Тяговые расчеты

Глава7.

Тяговые расчеты.

7.1. Расчеты удельных  сил основного сопротивления  движению  локомотива.

Основное удельное сопротивление  движению локомотива:

В режиме тяги W₀ = a₀ + a₁ + a₂ v² ;  (7.1).

В режиме холостого хода : W_x = b₀ +b₁V + b₂V². (7.2).

Значение основных удельных сопротивлений  движению локомотива, приведены в  таблице.

Коэффициенты a₀, a₁, a₂  и b₁,  b₂, b₃ взяты из табл. 1.2./2/.|

Значение W'₀  и W_x    Табл.№19.

V1 Км/ч	W'0 Н/кН	Wx Н/кН	V1 Км/ч	W'0 Н/кН	Wx Н/кН	V1 Км/ч	W'0 Н/кН	Wx Н/кН
0	1,9	2,4	46,7*	3,02	3,68	70	4,07	4,88
10	2,03	2,54	50	3,15	3,82	80	4,61	5,52
20	2,22	2,76	57,5	3,47	4,19	90	5,23	6,22
30	2,47	3,04	60	3,58	4,32	100	5,90	7,00
40	2,78	3,40

  

Основное средневзвешенное удельное сопротивление вагонного состава:

1. Определяем между брутто вагонов как сумму массы тары вагона q_т и грузоподъемности q_гр умноженной на коэффициент полногрузости β

q_бр = q_т + βq_гр    (7.3).

2. Значение q_т и q_гр принимаем по табл. 1.4. | 3 |, β – по табл.

 Находим массу, приходящую на ось вагона, т/ось

q₀ =  (7.4).

где m – число осей вагона.

3. Вычисляем основное удельное сопротивление движению вагона:

  (7.5).

 

Коэффициенты a, b, c и d  из табл. 1.5. /2/.

W^"₀ = W^"₀₍₄₎α₄ + W^"₀₍₈₎α₈ = (0.86+0.0053v+0.000132v²)*0.82+(1.00+0.019v+0.000103v²)*0.18 = 0.89+0.00467v+0.000127v²

Значение средневзвешенного  основного удельного сопротивления  движению вагонного состава приведены  в  табл.№20.

V1 км/ч	W"0, Н/кН	V1 км/ч	W"0 км/ч	V1 км/ч	W"0 км/ч
0	0,89	46,7	1,38	70	1,83
10	0,95	50	1,44	80	2,07
20	1,03	57,5	1,57	90	2,34
30	1,14	60	1,63	100	2,63
40	1,28

Расчет длины и массы  состава

Масса состава    ,  (7.6).

Где g = 9,81

Значение расчетной силы шаги F_кр и массы локомотива Р из приложения 1, табл. 1 /2/. Значения W^'₀ и W^"₀ при расчетной скорости берутся из табл.№20.

т

Масса поезда = 276 + 2930 = 3206 т

Масса состава проверяется по условию  трогания поезда с места. Масса состава Q должна быть не больше массы состава  при трогании с места:

,   (7.7).

Силу тяги при трогании с места F_ктр принимаем по приложению 1. табл.1. /2/.

Удельное средневзвешенное сопротивление  состава при трогании с места.

4. Находим долю вагонов i-й категории в составе по массе:

; (7.8).

Количество вагонов i-й категории  Y в составе (в %) из табл.

Проверка правильности вычисления α_i:

5. Определяем средневзвешенное сопротивление вагонного состава, включающего к категории вагонов

 (7.9).

тогда:   q_бр(4)= 22,4+0,90*63,0 = 79,1 (т)

q_бр(8) = 43,7+0,90*125,0 = 156,2 (т)

4 – осного  q_{0(4) =}   т/ось;

8 – осного q₀₍₈₎ =    т/ось;

Основное удельное сопротивление  движению вагонов:

4 – осного  W^"₀₍₄₎=

     8 – осного W^"₀₍₈₎ =

Доля по массе в составе вагонов:

4 – осных 

8 – осных 

Проверка:    α₄ + α₈ = 0,82+0,18 = 1,00

Средневзвешенное основное удельное сопротивление движению вагонного  состава:

 (7.10).

Удельное средневзвешенное сопротивление при трогании с места вагона i-й категории:

 (7.11).

Сопротивление вагонов при трогании с места:

4 – осных             ;

4 – осных            ;

Удельное сопротивление состава при трогании с места

W_тр = 1,04*0,82+1,05*0,18 = 1,04

Примем уклон профиля раздельного  пункта i_тр = 2,5%

= 26525 (т) >Q = 2930 т.

Поскольку Q_тр>Q, то условие проверки выполняется.

Длина состава      (7.12).

Где m_i - число вагонов i-й категории;

L – длина вагона i-й категории;

Потребная длина приема отправочных  путей

L_{по(потр)} = ln+10,  (7.13).

Где 10м пропуск на установку  поезда на раздельном пункте.

Длина локомотивов и вагонов  для определения длины поезда из табл. 1 приложении 1  и из табл. 1.4. /2/.

