1.3 Задание

1.3.1 Определить расчетную массу состава.

1.3.2 Определить допустимую скорость движения поезда на спусках.

1.3.3 Построить зависимости V(S) и t(S) при движении поезда по участку с расчетной массой состава и оценить полученные результаты:

• по значениям технической и участковой скоростей движения;

• по режиму проследования расчетного подъема.

1.3.4 Тяговые расчеты должны быть выполнены в двух вариантах:

• 1 -и вариант - без остановки на промежуточной станции и без учета пре­дупреждения;

• 2-й вариант - с остановкой на промежуточной станции и с учетом пре­дупреждения.

1.3.5 Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим исполь­зованием тяговых свойств локомотива и допустимых скоростей движения поез­да с целью поучении наименьших значений перегонных времен хода.

2. Ход курсовой работы

2.1 Определение основных технических данных локомотива

Основные технические данные локомотива определяются по заданной се­рии локомотива ВЛ-8

• сила тяги при строгании с места F_к.тр=680 кН;

• расчетная сила тяги F_{к р}=502 кН;

• расчетная скорость движения V_р=45,8 км/ч;

• конструкционная скорость движения, V_к=80 км/ч;

• масса локомотива, m_л =200 т;

• длина локомотива, l_л=33 м;

• тяговая характеристика локомотива, F_к(V) (таблица 2.1).

Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению F_cu, кН вычислю по выражению

F_сц= 9,81*m_л*ψ_к (2.1)

где ψк - расчетный коэффициент сцепления.

ψ_к = 0,28+3/ (50 + 20*V) (2.2)

при V=10 км/ч: ψ_к = 0,28+3/ (50 + 20*10)=0.34

F_сц= 9,81*184*0,277 = 559,17 кН

Для построения тяговой характеристики локомотива F_к(V) и ее ограничение F_сц(V) (рису­нок 2.1) рассчитаю F_сц по формуле (2.1) и сведу их в таблицу (табл.2.1)

Таблица 2.1 – Таблица расчета тяговой характеристики локомотива
V, км/ч	Fк, кН	ψк	Fcu, кН
0		0,34	613,7
10		0,285	514,44
20		0,2727	492,17
30		0,2636	475,84
40		0.2555	461,24
50	540	0,24786	447,39

2.2 Определение расчетной массы состава

2.2.1 Расчет критической массы состава

Критическая масса состава m _{с кр}, т, определяем по мощности локомоти­ва из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме

m _{c кр}=﴾(F_KP/ g) - m_л (w₀ ' + i_р)﴿/ (w₀ '' + i_р), (2.3)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

w₀ - удельное основное сопротивление движению электровоза при езде од током, Н/кН;

i_p- расчетный подъем, %о;

w₀ - удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.

m _{с кр}= ((502000/9,81) – 200*( 2,987 +10))/ (1,35 +10)= 4250 т

За расчетный подъем принимают один из наиболее крутых и один из наи­более длинных по протяженности подъемов, перед которым отсутствуют доста­точно легкие элементы профиля пути. Последнее дает основание предполо­жить, что этот подъем не может быть преодолен с использованием кинетиче­ской энергии движения поезда. Из вышесказанного следует, что надежного ме­тода выбора расчетного подъема нет и поэтому правильность определения расчетного подъема может быть установлена только после построения кривой ско­рости движения поезда и оценки проследования выбранного подъема.

Для всех серий электровозов величину w₀ рассчитываем по формуле

w₀' = 1,9 + 0,01*V + 0,0003*V², (2.4)

при V_р=45,8: w₀' = 1,9 + 0,01*45,8 +0,0003*45,8²= 2,987

где V - скорость движения, км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину wo рассчитываем по формуле

w₀ ''= α₄ * w₀₄ '' + α₈ * w₀₈ '', (2.5)

при V_р=45,8: w₀ ''= 0,42*1,38 + 0,58*1,33 =1,35

где w₀₄ '' - удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

w₀₈ '' - удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяем по формулам (при V_р=45,8):

w₀₄ '' = 0,7+(3+0,1*V + 0,0025* V²) / m₀₄, (2.6)

w₀₄ '' = 0,7+(3+0,1*45,8 + 0,0025*45,8²)/18,8 = 1,38

w₀₈ '' = 0,7+(6+0,038*V + 0,0021* V²) / m₀₈. (2.7)

w₀₈ '' = 0,7+(6+0,038*45,8+0,0021*45,8²)/16,8 =1,33

2.2.2 Проверка массы состава по строганию с места

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

m_{c тр} = F_KTp / ( g (w_тр + i_тр )) - m_л, (2.8)

где F_KTp – сила тяги при строгании с места, Н;

m _cтр- масса состава при строгании с места, т;

w_тр- удельное основное сопротивление движению при строгании с места, Н/кН;

i_тр- уклон участка пути, на котором происходит строгание поезда с места (примем 0,9‰)

m _{c тр} = 680000/(9,81*(1,14+0,9) -200 ==33783 т

Удельное основное сопротивление движению при строгании поезда с места для вагонов на роликовых подшипниках определяем по формуле

w_{тр. i} = 28/ (m_0i + 7), (2.9)

где m_0i - масса, приходящаяся на ось вагона i-того типа, т.

Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов wтр определяем по выражению

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

w_тр4 = 28/ (18.8+7)=1,09

w_тр8 = 28/ (16.8+7)=1,18

w_Tp =0,42*1,09+0,58*1,18= 1,14

Согласно ПТР масса состава проверяется на трогание с места на остановочных пунктах.

m_{с кр}< m_{с тр}

4250<33783 условие приведенное выше в данной курсовой работе выполняется

2.2.3 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).

Длину поезда l_п , м, определяем по формуле

1_п = 1_с +n_л * 1_л +10 ≤1250м (2.11)

где 1_с - длина состава, м;

n_л - число локомотивов.

1_п =735+ 1*33+10= 778 м

Длину состава определяем по формуле

1_с = ∑(n_i *1_i ), (2.12)

где n_i - количество вагонов i -го типа в составе;

1_i – длина вагона i -го типа, м.

В курсовой работе принимаем /4 = 14 м, /8 = 21 м.

1_с4 = 24*14=336м

1_с8 = 19*21=399 м

1_с = 336+399=735 м

Количество вагонов определяем по выражению

n_i = α_i * m_с / m_i (2.13)

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

т, - масса одного вагона i -го типа, т.

n₄ =0,42 * 4250 /18,8*4= 24

n₈ =0,58 *4250 /16,8*8= 19

Массу вагона определяем по числу осей и массе, приходящейся на ось. Если длина поезда получилась больше длины приемоотправочных путей, необходимо массу состава уменьшить до величины, при которой длина поезда будет равна длине станционного пути.

В данном случае длина поезда не превышает полезную длину приемоотправоч-ного пути (778≤1250).

2.2.4 Выбор расчетной массы состава

Из трех значений масс состава, полученных выше, для дальнейших рас­четов принимаю наименьшее значение 4250 т.