Элементы тяговых расчетов

Проверка возможности спрямления элементов профиля участка пути. Определение и проверка массы состава. Расчёт основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге, расход электроэнергии на его преодоление. Построение кривых движения поезда.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.09.2012
Размер файла 71,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Спрямление профиля пути

2. Определение массы состава. Проверка массы состава

3. Расчёт удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда

4. Расчёт основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге

5. Расчёт и построение кривых движения поезда

6. Определение расхода электроэнергии на преодоление основного и дополнительного сопротивлений движению

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Тяговые расчеты являются составной частью науки о тяге поездов и служат для решения различного рода задач, связанных с движением поездов и возникающих при проектировании железных дорог, локомотивов, вагонов и в процессе их эксплуатации. В объем расчётов входят: предварительный выбор массы и типа поездов; расчёт времён хода и скоростей движения по перегонам; определение зависимостей потребления поездами тока или мощности от пути или времени и расхода энергии на их движение; расчёт нагревания тяговых двигателей и другого электротягового оборудования; окончательное уточнение параметров электроподвижного состава, масс поездов, режимов и эксплуатационных показателей их работы.

Для решения этих задач требуется построение кривых и графиков движения поездов и кривых потребляемых токов.

Утверждённые МПС Правила тяговых расчётов для поездной работы (ПТР) регламентируют нормативы, применяемые в расчётах эксплуатируемых и проектируемых железных дорог общего пользования России.

1. Спрямление профиля пути

Для упрощения тяговых расчётов произведём спрямление профиля пути, суть которого состоит в замене рядом лежащих, близких по крутизне элементов одним, длина которого равна сумме длин отдельных элементов. Кривые на спрямляемом участке заменим фиктивными подъёмами.

Последовательность спрямления профиля:

- из заданного профиля пути сгруппируем смежные элементы, подлежащие спрямлению;

- группы элементов определим по формуле

,

где - сумма произведений спрямляемых элементов крутизной ik и длинной Sk;

- сумма длин спрямляемой группы элементов, м;

Рассмотрим первую группу из следующих элементов профиля: 2,3,4

0/00 .

Рассмотрим вторую группу из следующих элементов профиля: 8,9

0/00 .

- произведём проверку возможности спрямления для каждого элемента, входящего в группу:

,

где - абсолютная разность между уклоном спрямленного участка и проверяемого элемента,

Таблица 1

Спрямление профиля пути

элемента

ik,0/00

Sk

,0/00

,0/00

Проверка неравенства

Sk 2000/ik

2

2

1200

2,8

0,8

2500

выполняется

3

3

900

0,2

10000

выполняется

4

4

650

1,2

1666,6

выполняется

8

-3,7

700

- 4

0,3

6666,6

выполняется

9

-4,1

1800

0,1

20000

выполняется

- определим крутизну фиктивных подъёмов от кривых участков пути:

где Sкр.к и Rк - длина и радиус кривых в пределах спрямляемого участка пути соответственно, м;

- найдём окончательное значение уклона спрямляемого участка с учётом кривых (приведённый уклон)

Величина i `c может быть отрицательной (спуск) и положительной (подъём), а значение ic всегда положительное

Результаты спрямления представим в таблицу 2.

Таблица 2
Результаты спрямления профиля пути

Спрямленный

профиль

№ элемента

1

2

3

4

5

6

7

i ,0/00

0

3,03

0

9,5

0

-3,87

0

S,м

900

2750

1300

4500

850

2500

1050

Заданный профиль

№ элемента

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

i ,0/00

0

2

3

4

0

9,5

0

-3,7

-4,1

0

S,м

900

1200

900

650

1300

4500

850

700

1800

1050

Расчетным участком пути является элемент, имеющий максимальный для данного участка подъем при максимальной длине. Это участок №6 заданного профиля или №4 спрямленного профиля (ip = 9,5 0/00 , Sр=4500м)

2. Определение массы состава. Проверка массы состава

Массу состава определим, исходя из движения поезда по расчётному подъёму ip

где Fкр - расчётная сила тяги электровоза, кгс;

P - масса электровоза, т;

ip - крутизна спрямлённого расчётного участка пути, 0/00

W`0 ,W0 - основное удельное сопротивление движению при установившейся (расчётной) скорости соответственно электровоза и вагонов по формулам, приведённым в (1), кгс/т

Основное удельное сопротивление движению для электровоза на бесстыковом пути при тяге определяется по формуле

,

3 кгс/т

Основное удельное сопротивление движению для 4-осного грузового вагона на подшипниках скольжения на бесстыковом пути определяется по формуле

,

где q0 - средняя для состава нагрузка от оси на рельсы, т

,

0,94 кгc/т,

т.

