Экмплуатация подвижного состава

Содержание

 

Введение.............................................................................................................................2

 

1. Спрямление профиля пути............................................................................................3                                                                                                           

  1.1 Определение фиктивного подъема спрямленного участка.................................4

     1.2 Проверка допустимости спрямления....................................................................5

     1.3 Определение фиктивного добавочного подъема от кривых...............................6

     1.4 Определение окончательных уклонов спрямленных участков..........................6

2. Определение веса состава..............................................................................................7

3. Проверка состава на прохождение наиболее трудного подъема с использованием кинетической энергией.......................................................................................................9

4. Проверка веса состава на трогание с места.................................................................12

5. Проверка веса поезда по длине приемоотправочных путей станции.......................13

6. Расчет данных для построения диаграммы удельных ускоряющих сил..................15

 7. Определение допустимой скорости движения по наиболее крутому спуску с учетом  тормозного обеспечения поезда.........................................................................19

8.Построение кривых скорости и времени хода поезда по участку.............................21

Заключение.........................................................................................................................23

Литература..........................................................................................................................24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Тяговые расчеты - важная часть науки о тяге поездов. Методы тяговых расчетов включают комплекс способов и приемов определения массы состава, скорости движения и времени хода по перегону, расхода топлива, воды и электрической энергии на тягу, решение тормозных задач.

Это далеко не полный перечень вопросов, комплекс которых и составляет содержание курса теории тяги поездов и по прикладной части - тяговых расчетов.

Решение всех этих вопросов в свою очередь служит основанием для составления графиков движения поездов, оборота локомотивов; определения пропускной и провозной способности расчетов по размещению остановочных пунктов, тяговых подстанций, складов топлива, пунктов экипировки, размещению локомотивного парка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Спрямление профиля пути

 

Спрямление профиля пути состоит в замене действительного профиля некоторым фиктивным  с малым количеством элементов, что позволяет  уменьшить   объём   последующих   спрямлений   при   выполнении   тяговых расчетов.

Для спрямления подбирают соседние элементы действительного профиля одного знака, мало отличающиеся друг от друга по крутизне и имеющие относительно небольшую длину. Спрямленный профиль должен сохранить особенности заданного профиля. Элементы, на которых расположены остановочные пункты, не спрямляют. Площадки могут спрямляться как с подъёмами, так и со спусками.

При соблюдении определенных условий спрямления работа, затраченная локомотивом на перемещение состава по действительному и спрямленному профилю, средняя скорость и время движения будут одни и те же.

Спрямления профиля пути выполняется в следующем порядке:

1.1 Определяется фиктивный уклон спрямленного участка по формуле:

                                                                                                                 (1)        

 
 где - уклон каждого из элементов профиля, входящих в спрямленный участок, ‰           - длина каждого из элементов профиля , входящих в стремленный участок ,м             - длина спрямленного участка, м

‰

‰

2,5‰

‰

 

 

1.2 Проверяется каждый элемент  спрямленного участка на допустимость  спрямления.

    Возможность спрямления каждого элемента действительного профиля , входящего в спрямленный участок, проверяется по формуле:

                                                                               (2)

где - длина проверяемого элемента, м

       - абсолютная разность между фиктивным уклоном спрямленного участка и действительным уклоном проверяемого элемента, ‰

Проверке должен подвергаться каждый элемент, входящий в спрямленный участок проверяемого элемента. Если неравенство (2) не соблюдается, то спрямление недопустимо, и элемент из него исключается.

Проверка допустимости спрямления:

2-4) 

6-8) 

Условие 6-го элемента не  соблюдено, значит до 5-го элемента спрямление не подлежит.

10-11) 

13-14) 

Условие соблюдено, элементы спрямляются.

 

1.3  Определяется фиктивный добавочный  подъем от кривых.

Фиктивный добавочный подъем от кривых , если они имеются на элементах спрямленного участка, определяется по формуле:

- при заданном радиусе и длине кривой .

=                                                                            (3)

- при заданном центральном угле  поворота

                                                                             (4)

Если на элементах профиля, не попавших в спрямляемые участки, есть кривые, то для этих элементов тоже следует определить величину и соответствующим образом изменить уклон данного элемента. При этом площадка превратится в подъем, равный , уклон спуска уменьшится, а подъем - увеличится на величину .

Фиктивный добавочный подъем от кривой:

‰

= ‰

Фиктивный добавочный подъем: 

 
1.4 Определяется окончательный уклон  спрямленного участка.

Окончательная величина уклона спрямленного участка определяется по формуле:

=  ±                                                                       (5)

 

= -3,4+0,2 = -3,2‰

= -2,5+0,2=-2,3‰

2. Определение веса состава

Для определение веса состава необходимо мысленно проанализировать спрямленный профиль и решить вопрос о выборе расчетного подъема. Расчетным называется такой подъём двигаясь по которому с расчетными значениям скорости и силы тяги  локомотив может перемещать состав соответствующего веса, который определяется по формуле:

                                                                   (6)

где  - расчетная сила тяги локомотива, 21 000 кг

       - расчетная масса локомотива, т

       - основное удельное сопротивление движению локомотива, кг/т

                                                      (7)

- расчетная скорость, 11км/ч

кг/т

       - основное удельное сопротивление движению вагонов, кг/т

       - расчетный (руководящий) подъем, ‰

Как правило, за расчетный (руководящий) подъем принимается не самый крутой участок, что позволяет получить достаточно большой вес состава. Но в этом случае необходимо оценить условия прохождения поездом наиболее крутых элементов профиля. Во-первых, с точки зрения условий подхода к подъему - есть ли возможность для разгона и создания запаса скорости выше расчетной, т.е. для накопления кинетической энергии, которая позволит поезду преодолеть подъем. При этом должны также учитываться динамические качества локомотива. Во-вторых, необходимо учитывать длину крутого подъема - чем она меньше, тем легче поезду его преодолевать.

