Анализ и подготовка продольного профиля пути для тяговых расчетов. Уклон спрямленного профиля пути

1.  Анализ и подготовка продольного профиля пути

для тяговых расчетов.

Уклон спрямленного профиля пути рассчитывается по формуле:

      (1.1)

где i’ – эквивалентный уклон , полученный в результате замены группы               нескольких элементов профиля, ‰

i” – фиктивный подъем, полученный в результате замены кривых участков пути, ‰.

Эквивалентный уклон i’ рассчитывается по формуле:

, ‰     (1.2)

где Si – длина элемента профиля, м

i – его уклон

Возможность спрямления следует проверять по формуле

    (1.3)

Фиктивный уклон от кривой для спрямленных участков профиля рассчитывается по формулам:

, ‰    (1.4)

,‰   (1.5) 

Фиктивный уклон от кривых для не спрямленных участков профиля:

(1.6)

   (1.7)

где  Lкр – длина кривой, м

Rкр – радиус кривой, м [1].

Для спрямления продольного профиля пути воспользуемся программой MATCAD [2]:

Включаем элементы 2 и 3:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 9 и 10:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 12,13 и 14:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 15,16 и 17:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 19,20,21 и 22:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 23,24 и 25:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 27,28 и 29:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Включаем элементы 32 и 33:

Проверка спрямления:

Результаты спрямления:

Рассчитываем фиктивные уклоны от кривых.

От кривой элемента 2:

От кривой элемента 3:

 

От кривой элемента 5:

От кривой элемента 7:

От кривой элемента 8:

От кривой элемента 10:

От кривой элемента 12:

От кривой элемента 13:

От кривой элемента 16:

От кривой элемента 19:

От кривой элемента 21:

От кривой элемента 23:

От кривой элемента 25:

От кривой элемента 27:

От кривой элемента 29:

От кривой элемента 30:

От кривой элемента 33:

Учитывая формулу (1.1) производим вычисления и результаты сводим в таблицу 1.

Спрямленный профиль пути.

Таблица №1.

№	Действительный профиль			№	Спрямлённый профиль			Примечание
	S,м	i,0/00	R,м;Sкр,м; αО		S,м	ic'',0/00	ic,0/00
1	1500	0	Станция А	1	1500	-	0	Станционный путь
2	800	-3,0	R=800  Sкр=500	2	2000	0,34	-3,3	1400<3333 600<1429
3	1200	-4,0	R=1500 Sкр=600
4	1000	-8,0		3	1000	-	-8,0
5	600	0	R=1000 Sкр=380	4	600	+0,7	+0,7
6	1200	+8,0		5	1200	-	+8,0	Инерционный подъем
7	500	0	Sкр=300  α=200	6	500	+0,81	+0,81
8	9000	+6,0	Sкр=800  α=300	7	9000	+0,46	6,46	Расчетный подъем
9	400	0		8	700	+0,17	+2,7	1600<1818 800<1053
10	300	+6,0	R=900 Sкр=150
11	1500	0			1500	-	0
12	800	+5,0	Sкр=600  α=100	9	1800	+0,19	+3,1	1000<1786
13	400	+3,0	R=650 Sкр=200
14	600	0
15	450	-3,0		10	1600	+0,14	-2,3	- - -
16	650	-4,0	Sкр=650  α=180
17	500	0
18	4000	+7,0		11	4000	-	+7,0
19	2400	0	R=3050 Sкр=1000	12	4600	+0,09	+0,6
20	500	+2,5
21	300	+3,5	R=700 Sкр=200
22	1400	0
23	600	+4,5	R=750 Sкр=300	13	1550	+0,35	+3,4
24	500	+4,0
25	450	0	Sкр=440  α=210
26	8000	-6,0
27	650	-5,0	R=1300 Sкр=325	15	2250	+0,16	-1,8
28	400	0
29	1200	-1,0	R=3500 Sкр=850
30	600	0	R=640 Sкр=200	16	600	+1,1	+1,1
31	2000	+5,5		17	2000	-	-
32	650	0		18	2150	+0,15	-2,3
33	1500	-3,0	R=960 Sкр=450
34	2500	0		19	2500	-	0	Станционный путь

2.  Определение веса состава с учетом ограничений по

условиям эксплуатации.

2.1  Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме.

Основное удельное сопротивление движению для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках:

      (2.1)

где V_р – расчетная скорость, км/ч;

q_о – масса, приходящаяся на ось колесной пары вагона, т

     (2.2)

 Н/кН

Основное удельное сопротивление движению восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках:

  (2.3)

  Н/кН

Основное удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:

 (2.4)

   Н/кН

Основное удельное сопротивление движению локомотива на бесстыковом пути:

    (2.5)

  Н/кН

Тогда расчетная масса состава:

 т где F_kp – расчетная сила тяги, Н;

i_p – расчетный подъем, ‰;

m_л – масса локомотива, т.

2.2 Проверка массы состава на прохождение скоростного подъема с использованием кинетической энергии и определение необходимой скорости перед началом подъема.

Для определения необходимой скорости перед началом подъема воспользуемся программой MATCAD:

Тяговая характеристика М62:

Принимаем степень полинома

Основные данные:

Масса локомотива, т:

Масса состава, т:

Доля четырехосных вагонов:

Доля восьмиосных вагонов :

Массы вагонов, приходящихся на ось соответственно:

Сила тяги, кН:   F_k(x)

Характеристика инерционного подъема:

уклон:

протяженность:

Ускорение свободного падения:

Формулы для расчета удельных сил сопротивлений движению вагонов, локомотива и поезда:

Коэффициенты в формулах:

Формулы для расчета удельных значений силы тяги и равнодействующей:

Вычисление пройденных путей в интервалах скоростей:

Определение начальной скорости перед скоростным подъемом, чтобы при выходе была расчетная скорость:

Ограничение скорости по состоянию вагонов:

Расчетная скорость М62:

Начальная скорость перед инерционным подъемом, км/ч:

Пройденный путь, м

2.3. Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей.

Длина поезда l_п не должна превышать полезной длины приемо-отправочных путей l_поп на участках обращения данного поезда с учетом допуска 10 м на установку поезда.

Длина поезда определяется из выражения:

,     (2.6)

где l_л – длина локомотива, м;

m_л – число локомотивов;

l_с – длина состава, м;

l_л – длина вагонов по осям автосцепки, из которых сформирован состав, м.

Число однотипных вагонов в сформированном составе определяется