Число вагонов:

4 – осных  

_{8 – осных}  

_{Длина состава:   ln = 30*14+3*20=480 м.}

_{Длина поезда   ln = 480+1*50=530 м.}

L_{по(потр)} = 530+10 = 540 м.

7.2. Расчеты удельных тормозных сил поезда.

Удельная тормозная сила поезда, Н/кН.

b_т = 1000φ_крV_р (7.14)

Расчетный коэффициент трения для  стандартных чугунных колодок определяется по эмпирической формуле:

   (7.15).

Расчетный тормозной коэффициент поезда:

  (7.16).

Суммарное тормозное нажатие 

Sк_р = m_лК_р(л) +К_р(b)Sn_im_i, (7.17).

Где m_л – число тормозных осей локомотива;

Sn_im_i – число осей в составе.

Расчетные силы нажатия К_р чугунных колодок локомотива и грузовых вагонов:

• Грузовые вагоны 69 кН
• Электровозы 137 кН

Учетные массы и число тормозных  осей локомотивов из табл. 1 в приложении 1 /2/.

Суммарное тормозное нажатие:

Sк_р = 8*137+(30*4+3*8)*69 = 11032 кН (7.18).

Расчетный тормозной коэффициент

 

Значение удельных тормозных  сил, приведен в   табл.№21.

V1 км/ч	φкр	bт	V1 км/ч	φкр	bт	V1 км/ч	φкр	bт
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,270	94,5	40	0,126	44,1	80	0,097	33,95
10	0,198	69,3	50	0,116	40,6	90	0,093	32,55
1	2	3	4	5	6	7	8	9
20	0,162	56,7	60	0,108	37,8	100	0,090	31,5
30	0,140	49	70	0,102	35,7

7.3. Расчеты удельных сил тяги.

Удельные силы тяги:

 (7.19).

Касательную силу тяги F_к принимаем по тяговым характеристикам локомотива из приложения 1, табл.2./2/.

Значение f_{к  ,}                                               табл.№22.             

V км/ч	Fк, Н	fк, Н/кН	V км/ч	Fк, н	fк, Н/кН
0	921160	29,28	57,5	656290	20,86
10	771060	24,51	60	590070	19,76
20	738690	23,48	70	595830	12,56
30	713670	22,69	80	294300	9,35
40	691600	21,98	90	220720	7,01
46,7	676890	21,52	100	164800	5,23
50	671010	21,33

7.4.Расчет удельных равнодействующих сил.

Удельные равнодействующие силы rº  рассчитываем на прямом горизонтальном участке пути для трех режимов  движения поезда: тяги, холостого хода и торможения.

 

В режиме тяги удельные равнодействующие силы:

rº = f_к – W₀  (7.19). 

Основное удельное сопротивление  поезда в режиме тяги

 (7.20).

Значение W'₀ и W"₀ принимаем по табл.  Значение f_к принимаем тоже

по табл.№20.

В режиме холостого хода удельные равнодействующие силы

  (7.21).

Значения W_х из табл.№19.

В режиме торможения удельные равнодействующие силы

rº = – (W_0х +αb_т)  (7.22).

Коэффициент использования тормозной  силы принимаем:

При экстренном торможении α = 1

При остановках на раздельных пунктах, предусмотренных графиком движения α = 0,5

Удельная равнодействующая сила на элементе пути, расположенном на уклоне и в кривой    r_i=r₀-i_к,  (7.23).

Где i_к – приведенный уклон с учетом знака (подъем – плюс, спуск - минус)

 

Значения удельных равнодействующих сил приведены в  табл.№23.

V км/ч	fк Н/кН	W'0P Н	W"0Q Н	W0 Н/кН	r0(тяг) Н/кН	WхP Н	r0(хх) Н/кН	bт Н/кН	Экстр r0(тор), Н/кН (α=1)	Служ r0(тор) Н/кН (α)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0	29,28	524	2608	0,97	28,31	662	1,01	94,5	95,51	48,26
10	24,51	560	2784	1,04	23,43	701	1,08	69,3	71,1	35,73
20	23,48	613	3018	1,13	22,35	762	1,17	56,7	57,87	29,52
30	22,69	406	3340	1,16	21,53	839	1,30	49,0	50,3	25,8
40	21,98	767	3750	1,40	20,58	938	1,46	44,1	45,56	24,24
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
46,7	21,52	834	4043	1,52	20,0	1016	-	-	-	-
50	21,33	869	4219	1,58	19,75	1054	1,64	40,6	42,24	22,76
57,5	20,86	958	4600	1,73	19,13	1156	-	-	-	-
60	18,76	988	4776	1,79	16,97	1192	1,86	37,8	39,66	20,54
70	12,58	1123	5362	2,02	10,56	1347	2,09	35,7	38,5	19,94
80	9,35	1275	6065	2,28	7,07	1523	2,36	33,95	36,31	19,33
90	7,01	1443	6856	2,58	4,43	1716,7	2,67	32,55	35,13	18,94
100	5,23	1628	7706	2,91	2,32	1932	3,00	31,5	34,5	18,75