Проверка массы состава Q на трогание с места осуществляется по формуле

,

где wTP - удельное сопротивление поезда при трогании с места, кгс/т;

FKTP - сила тяги электровоза, развиваемая при трогании с места, кгс.

,

где - удельные сопротивления при трогании с места локомотива, 4-, 6-, 8-осных вагонов на подшипниках скольжения и качения соответственно, кгс/т;

-весовая доля 4-,6-,8-осных вагонов в составе поезда соответственно.

Для подвижного состава на подшипниках скольжения

,

кгс/т,

1 кгс/т,

0/00.

Таким образом, электровоз ВЛ82 с силой тяги FKTP =47400 кгс обеспечит трогание с места поезда, составленного из 4-осных вагонов массой P+Q=4500 т на горизонтальном участке и всех подъёмах до =9,50/00 включительно.

3. Расчёт удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда

Ускоряющее усилие рассчитаем в следующей последовательности

, кгс,

где w0 - полное сопротивление движению поезда, кгс;

- удельное сопротивление движению электровоза, кгс/т;

- удельное сопротивление движению вагона, кгс/т.

, кгс,

где Fy - ускоряющая сила, действующая на поезд, кгс;

FK - касательная сила тяги электровоза, определяемая из тяговой

характеристики.

В расчётах используется упрощённая тяговая характеристика, имеющая пологий участок ограничения по сцеплению (от V=0 до V=Vp) и один крутой участок ограничения по ослаблению поля.

, кгс/т,

где fy - удельное ускоряющее усилие, действующее на поезд, кгс/т.

=3 · 200+0,94 · 4300 = 4642 кгс,

= 65300 - 4642 = 60658 кгс,

кгс/т.

Результаты расчёта занесём в таблицу 3.

Таблица 3

Расчётные данные для построения зависимости fy(V)

V,

wo',

wo",

wo' * P,

wo" * Q,

wo,

Fk,

Fy=Fk-wo,

fy= Fy /(P+Q),

км/ч

кгс/т

кгс/т

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс

кгс/т

0

1,900

1,081

380,000

4648,095

5028,095

65300

60271,905

13,39

5

1,946

1,102

389,250

4740,238

5129,488

57000

51870,512

11,53

10

2,005

1,129

401,000

4852,857

5253,857

54700

49446,143

10,99

15

2,076

1,160

415,250

4985,952

5401,202

53400

47998,798

10,67

20

2,160

1,195

432,000

5139,524

5571,524

52400

46828,476

10,41

30

2,365

1,281

473,000

5508,095

5981,095

50600

44618,905

9,92

40

2,620

1,386

524,000

5958,571

6482,571

49100

42617,429

9,47

51

2,958

1,523

591,650

6548,695

7140,345

47400

40259,655

8,95

55

3,096

1,579

619,250

6787,857

7407,107

36400

28992,893

6,44

60

3,280

1,652

656,000

7105,238

7761,238

28600

20838,762

4,63

65

3,476

1,731

695,250

7443,095

8138,345

22400

14261,655

3,17

70

3,685

1,814

737,000

7801,429

8538,429

17600

9061,571

2,01

80

4,140

1,995

828,000

8579,524

9407,524

11400

1992,476

0,44

90

4,645

2,195

929,000

9439,524

10368,524

7500

-2868,524

-0,64

100

5,200

2,414

1040,000

10381,429

11421,429

5000

-6421,429

-1,43

Таким образом, нами вычислены значения удельных ускоряющих сил, действующих на поезд во всём диапазоне эксплуатационных скоростей.

4. Расчёт основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге

Основное удельное сопротивление движению поезда на выбеге определяем по формуле

,

где wx - основное удельное сопротивление движению электровоза на выбеге, кгс/т.

Для бесстыкового пути значение определяется по формуле

=2,4+0,009·51+0,00035·512 = 3,77 кгс/т,

кгс/т.

Рассчитаем значения основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге при скоростях от v=0 до v=100 км/ч с интервалом =5 км/ч. Результаты расчёта представим в таблице 4.

