Тепловозная тяга

 

 

 

Правилами тяговых расчетов установлены  следующие обозначения элементов  пути: подъемы обозначаются знаком «плюс», спуски – знаком «минус», горизонтальные участки («площадки») – «нуль».

Таким образом, принимаем в качестве расчетного подъема i_р = +8‰ на том основании, что он наиболее крутой (после +10‰) и имеет наибольшую протяженность-6000.

Подъем i_с = +10‰ и протяженностью 1200 принимаем в качестве скоростного, так как это самый крутой  подъем на заданном участке.

 

 

 

 

 

 

2.2.Спрямление продольного  профиля пути

 

Спрямление профиля состоит  в замене нескольких, рядом лежащих, близких по крутизне, элементов действительного  профиля одним суммарным (спрямлённым), что позволяет существенно уменьшить объём тяговых расчётов. Кроме того, в тяговых расчётах движение поезда рассматривается как движение материальной точки, т.е. не учитывается его длина, следовательно, при движении поезда по коротким элементам профиля, когда он одновременно находится на нескольких элементах профиля, нет смысла учитывать самостоятельное влияние этих элементов, а целесообразно объединять их в один спрямленный. Этим в ряде случаев достигается уменьшение погрешности тяговых расчётов.

Спрямлению подлежат рядом  лежащие элементы профиля, имеющие одинаковый знак, близкие по значению уклоны (разница не более 3-4 ‰) и небольшую длину. Площадки (0 ‰) могут быть спрямлены с уклоном любого знака.

 

Крутизна спрямленного элемента

 

i_с′ =     [ ‰],

где 1, 2, … , n – номера спрямляемых элементов.

 

Проверка возможности спрямления производится для каждого элемента действительного профиля, входящего  в спрямлённый участок по зависимости :

S_i ≤ ,  

где i_i   и S_i - крутизна и длина проверяемого i – го элемента.

Основные  правила спрямления.

1. Спрямлению подлежат рядом лежащие элементы профиля, имеющие одинаковый знак и небольшую длину. Площадки могут быть спрямлены с уклоном любого знака.
2. Расчетный и проверяемые подъемы, а также раздельные пункты (станции) спрямлению не подлежат.
3. Проверка возможности спрямления производится для каждого элемента действительного профиля, входящего в спрямленный участок.
4. Дополнительное сопротивление, возникающее при движении поезда в кривых, учитывается фиктивными подъемами, величина которых определяется по формуле

 

i_c² = ·å

Приведенный уклон вычисляется  по формуле:

 

i_c = i_c¢ + i_c²

 

Спрямляем участки   2 и 3,    5 6 7,    9 и 10 ,      11 и 12,   16 17 18 ,    19 20 21.

 

i_c2,3 = = -5,1‰                            600 ≤ 2000/ |-6+5,1 |  ;         600 ≤ 2222

500 ≤ 2000/| -4+5,1|   ;       500 ≤ 1818

 

 

i_{c 5 6 7} = = 7,1‰                  

                                                                                         900 ≤ 2000/ |8-7,1|  ;         900 ≤ 2222

                                                                                         800 ≤ 2000/ |7-7,1|  ;         800 ≤ 20000

                                                                                            700 ≤ 2000/ |6-7,1|  ;         700 ≤ 1818

 

 

i_{c 9 10} = = -1,2‰ 

                                                                                          1200 ≤ 2000/ |0+1,2 |  ;        1200 ≤ 1667

                                                                            800 ≤ 2000/ |-3+1,2 |  ;         800 ≤ 1111

i_{c 11 12} = = -2‰ 

                                                                                          1000 ≤ 2000/ |-4+2 |  ;        1000 = 1000

                                                                           1000 ≤ 2000/ |0+2 |  ;         1000 = 1000

                                                                                    

 

i_{c1 17 18} = = 3,5‰                 

                                                                                        

                                                                                       1500 ≤ 2000/ |4-3,5 |  ;     1500 ≤ 4000

                                                                                                  1500 ≤ 2000/ |3-3,5 |  ;      1500 ≤ 4000

                                                                                      

 

i_{c 19 20 21} = = -1,52‰           

                                                                                        1000 ≤ 2000/ |0+1,52 |  ;      1000 ≤ 1316

                                                                                                  700 ≤ 2000/ |-2+1,52 |  ;      700 ≤ 4167

                                                                                                  800 ≤ 2000/ |-3+1,52 |  ;      800 ≤ 1351

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет спрямления заданного профиля пути.     Таблица 2.2

