Питомі гальмові сили потяга в н/кН обчислюються за формулою:

(4.3)

де φкр - розрахунковий коефіцієнт тертя колодок по колесу,який при композиційних колодках дорівнює:

(4.4)

J_р – розрахунковий гальмовий коефіцієнт складу, який визначається, Н/кН:

(4.5)

де n₄, n₈ – кількість осей відповідно в групах 4-, 8-вісних вагонів складу:

(4.6)

к_р4 , к_р8 – розрахункові сили натиснення на вісь 4-, 8-вісного вагону,

к_р4 =к_р8 =41,5 кН/вісь;

s - частка гальмових осей в составі, s=0,97.

При визначенні розрахункового гальмового коефіцієнта вантажних потягів на схилах до 20 ⁰/₀₀ маса і гальмові засоби локомотива, як правило, не враховуються, що спрощує розрахунки і не знижує їх точність. Тоді питома уповільнююча сила, що діє на потяг в режимі гальмування в розраховується:

• при службовому регулювальному гальмуванні:

, Н/кН (4.7)

— при екстреному гальмуванні:

, Н/кН (4.8)

Усі розрахунки за вище вказаними формулами були виконані на ЕОМ і наведені в таблиці 4.1.

Всі результати обчислень занесено в розрахункову таблицю 4.1. За даними цієї таблиці будуємо по розрахунковим крапкам діаграму питомих рівнодіючих сил для режиму тяги , холостого ходу і режиму службового гальмування .

Діаграма питомих рівнодіючих сил наведена на рисунку 4.1.

При побудові графічних залежностей слід користуватися масштабами, приведеними в таблиці 4.2

Таблиця 4.2 - Масштаби для графічних розрахунків

Величини	Для загальних розрахунків		Для гальмових розрахунків
	1	2	3	4
Питомі сили 1 Н/кН = к, мм Швидкість 1 км/год = m, мм Шлях 1 км = у, мм Постійна часу  , мм Час 1 хв = х, мм Струм 100 А = С, мм	6 1 20 30 10	10 2 48 25 10	1 1 120 - -	2 2 240 - -
	10 - для електровозів постійного струму 50 - для електровозів змінного струму

5. Гальмова задача

Розв’язання гальмової задачі полягає в знаходженні залежності, допускаємої по гальмам швидкості руху потяга, від крутості схилів заданої ділянки, виходячи з умови зупинки потяга в межах заданого гальмового шляху.

При розв’язанні гальмової задачі використовують графоаналітичний метод, бо він є найбільш точним і наочним.

Повний (розрахунковий) гальмовий шлях складає:

, м (5.1)

де S_п – шлях підготовки гальм до дії, протягом якого гальма потяга умовно приймаються недіючими ( від моменту установки ручки крана машиніста в гальмове положення до вмикання гальмів потяга на повну гальмову силу ), м;

S_д – дійсний гальмовий шлях, протягом якого потяг рухається з діючими на повну силу гальмами (кінець шляху Sn співпадає з початком шляху Sд), м_.

Це рівняння дозволяє шукати допустиму швидкість як величину, що відповідає точці перехрещення графічних залежностей підготовчого шляху Sn і дійсного гальмового шляху Sд від швидкості руху потяга на режимі гальмування.

Розв'язання гальмової задачі виконується таким чином.

За даними розрахункової таблиці питомих рівнодіючих сил будуємо графічну залежність питомих уповільнюючих сил при екстреному гальмуванні від швидкості , а поряд, праворуч, встанавлюють у відповідних масштабах систему координат V – S.

Осі швидкостей в обох системах координат повинні бути паралельні, а осі питомих сил ( ) і шляху S, м повинні лежати на одній прямій. Масштаби для графічних побудов при гальмових розрахунках слід вибирати з таблиці 4.2.

Від точки О праворуч на осі S відкладається значення повного гальмового шляху S_Т, ,м, який слід приймати рівним: на схилах крутістю до 6 ‰ включно – 1000 м, на схилах більше 6‰ – 1200 м.

На кривій відмічаємо точки, що відповідають середнім значенням швидкостей вибраного інтервалу 10 км/год (тобто точки, що відповідають 5,15,25 ... 95 км/год). Через ці точки і точки на осі , що відповідає крутості схилу (0,-6,-12 ‰), проводяться лінії.

Побудова кривої V = f(S) починається з точки О, де відома кінцева швидкість при гальмуванні, що дорівнює нулю. З цієї точки проводять перпендикуляр від лінії 1 до кінця першого інтервалу, тобто в межах від 0 до 10 км/год. Аналогічно із кінця попереднього відрізка проводять перпендикуляр від лінії 2 другого інтервалу, тобто в межах від 10 до 20 км/год і т.д.

Початок кожного наступного відрізка співпадає з кінцем попереднього.

В результаті отримують ламану лінію, яка представляє собою виражену графічно залежність швидкості гальмуючого потяга від пройденого шляху для руху по певному схилу (на рисунку 5.1 побудовано залежність для і = 0 ‰, і = -6 ‰, і = -12 ‰).

На побудовані графіки накладаємо залежність підготовчого гальмового шляху від швидкості:

, (5.2)

де V_Н – швидкість на початку гальмування, км/год.