Таблица 4

Расчётные данные для определения основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге

,

,

,

,

,

,

км/ч

кгс/т

кгс

кгс/т

кгс

кгс/т

0

2,40

480

1,081

4215,900

0,567

5

2,45

491

1,102

4297,800

0,578

10

2,53

505

1,129

4403,100

0,592

15

2,61

523

1,16

4524,000

0,609

20

2,72

544

1,195

4660,500

0,628

30

2,99

597

1,281

4995,900

0,675

40

3,32

664

1,386

5405,400

0,732

51

3,77

754

1,523

5939,700

0,808

55

3,95

791

1,579

6158,100

0,838

60

4,20

840

1,652

6442,800

0,879

65

4,46

893

1,731

6750,900

0,922

70

4,75

949

1,814

7074,600

0,968

80

5,36

1072

1,995

7780,500

1,068

90

6,05

1209

2,195

8560,500

1,179

100

6,80

1360

2,414

9414,600

1,300

спрямление путь сопротивление движение

5. Расчёт и построение кривых поезда

Графики зависимости v(s) и t(s) называются кривыми движения поезда. Скорость движения v(s) и время хода t(s) поезда можно определить аналитически или расчётно-графическими методами, предложенными А. И. Липецем и Г. В. Лебедевым. В курсовой работе предлагается кривые движения поезда построить расчётно-графическим методом. Этот метод позволяет использовать большие возможности ЭВМ и прослеживать физический процесс движения поезда. Координаты кривых v(s) и t(s) находятся по расчётным формулам для времени t и пути S при изменении скорости поезда от до путём решения уравнения движения поезда

, (1)

где 1+- коэффициент инерции вращающихся частей (1+=1,06);

P+Q - масса поезда, т;

dv/dt - ускорение движения поезда, м/с2;

Fу - равнодействующая всех сил, действующих на поезд, кгс.

Сила Fу равна алгебраической сумме силы тяги Fк, силы сопротивления движению Wк и силы торможения ВТ

Разделим обе части уравнения (1) на P+Q и заменим dv на и dt на t, поскольку мы имеем дело не с бесконечно малыми величинами.

, (2)

где fу - удельное ускоряющее усилие.

Если время t измеряется в с, скорость -в км/ч и ускоряющее усилие -в кгс/т, то уравнение (2) примет вид

, (3)

Среднее значение пути, пройденного поездом за промежуток времени t

S=t*Vcp, (4)

По формулам (3) и (4) определяется приращение времени t и пути S при изменении скорости на v. Ускоряющее усилие определяется для среднего значения скорости в интервале Vj. При расчёте и построении кривых движения интервалы Vj до значений V=Vj следует принимать не более 10 км/ч, а свыше этих значений -5 км/ч. Причём значение Vср должно совпадать с границей интервала. Пройденный путь S следует сопоставлять с продольным профилем пути. При достижении на подъёме скорости V=Vср отрезок пути будет располагаться параллельно оси абсцисс, так как удельная ускоряющая сила будет уравновешена удельным сопротивлением движению от подъёма.

Тогда время, затраченное на движение до следующего перелома профиля, определится по формуле

, мин

где Sу -расстояние от точки, в которой поезд достиг установившейся

скорости Vуст до следующего перелома профиля пути.

Если скорость поезда достигает максимально допустимого значения, то следует перейти на выбег.

6 Определение расхода электроэнергии на преодоление основного и дополнительного сопротивлений движению

Расход электроэнергии на преодоление основного сопротивления движению определяется по формуле

, Втч

То же дополнительного сопротивления движению:

, Втч

где L -длина всего участка пути, км;

Si -длина спрямлённого подъёма, км;

W0-среднее основное удельное сопротивление движению поезда, кгс/т;

Кхх - коэффициент, учитывающий долю времени следования на холостом ходу (без тока); в данном случае Кхх=0

Заключение

В данной расчетно-графической работе были спрямлены заданные участки пути и выполнена проверка возможности спрямления элементов профиля. Спрямление всех предложенных участков оказалась правомерным. Расчетный подъем составил 9,5о/о. По нему была определена масса состава, которая оказалась равной 4300 т, но проверка ее на трогание с места не выполнялась. Поэтому была рассчитана та масса состава, с которой электровоз ВЛ82 сможет тронуться с места на расчетном подъеме. В итоге масса состава Q=4500 т. Затем был выполнен расчет удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда, получены данные для построения кривой fy(V). Произведен расчет основного удельного сопротивления движению поезда на выбеге и получены данные для построения кривой wox(v). Далее расчетно-графическим методом были построены кривые движения поезда ( v(s) b t(s) ). Этот метод позволяет использовать большие возможности ЭВМ и прослеживать физический процесс движения поезда. В данной курсовой работе таблицы 3,4 и 5 были рассчитаны в программе Excel. Расчет производился для участка пути длиной 14550 м .

Список используемой литературы

1. Учебно-методическое пособие к курсовой работе «Элементы тяговых расчетов» А.М. Матва, В.Г. Рубан, С.А. Хачкинаян; РГУПС - Ростов н/Д, 2009. - 34 с.

2. Электрические железные дороги / под ред. А.В. Плакса. - М.: Транспорт, 1993. - 280 с.