Действительный профиль			Спрямленный профиль
№	S, м	i, o/oo	№	i, o/oo	S, м	Проверка
	1500	0	1.	0	1500
	600	-6	2	-5.1	1100	600 ≤  2222
	500	-4				500 ≤ 1818
	1000	0	3	0	1000
	900	+8	4	+7.1	2400	900 ≤ 2222
	800	+7				800 ≤ 20000
	700	+6				700 ≤ 1818
	6000 (рас)	+8	5	+8	6000
	1200	0	6	-1.2	2000	1200 ≤ 1667
	800	-3				800 ≤ 1111
	1000	-4	7	-2	2000	1000 = 1000
	1000	0				1000 = 1000
	1200	-5	8	-5	1200
	1000	0	9	0	1000
	1200(скор)	+10	10	+10	1200
	2500	0	11	0	2500
	1500	+4	12	+3.5	3000	1500 ≤ 4000
	1500	+3				1500 ≤ 4000
	1000	0	13	0	2500	1000 ≤ 1316
	700	-2				700 ≤ 4167
	800	-3				800 ≤ 1351
	4000	-7	14	-7	4000
	2500	0	15	0	2500

 

Проверка выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определение веса  грузового поезда с учётом ограничений по условиям эксплуатации.

 

 

Расчётные параметры локомотива 2М62

Расчётная скорость VР , км/ч	20
Расчётная сила тяги FКР , Н	392500
Расчётный вес Р, кН	2350
Сила тяги при трогании с места  FкТР , Н	700500
Длина локомотива lЛ , м	34,8

 

Вес поезда является важнейшим качественным показателем использования локомотива и в значительной степени влияет на производительность железных дорог. Правильный выбор веса поезда позволяет  увеличить провозную способность  железнодорожных линий , сократить расход топлива и электроэнергии, снизить себестоимость  перевозок.

Вес состава , (кН), определяется исходя из условий полного использования  мощности заданной серии локомотивов  и кинетической энергии поезда, а  также движения по расчетному подъему с равномерной скоростью:

 

,

где:

-F_кр - расчетная сила тяги локомотива при расчетной скорости V_p, Н;

-Р - расчетный вес локомотива, кН

-w₀’- основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги, Н/кН

-w₀’’- основное удельное сопротивление движению грузового состава (вагонов), н/кН

-i_р - крутизна расчетного подъема, ‰

 

, 

 

По заданию состав формируется  из нескольких групп, содержащих однотипные вагоны с одинаковой массой. Поэтому w₀’’ определяем как средневзвешенное значение величину:

,  

где:

-a,g - процентное содержание однотипных вагонов в составе;

-(w₀’’)_i- основное удельное сопротивление движению вагонов каждой группы соответственно, Н/кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По заданию состав состоит из 4-осных и 8-осных вагонов на подшипниках качения, поэтому при расчетах формулы для определения удельного сопротивления при  звеньевом пути имеют вид:

,      ,     

 

,   

,    

(т/ось)          (т/ось)

 (Н/кН)

  (Н/кН)

(Н/кН)

 

(Н/кН)

 

Таким образом получаем вес состава:

 

 кН)

 

Округляем до Q=40470 кН

 

4.Проверки расчетного веса грузового состава.

 

а) по длине приемо-отправочных путей станции

Длина поезда, м, при весе состава  Q не должна превышать полезной длины приемо-отправочных путей l_поп=1250 м. Станции с учетом 10 метров на точность остановки поезда:

 

                                                      l_п=l_л+l_с+10, 

где:

-l_л - длина локомотива = 34,8 м

-l_с - длина состава , м

 

                                                   

где:

-l_bi- длина вагона i-го типа по осям автосцепки;

  -n_i- число вагонов i-го типа в составе поезда

 

                                                    

где:

-q_i- средний вес грузового вагона i-го типа;

          -a_i- доля веса вагонов i-го типа в составе поезда.

Если условие  не выполняется , сокращается число вагонов и , соответственно , уменьшается вес состава .

Длина 4-осных вагонов =14 метров.

Длина 8-осных вагонов =20 метров

Проверка:

(ваг)                                  (ваг)

 

(м)                    l_п=822+34,8=857 (м);      857м <1050м

 

         Как видно  из проведенных расчетов длина  поезда при данном весе в норме, принимаем Q=40470 кН

Необходимо определить расчетную  массу:

 

,                                     (т)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)Проверка веса состава на преодоление скоростного подъема

 

В соответствии с аналитическим  методом решения дифференциального  уравнения движения поезда, путь пройденный поездом при изменении скорости от V_н до V_к, м

, 

где:

-V_k- скорость в конце скоростного подъема, которая должна быть не менее расчетной, км/ч;

-V_н- скорость в начале скоростного подъема;

-(f_к-w_k)_ср- средняя удельная результирующая сила, (н/кН) действующая на поезд в пределах интервала изменения скорости от V_k до V_н,  

 

        где:

-F_кср- сила тяги локомотива, соответствующая средней скорости движения поезда V_ср=(V_н+V_к)/2, (Н);

- основные удельные сопротивления движению локомотива и вагонов , рассчитанные при средней скорости движения поезда , по ранее приведенным формулам, (Н/кН);