Экмплуатация подвижного состава

где – средняя осевая нагрузка состава, т/ось.

Если в поезде имеются вагоны разных типов, то средняя осевая нагрузка состава определяется с учетом весовых долей вагонов каждого типа по формуле

                                                                                  (22)

где  - осевые нагрузки разных типов, т/ось.

 т/ось.                         (23)

=0,8*21,4+0,2*16,2=20,4 т/ось.

Вес состава, найденный по условиям трогания с места, должен быть больше или равен весу, полученному для условия равномерного движения на расчетном подъеме.

Qтр >>Q                                           (24)

34586>>3200  - условие выполняется.

 

 

5. Проверка веса поезда по длине приемоотправочных путей станции

Проверка веса поезда по длине приемоотправочных путей выполняется по формуле

                                   (25)

где - длина приемо-отправочных путей станции, 850м ;

          - длина локомотива по осям автосцепок, 17м ;

       - длина вагона по осям автосцепок, 6-осных 17м ; 4-осных 14м.

        10 – расстояние от локомотива до входного светофора.

Вес , который определяется исходя из длины приемо-отправочных путей с учетом весовых долей вагонов определяется по формуле:

                               (26)

т.

Так как поезд ограничен длиной и вес состава 3200т. , используем вес равный  4938т.

Точное число вагонов каждого типа определяется по формуле:

                                                         (27)

При Q=4938 т.:

При Q=3200 т.:

Полный вес состава с грузом и тарой вагонов находится по формуле:

                                                  (28)

т.

Полученный вес состава округляем с точностью до 50т. Получается вес равный 3200т.

Полученный вес используем при расчете данных для диаграммы удельных ускоряющих сил.

Вес состава нетто - чистый вес груза, перевозимого в поезде, определяется по формуле:

                                       (29)

т.

м.

850 841 - условие выполняется.

Результат проверки удовлетворителен, значит поезд войдет на приемо-отправочные пути станции.

Количество поездов, необходимое для выполнения годового объема перевозок по подъездному пути, определяется по формуле:

 поезд/год.                                                        (30)

где  Г - годовой грузооборот, 12 000 000т.

поезд./год.

 

6. Расчет данных для построения диаграммы 
удельных ускоряющих сил

Диаграмма удельных ускоряющих сил рассчитывается и строится для конкретного поезда с весом локомотива P и весом состава Q при условии, что движение происходит на прямом горизонтальном пути. Построение выполняется в определенном масштабе, что позволяет использовать диаграмму удельных ускоряющих сил для построения кривых скорости υ(S) и времени хода поезда по участку t(s) методом графического интегрирования.

Диаграмма удельных ускоряющих сил состоит из четырех кривых:

1. fy=φ1(υ) – кривая ускоряющей силы (поезд движется в тяговом режиме);
2. ωох= φ2(υ) – кривая выбега или холостого хода;
3. (ωох+0,5BT)= φ3(υ) – кривая служебного торможения;
4. (ωох+BT)= φ4(υ) – кривая экстренного торможения (строится при решении тормозной задачи).

Результаты расчетов сводятся в табл. 1-3.

Для построения кривой удельной ускоряющей силы используется тяговая характеристика локомотива Fk=f(υ).

В колонку 1(таблицы 1) вносятся значения скорости от 0 до конструкционной через 10 км/ч, расчетная скорость локомотива и скорости характерных точек тяговой характеристики, а в колонку 2- соответствующие этим скоростям значения силы тяги локомотива. Характерными точками тяговой характеристики, являются точка выхода на автоматическую характеристику и точки перехода с одного режима работы тяговых электродвигателей на другой. Значения основных удельных сопротивлений локомотива и состава (колонки 3 и 5) подсчитываются при соответствующих скоростях по эмпирическим формулам.

Таблица 1. Режим тяги на площадке.

0	35400	1,9	228	1,2	3840	4068	9,4
5	32100	2,03	243,6	1,2	3840	4083,6	8,4
7,1	31000	2,1	252	1,3	4160	4412	8
10	23100	2,3	276	1,3	4160	4436	5,6
11	21100	2,4	288	1,3	4160	4448	5
13	16300	2,5	300	1,3	4160	4460	3,6
15	14700	2,7	3245	1,3	4160	4484	3,1
20	11200	3,3	396	1,4	4480	4876	1,9
22	10200	3,6	432	1,4	4480	4912	1,6
25	9200	4,03	483,6	1,4	4480	4963,6	1,3
29	8070	4,7	564	1,5	4800	5364	0,8
30	7600	4,9	588	1,5	4800	5388	0,7
40	5900	7,1	852	1,7	5440	6292	-0,1
50	4620	9,9	1188	1,9	6080	7268	-0,8
60	3900	13,3	1596	2,1	6720	8316	-1,3
70	3380	17,3	2076	2,4	7680	9756	-1,9
80	2700	21,9	2628	2,7	8640	12228	-2,9
90	2100	27,1	3552	3	9600	12852	-3,2
100	1660	32,9	3948	3,4	10880	14828	-4

 

    Кривая холостого хода, в отличие от кривой ускоряющей  силы, не связана с тяговой  характеристикой локомотива, так  как при движении поезда в  режиме холостого хода сила  тяги на движущие колеса локомотива  не действует. Поэтому, в колонку 1 (табл.2) вносим только значения скорости от 0 до конструкционной через 10 км/ч.

