорости.

Рис.2. Зависимость массы состава от величины руководящего уклона.

Максимальная масса состава с учетом использования кинетической энергии поезда определяется чаще всего экспериментально при решении задач по увеличению провозной способности эксплуатируемых железных дорог или при проектировании новых малодеятельных линий.

т

Общая масса состава называется массой брутто, Q, а масса груза в вагонах – нетто - Q_H, т:

Q_Н = Σ (α_грi · q_грi · n_i)

где      n_i – количество вагонов i-го типа; в том случае, когда состав сформирован из

       вагонов различного типа, их количество при известном соотношении может

       быть определенно по формуле:

 вагонов.

 вагонов.

Q_Н = 0,56 · 65 · 28 + 0,88 · 127 · 12 = 2360 т

Длина поезда l_п не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей l_пр:

l_п = l_с + m_л · l_л +10

где      l_с – длина состава, м;

  m_л – число локомотивов;

  l_л  – длина локомотива, м (для 2ТЭ10Л    l_л  = 34 м).

Длину состава находим по формуле:

где      l_i – длина вагона i-го типа, м.

м

l_п = 632 + 34 +10 = 676 м

        Отношение массы брутто состава к длине состава называется погонной нагрузкой:

Отношение массы нетто состава к массе брутто называется коэффициентом использования массы состава:

Максимальную массу состава по условию прогона поезда на остановочных пунктах определяется по формуле:

где         F_ктр – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс

(для 2ТЭ10Л  F_ктр = 76500 кгс);

               w_тр – удельное сопротивление движению поезда при трогании, кгс/т ;

               i_тр – уклон, на котором происходит трогание поезда с места.

Удельное сопротивление движению поезда при трогании с места при подшипниках качения:

 т.

При этом должно соблюдаться условие:

Условие соблюдается, т.к. 3571 ≤ 10424 т

Полезная длина приемоотправочных путей измеряется между выходными светофорами и предельными столбиками, при этом необходимо соблюдение условия:

Q ≤ Q_по

где      Q_по – масса поезда, т, вмещаемая в пределах полезной длины

приемоотправочных путей, которая определяется по формуле:

Q_по = q · (l_по – 50)

где      l_по – полезная длина приемоотправочных путей, м;

  50 – резерв на длину локомотива и точность установки поезда в пределах полезной длины приемоотправочных путей, м.

 Q_по = 5,28 (850 - 50) = 4224 т