3. Определение расчетной массы состава

   1. Расчет критической массы состава

Критическую массу состава m_{с кр}, т, определяют по мощности локомотива из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме V = Vр:

m _{с кр} = (F_кр/g) – m_л*(w'_o + i_p), (2.3)

w''_o + i_p

где F_кр – расчетная сила тяги, Н;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

w'_o – удельное основное сопротивление движению электровоза при езде под током, Н/кН;

i_p – расчетный подъем, ‰;

w''_o – удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.

Величину w'_o рассчитывают по формуле

w'_o = 1,9 + 0,01*V + 0,0003*V², (2.4)

w'_o = 1,9 + 0,01*46,7 + 0,0003*46,7² = 3,02, Н/кН,

где V – скорость движения, км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину w''o рассчитывают по формуле

w''_o = α₄* w''_o4 + α₈* w''_o8, (2.5)

где w''_o4 – удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

w''_o8 – удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:

w''_o4 = 0,7 + (3+0,1*V+0,0025*V²)/ m_o4 , (2.6)

w''_o4 = 0,7 +(3+0,1*47,6+0,0025*46,7²)/17,4 = 1,45 Н/кН,

w''_o8 = 0,7 + (6+0,038*V+0,0021*V²)/ m_o8 , (2.7)

w''_o8 = 0,7 + (6+0,038*46,7+0,0021*46,7²)/15,4 = 1,50 Н/кН,

w''_o = 0,56* 1,45 + 0,44* 1,50 = 1,48 Н/кН,

m_{с кр} = ((676000/9,81) – 276*(3,02 + 11,5))/(1,48+11,5) ≈ 5000 т.

2. Проверка массы состава по троганию с места

Масса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы m_{с тр}, полученной по формуле

m_{с тр} = F_{к тр}/[g(w_тр + i_тр)] – m_л, (2.8)

где m_{с тр} – масса состава при трогании с места, т;

F_{к тр} – сила тяги при трогании с места, Н;

w_тр – удельное основное сопротивление при трогании с места, Н/кН;

i_тр – уклон участка пути, на котором происходит трогание поезда с места, ‰.

Удельное основное сопротивление движению при трогании поезда с места для вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле

w_трi = 28/ (m_oi + 7), (2.9)

где m_oi – масса, приходящаяся на ось вагона i – того типа, т.

w_тр4 = 28/ (15,4 + 7) = 1,15 Н/кН;

w_тр8 = 28/ (17,4 + 7) = 1,25 Н/кН.

Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов w_тр определяют по выражению

w_тр = α₄ * w_тр4 + α₈ * w_тр8, (2.10)

w_тр = 0,56 * 1,25 +0,44 * 1,15 = 1,21 Н/кН,

m_{с тр} = 921000/[9,81(1,21 + 0,8)] – 276 ≈ 46000, т.

5000 < 46000 => m_{с кр} < m_{с тр}, то есть условие выполняется.

3. Проверка массы состава по размещению на станционных путях

Длина поезда не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на установку поезда).

Длина поезда l_п, м, определяется по формуле

l_п = l_с + n_л*l_л + 10, (2.11)

где l_с – длина состава, м;

n_л – количество локомотивов;

l_л – длина локомотива, м.

Длина состава определяется по формуле

l_с = ∑(n_i*l_i), (2.12)

где n_i – количество вагонов i-того типа в составе;

l_i – длина вагона i-того типа, м. Принять l₄ = 14м, l₈ = 21м.

Количество вагонов определяется по выражению

n_i = α_i* m_{c кр}/m_i (2.13)

где α_i – доля вагонов i-того типа (по массе);

m_i – масса одного вагона i-того типа, т. Определяется по числу осей и массе, приходящейся на ось.

n₄ = 0,56* 5000/17,4*4 = 41 шт;

n₈ = 0,44* 5000/15,4*8 = 18 шт;

l_с = (41*14) + (18*21) = 952 м;

l_п = 952 + 1*50 + 10 = 1012 м.

Так как длина приемоотправочных путей 1250 м, а длина поезда 1012 м, то делаем вывод о том, что масса состава рассчитана верно.