Подвижной состав и тяга поездов

1 АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЁТНОГО ПОДЪЕМА

 

Расчетный подъем – это  наиболее трудный для движения в  данном         направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяге локомотива.

Величину расчетного подъема i_р выбираем в зависимости от типа профиля для каждого перегона и на этой основе – для всего заданного участка.

Анализируя заданный профиль пути видно, что наряду с  подъемом      большой протяженностью имеется подъем с большей крутизной, но небольшой длиной (i = 8 ‰, s = 1200 м), условия подхода к которому таковы, что возможно прохождение его за счет использования кинетической энергии без снижения    скорости движения поезда ниже расчетной скорости локомотива. За расчетный же принимаем подъем меньшей крутизны, но большей длины (i = 7 ‰, s = 4800 м).

За расчетный подъем выбираем элемент № 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ состава

 

Масса состава – один из важнейших показателей работы                          железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную      способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической электроэнергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового     состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных   качеств локомотива.

Для выбранного расчетного подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле

 

                                         

,         (1)

 

где F_кр – расчетная сила тяги локомотива, F_кр = 490000 Н [1];

                 Р – расчетная масса локомотива, Р = 190 т [1];

             w₀’ – основное удельное сопротивление локомотива, Н/т;

              w₀” – основное удельное сопротивление состава, Н/т;

                 i_р – крутизна расчетного подъема, ‰.

Для заданного профиля  пути крутизна расчётного подъёма                       составляет

 

                                             ,                                                          (2)

                                                           

где ─ фиктивное сопротивление от кривой, ‰.

 

                                             ,                                                            (3)

где R  ─ радиус кривой;

 

                                              ‰,

 

                                               ‰=7,47‰

Величины w₀’ и w₀” определяют для расчетной скорости                           локомотива. Основное удельное сопротивление локомотива, Н/т, рассчитаем по   формуле

 

                                       ,         (4)

 

где v – расчетная скорость локомотива, v = 44,2км/ч [1].

 

                         Н/т.

Основное удельное сопротивление состава, Н/т, рассчитаем по формуле

 

                                       ,         (5)

 

где α, β, γ – соответственно доли 4-, 6- и 8-осных вагонов в составе по

                            массе;  

               w₀₄” – основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов;

                               Н/т:

при подшипниках скольжения:

 

                                       ,

 

 

при подшипниках качения:

          (6)         

                  w₀₆” – основное удельное сопротивление 6-осных груженых    

                                 вагонов, Н/т:                

                                   

;                                                 (7)

 

                       w₀₈” – основное удельное сопротивление 8-осных груженых    

                                       вагонов, Н/т:

                                 

                                          (8)

 

где q₀₄, q₀₆, q₀₈ – масса, приходящаяся на одну колесную пару                     

                                      соответственно  4-, 6-, 8-осного вагона, т/ось,

                                        

, , ,                                   (9,10,11)

 

где q₄, q₆, q₈ – масса брутто соответственно 4-, 6- и 8-осного вагона, т.

 

                                                  

т/ось,

                                                

т/ось,

                                                

т/ось,

                   

Н/т,

              

Н/т

Н/т,

                   

Н/т,

             

Н/т,

                   

т.

Полученное значение массы состава округляем до значения Q = 5700 т и данное значение используем в дальнейших расчетах [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ПРОВЕРКА  ПОЛУЧЕНОЙ МАССЫ СОСТАВА НА                      ПРОХОЖДЕНИЕ ПОДЪЁМОВ БОЛЬШЕЙ КРУТИЗНЫ, ЧЕМ                РАСЧЁТНЫЙ С УЧЁТОМ НАКОПЛЕННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ          ЭНЕРГИИ

Проверку  выполняем путём аналитического интегрирования уравнения движения поезда с помощью выражения

                            

  ,                           (12)

 

где r_{ср ─}удельная замедляющая сила для средней на                                      

                       рассматриваемом интервале скорости, Н/т;                           

                                         

  ,                                            (13)

 

Основные сопротивления  локомотива

                                                

  ,                                            (14)

 

Основное сопротивление вагонов

                                                

                                              

,                                             (15)

 

Основное сопротивление поезда

                                          

    ,                                             (16)

                                                    

  ,                                        (17)

                                              

,                           (18)

                                                 

   ,                                       (19)

                                                          

,                                                (20)

                                                              

 

Рассмотрим случай, когда v_ср=80 км/ч.

 

 Н/т,

 

 Н

Принимаю  Н

 

,

 Н/т,

 

Н,

 

 м,

Все расчёты сводим в таблицу 1

Таблица 1─ Расчёт движения поезда по подъёму с уклоном 8‰

V1, км/ч	V2, км/ч	Vср,км/ч	Fк, Н	w0, Н/т	W0, , Н	w0,, , Н/т	W0,, , Н	W0, Н	Fк-W0, Н	fк-w0, Н/т	fк-wк, Н/т	Si, м
85	75	80	225000	46,2	9000	20	114000	12300	102000	17,4	-62,6	1065
75	65	70	300000	40,7	8000	18	103000	111000	189000	32,2	-47,8	1221

 

Так как S_i=1221 > S=1200м поезд преодолевает подъём в 8‰  и              скорость его не опускается ниже расчётной.  

 

4 ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕНОЙ МАССЫ СОСТАВА НА ТРОГАНИЕ И                      ПО ДЛИНЕ ПРИЁМО─ОТПР АВОЧНЫХ ПУТЕЙ

 

4.1 Проверка массы состава  на трогание с места

Проверку выполняем по формуле

                                     ,                                           (21)

где F_{к тр}─ сила тяги локомотива при трогании , Н; F_{к тр}=662000 Н [1];

             w_тр ─ удельное сопротивление движению поезда при трогании,     

                         Н/т ;

                  i_тр─ уклон элемента на котором осуществляется трогание, ‰ .

Удельное сопротивление  при трогании определяется по формуле 

                                 (22)                                  

Определим число осей однотипных вагонов каждой группы

                                                   ,                                                   (23)

                                                 ,                                                     (24)

                                                  ,                                                     (25)

                                              ,                                             (26)

 

осей,

 

осей,

 

оси,

 

оси,

 

Н/т,

 

 

т,

 

Так как Q_тр =34470т > Q=5700т ,то заданный локомотив сможет тронуть с места расчитаную массу состава на любом остановочном пункте данного         профиля.

4.2 Проверка по длине  приёмо─отправочных путей

Для проверки определим длину поезда

 

,

 

где l_л─ длина локомотива, м, l_л=33м [1];

        l_c─ длина состава, м;

       10─ допуск на неточность установки поезда.

Количество 4-х, 6-ти, 8-ми –осных вагонов соответственно

 

                                                  ,                                                   (27)

 

                                                   ,                                                   (28)

 

                                                   ,                                                  (29)

где   m-масса вагона брутто,т

 

Тогда длина состава равна