Таким образом, чем благоприятнее условия для разгона и накопления кинетической энергии, меньше длина крутого подъема и лучше динамические качества локомотива, тем меньшую величину расчетного подъема можно принять и, следовательно, получить больший вес состава.

Основное удельное сопротивление движению поезда, состоящего из вагонов разных типов, определяется по формуле:

                                                          (7)

где  и - весовые доли вагонов данного типа в поезде,

                                                            (8)

                                                                             (9)

       - процентное отношение вагонов данного типа в поезде, %;

       - вес вагона брутто,

    и - основные удельные сопротивления движению вагонов данного типа,

                                                                                 (10)

                                                                                (11)

                                                                                                      (12)

                                                                                                           (13)

где   - вес тары вагона, 69т., 85т

        - грузоподъемность вагона  22т., 28т.

- коэффициент использования грузоподъемности (0,92; 0,81)

Основное удельное сопротивление движению вагонов зависит от нагрузки на ось, которая определяется по формуле:

                                                                             (14)

где   n - осность вагона, ( 4 и 6)

 

кг/т

 кг/т

кг/т

т.

 

3. Проверка состава на прохождение наиболее трудного подъема с использованием кинетической энергией

    Если  настоящая проверка покажет, что в конце трудного подъема скорость не снизилась меньше расчетной, то такой подъем поезд преодолевает нормально. Допускается в конце трудного подъема иметь скорость ниже расчетной, но не более, чем на 10-15%, при этом путь, проходимый поездом с пониженной скоростью, не должен превышать 500м.

      Проверка выполняется  аналитическим способом по формуле:

 

                        

                                            (15)

 

где  - S – путь,  проходимый поездом с использованием кинетической энергии, м;

Vн – скорость поезда в начале проверяемого подъема, км/ч;

Vк – скорость поезда в конце проверяемого подъема, км/ч;

(fk - )– средняя ускоряющая сила, действующая на поезд на проверяемом участке пути, кг/т;

fk – средняя удельная сила тяги локомотива кг/т;

– полное среднее удельное сопротивление движению поезда, кг/т.

       Скорость поезда  в начале проверяемого подъема  принимают ориентировочно, исходя  из профиля пути , предшествующему подъему, так как точное определение этой скорости может потребовать большого объема вычислений.

Скорость поезда  в конце проверяемого подъема должна быть равна расчетной.

Задавшись ориентировочно скоростью поезда в начале проверяемого подъема Vн = 20 км/ч, и считая, что в конце подъема она будет равна расчетной скорости локомотива Vк  = 11км/ч, получаем скоростной интервал (Vн  - Vк  ), который можно использовать на определение подъема. С целью повышения точности аналитического расчета интервалы изменения скорости следует принимать не более 10км/ч. Тогда

                                     

                                                           (16)

где - путь, проходимый поездом в каждом интервале изменения скорости, м.

Для каждого интервала скорости находим среднюю скорость

                               

                                                       (17)

Затем по тяговой характеристике локомотива определяем силу тяги Fk  , соответствующую средней скорости в интервале , и по формуле

                                                    (18)

среднюю удельную силу тяги. Для той же средней скорости определяем основные удельные сопротивления локомотива и вагонов и подсчитываем среднее удельное сопротивление поезда

                                     (19)

где i - уклон проверяемого подъема, ‰.

После этого по формуле (15) находим отрезок пути , проходимый поездом в рассматриваемом интервале изменения скорости. Аналогично выполняются вычисления для остальных интервалов изменения скорости в промежутке (Vн  - Vк  ).

При Vн  =30 км/ч , Vк  =20 км/ч:

 

км/ч

 

м.

 

При Vн  =30 км/ч , Vк  =20 км/ч:

км/ч.

 

 

При Vн  =40 км/ч , Vк  =30 км/ч:

Проверка считается удовлетворительной, если выполняется условие

                                                                                                              (20)

где  Sпр - длина проверяемого пролета, 800м.

  = 277+484,9+648,7=1410 м.

1410>>800 - условие выполняется, значит  расчетный подъем и вес состава  для заданного профиля пути  определены правильно.

 

4. Проверка веса состава на трогание с места

Проверку веса состава по условиям трогания на остановочных пунктах выполняется по формуле:

               (21)

 

 

где   Fк тр – сила тяги локомотива при трогание с места, 35400кг;

          iтр – величина  подъёма на остановочной площадке, 0‰

          ωтр – удельное сопротивление движению состава при трогание с места, кг/т.

    Для роликовых подшипников:

 

  кг/т                              (21)