Приложение

V

V

VСР

fy(VСР)

i

?t

Примечание

1

0

-

-

-

-

0

0

0

0

2

10

10

5

12,44

0

24

24

33

33

S1=800 м

3

20

10

15

11,55

0

26

50

108

142

4

25

5

22,5

11,15

0

13

64

84

226

5

30

5

27,5

10,90

0

14

77

105

331

6

35

5

32,5

10,66

0

14

91

127

458

7

40

5

37,5

10,42

0

14

106

150

608

8

45,45

5,45

42,725

10,16

0

16

122

191

799

9

50

4,55

47,725

9,15

4

15

136,78

198

1048

S2=3600 м

10

55

5

52,5

6,14

4

24

161,21

356

1404

11

60

5

57

4,10

4

37

197,80

579

1983

12

63

3

61,5

2,73

4

71

269

1213

3196

13

65

2

64

1,99

4

30

299

533

3730

14

66,8

1,8

66

1,84

4

25

324

458

4188

15

67,4

0,6

67,1

1,60

4

11

335

210

4398

16

70

1

69,5

1,29

0

23

358

449

4847

S3=1400 м

17

71,8

1,8

70,9

1,12

0

48

407

950

5796

18

71,6

-0,2

71,7

1,00

10

1

407

13

5813

S4=4000 м.

19

66

-5,6

68,8

1,40

10

20

427

373

6187

20

60

-6

63

2,41

10

24

450

415

6602

21

55

-5

57,5

3,92

10

25

475

394

6996

22

50

-5

52,5

6,14

10

39

514

567

7562

Расчетный подъем 9800 м.

23

48

-2

49

8,19

10

33

547

451

8014

24

46,6

-1,4

47,3

9,69

10

136

683

1786

9799

25

47

3,4

46,8

9,80

0

10

693

135

9935

S5=1200 м.

26

50

3

48,5

8,54

0

11

704

142

10077

27

55

5

52,5

6,14

0

24

728

356

10433

28

59,8

4,8

57,4

4,06

0

35

764

566

10999

29

60

0,2

59,9

3,80

-3,66

2

766

26

11025

S6=2250 м.

30

65

5

62,5

2,52

-3,66

60

825

1033

12059

31

68,7

3,7

66,85

1,73

-3,66

64

889

1191

13250

32

70

1,3

69,35

1,30

0

30

919

578

13828

S7=850 м.

Режим выбега.

33

70,55

0,55

70,275

1,18

0

14

933

272

14100

Конец участка

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчёт массы, веса и длины поезда при заданной загрузке вагонов. Эквивалентный уклон с учетом сопротивления от кривых. Сопротивление движению на кривом участке пути. Основное удельное сопротивление движению электровоза. Расчет мощности электровоза.

    курсовая работа [576,5 K], добавлен 16.12.2012

  • Условия движения поезда, силы, действующие на поезд, и законы его движения под их воздействием. Спрямление профиля пути. Масса состава, ее проверка на трогание с места. Длина состава и поезда, число вагонов и осей состава. Решение тормозной задачи.

    курсовая работа [174,5 K], добавлен 09.12.2013

  • Анализ профиля пути и расчетного подъема. Определение массы состава. Проверка на преодоление элементов профиля большей крутизны, чем расчётный подъём, которая заключается в расчёте скорости движения поезда для подъёмов. Расчет силы тяги локомотива.

    курсовая работа [591,5 K], добавлен 21.12.2010

  • Тяговые характеристики тепловоза 2ТЭ116. Определение основного средневзвешенного удельного сопротивления состава. Расчет массы состава, числа вагонов и длины поезда. Проверка массы на трогание с места. Равнодействующие силы при разных режимах движения.

    курсовая работа [186,5 K], добавлен 29.10.2013

  • Определение массы состава при движении поезда по расчетному подъему. Построение диаграмм удельных сил, действующих на поезд. Расчет скорости и времени хода поезда графическим методом. Расход топлива тепловоза. Проверка тяговых машин локомотивов на нагрев.

    курсовая работа [823,3 K], добавлен 23.05.2015

  • Определение длины тормозного пути и времени торможения поезда при экстренном торможении способом ПТР. Расчет основного удельного сопротивления состава в режиме выбега и поезда. Определение осевой нагрузки для каждой группы вагонов, длины состава.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 24.10.2015

  • Определение массы железнодорожного состава, анализ профиля пути и выбор расчетного подъема. Проверка полученной массы состава и спрямление профиля пути на участке железной дороги. Расчет времени хода поезда по участку способом равновесных скоростей.

    курсовая работа [269,4 K], добавлен 08.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.