    В колонку 2 вносим значения  основных удельных сопротивлений  локомотива при соответствующих  скоростях в режиме холостого  хода, которые определяются по формуле:

 (31)

    Колонку 4 для соответствующих скоростей вносятся данные из колонки 6 (т.1).

Таблица 2. Режим выбега на площадку.

0	2,4	288	3840	4128	1,2
10	2,5	300	4160	4460	1,3
20	2,8	336	4480	4816	1,5
30	3,05	366	4800	5166	1,6
40	3,4	408	5440	5848	1,8
50	3,8	456	6080	6536	2
60	4,3	516	6720	7236	2,2
70	4,9	588	7680	8268	2,5
80	55	660	8640	9300	2,8
90	6,2	744	9600	10344	3,1
100	7	840	10880	11720	3,5

 

    В колонку 1 (табл. 3) вносим  также только значение скорости  от 0 до конструкционной через 10 км/ч.

    В колонку 2 переносим  данные колонки 6 (табл. 2). В колонку 3 заносим величину расчетного тормозного коэффициента поезда, который определяется по формуле:

                                 (32)

где: SКр – суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда. Нажатие колодок и его вес учитывается при торможении на спусках более 20%о.

SКр=

                (33)

    Величины расчетных  нажатий тормозных колодок на  ось принимается для различных  типов вагонов.

    Значение расчетного  коэффициента трения тормозной  колодки о колею определяются в зависимости от материала колодок по различным формулам.

    Для наиболее широко  применяемых чугунных тормозных  колодок этот коэффициент определяется  по формуле:

(34)

    Значения 1000j, подсчитанные для соответствующих скоростей вносим в колонку 4 (табл. 3).

    В колонку 5 вносим величины  удельной тормозной силы поезда  при различных скоростях, в колонку 6 вносим значение полной тормозной  силы, которая используется при  расчетах экстренного торможения.

Таблица 3. Режимы ступенчатого и экстренного торможения на площадке.

0	1,2	0,3	270	81	82,2	41,7
10	1,3		198	59,4	60,7	31,
20	1,5		162	48	49,5	25,5
30	1,6		140,4	42,1	43,7	22,7
40	1,8		126	37,8	39,6	20,7
50	2		116	34,8	36,8	19,4
60	2,2		108	32,4	34,6	18,4
70	2,5		102	30,6	33,1	17,8
80	2,8		97,2	29,2	32	17,4
90	3,1		93,3	28	31,1	17,1
100	3,5		90	27	30,5	17

 

    Выполнив, таким образом, расчеты, строим диаграмму  удельных ускоряющих сил (см. приложение 2).

 

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

 

Для обеспечения безопасного движения необходимо, чтобы поезд можно было оставить на любом участке, не превышая длину расчетного пути. Очевидно, что это условие труднее всего выполнить, если тормозить придется на крутом спуске. Поэтому перед тем как приступить к построению кривой скорости хода поезда по участку V(S) , следует решить тормозную задачу, состоящую в определении максимальной допустимой скорости движения по наибольшему спуску, исходя из имеющихся тормозных средств. В курсовой работе эта задача решается графическим способом.

Задачу решаем в следующем порядке:

1. По данным таблицы 3 строим графическую зависимость удельной замедляющей силы  при экстренном торможении от скорости (Wox+BT)=F(V), а справа располагаем систему координат V-S ( см. приложение ). Оси скоростей V в обеих системах должны быть параллельными, а оси удельных сил  (Wox+BT) и путь S  лежать на одной прямой.
2. В координатах V и S строим зависимость Sn(V)

 

Sn=0,278VH*tn      (35)

Где : VH- начальная скорость торможения, км/ч;

         tn – время подготовки тормозов к действию, с.

tn=

        (36)

ic – крутизна спуска, для которого решается тормозная задача, 3,2‰;

вm – удельная тормозная сила при начальной скорости торможения (берется из таблицы 2).

Так как формула (32) представляет собой линейную зависимость, то графически это будет прямая линия, которую можно построить по двум точкам. Первая точка будет соответствовать скорости VH=0, при этом выражение (32)  так же равно нулю, т.е. искомая точка есть начало координат. Вторую точку (К) определяем при скорости VH=VK – конструкционной  скорости локомотива. Через точки О и К проводим прямую.

3. От точки О вправо по оси  S откладываем величину полного тормозного пути, допустимого для данного спуска (т.А). Расчетный тормозной путь ST принимаем равным 1000 м на спусках до 3,2 ‰ включительно.
4. На кривой  (Wox+BT)=F(V) отмечаем точки 1,2,3……, соответствующие скоростям 5,15,25…..км/ч. через эти точки и полюс построения т. М, смещенную вправо от начала координат на величину уклона в %о, проводим лучи М-1, М-2,М-3 и так далее.

Построение кривой Sg(V) начинаем из точки А, проводя через нее перпендикуляр к лучу М-1 в пределах скоростного интервала от 0 до 10 км/ч (отрезок АВ). Затем из т. В проводим в интервале 10-20 км/ч перпендикуляр к лучу М-2 (отрезок ВС) и т.д. В результате получим ломаную линию графическую зависимость Sg(V), которая пересечет прямую Sn(V) в какой-то точке N. Ордината т. N и даст значение допустимой по условиям торможения скорости поезда на заданном спуске, а ее проекция на ось пути разделит полный тормозной путь на подготовительный -  Sn и действительный – Sg.