В моєму випадку швидкість на початку гальмування дорівнює 100 км/год;

t_п – час підготовки гальм до дії, який визначається для складів довжиною від 200 до 300 осей за формулою, с:

де і_с – крутість схилу, для якого вирішується гальмова задача, ‰;

b_T – питома гальмова сила при швидкості гальмування V_Н= 100 км/год

b_T = 58,57 Н⁄кН.

Побудову залежності підготовчого гальмового шляху S_п від швидкості для кожного із схилів виконуємо по двом точкам, для чого підраховується значення S_п при V_н = 0 (S_п = 0) і при V_н = 100 км/год.

VН = 100 км/год, iс =0 ‰ с;

м;

VН = 100 км/год, iс =-6 ‰ с;

м;

VН = 100 км/год, iс =-12 ‰ с;

м.

Графічну залежність між S_п і V_н будують в тих же обраних масштабах (таблиця 4.2). Точка перехрещення ламаної лінії з лінією залежності S_п( V_н ) визначає максимально допустиму швидкість руху потяга на перевіряємому схилі дільниці при даному розрахунковому гальмовому шляху S_т, м.

Отримані після розв’язання гальмової задачі результати наносимо у вигляді обмежень діаграми питомих сповільнюючих сил з вказівкою перелому по схилу (-6 ‰) при зміні гальмового шляху з 1000 м до 1200 м.

Результати розв’язання гальмової задачі враховуємо при побудові кривої швидкості руху потяга V = f(S) з тим, щоб ніде не перевищити швидкості, що допустима по гальмам, тобто, щоб потяг міг завжди зупинитись на відстані, що не перевищує довжини повного гальмового шляху.

Розв’язання гальмової задачі, накреслене на міліметровому аркуші, додається до курсової роботи (Рисунок.5.1).

6. ПОБУДОВА КРИВИХ ШВИДКОСТІ V=f (s) ТА ЧАСУ РУХУ ПОТЯГА t= f (s)

Побудова цих кривих виконується способом, що викладений в ПТР та інших довідниках та підручниках.

Відповідно з ПТР при виконанні тягових розрахунків потяг розглядається як матеріальна точка, в якій зосереджена уся його маса і до якої прикладені зовнішні сили, що діють на потяг. Умовно приймаємо, що ця матеріальна точка розміщена в середині довжини потяга.

Побудова кривої V=f(s) проводиться при умові руху поїзда без зупинки на проміжних станціях. При побудові кривої швидкості важливо вибрати режим руху поїзда. При цьому користуються принципом максимуму – максимально повне використання сили зчеплення і потужності локомотиву, а також кінетичної енергії поїзда для ведіння составу найбільшої ваги з найбільшою швидкістю. Тобто при заданій масі поїзду необхідно вибирати такі режиму руху, при яких досягається найбільша допустима швидкість на кожному елементі профілю колії.

При побудові необхідно слідкувати, щоб графік V=f(s) не перевищував обмеженої швидкості по гальмам і по рухомому складу. Коли при побудові кривої швидкості на схилах швидкість потяга намагається перевищити можливу, то необхідно застосувати службове регулювальне гальмування. У такому випадку рекомендується дотримуватись п.1.4.8 ПТР, у відповідності з яким дозволяється будувати криву швидкості V= f(s) на таких схилах у вигляді горизонтальної лінії, п роведеної нижче рівня допустимої швидкості на величину поправки. ΔV Для повного використання тягових властивостей і потужності локомотива перехід з режиму тяги на холостий хід або гальмування, може бути виправданий лише у випадках, коли швидкість, збільшуючись, доходить до найбільш можливого значення. При побудові кривої V= f(s) треба врахувати перевірку гальм під час руху потяга, яка згідно “Інструкції з експлуатації гальм” виконується при досягненні потягом швидкості 40-60 км/год на площинці або схилі; зниження швидкості при цьому для вантажних потягів дозволяється на 15-20 км/год.

При графічній побудові враховується, що центр маси потяга розташовується приблизно посередині довжині його, вісі станцій – в середині елементів, на яких вони розташовані, вхідні стрілки – відповідно на відстані .

Крива швидкості зображує рух центра маси потяга. Тобто, коли локомотив, наприклад, входить на вхідні стрілки, центр маси потяга знаходиться від них на відстані, яка дорівнює половині довжини потяга ( ). Це необхідно враховувати при побудові кривої швидкості при зупинці потяга на станції.

У даному випадку допускаєма швидкість руху 50 км/год для точки, що зображує центр маси потяга, повинна витримуватись не на межі, де розташовані стрілки, а на відстані від вертикальної лінії, проведеної через місце розташування вхідних стрілок на станційному елементі профілю колії.

Крива швидкості будується на основі діаграми питомих сил. Величина інтервалів швидкостей, що вибираються, повинна бути не більше 10 км/год. При цьому інтервали не повинні виходити за межі точок зміни режимів на діаграмі прискорюючи сил і за межі елементів профілю колії.

Крива швидкості повинна закінчуватись точкою на межі з елементом, що розміщений поряд з останнім переломом профілю. Це досягається шляхом підбору останнього інтервалу швидкості.

На кривій V=f(s) повинні бути відмічені режими управління локомотивом:

• ВКЛ – режим тяги;

• ХХ – режим холостого ходу;

• РТ , ГВ– режим регулювального гальмування

Побудовані криві швидкості та часу додаются до курсової роботи (Рисунок.6.1).