Министерство Транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский государственный университет путей сообщения
Кафедра: «Путь и строительство железных дорог»
Курсовая работа
по дисциплине: «Изыскания и проектирование железных дорог»
на тему «Тяговые расчеты»
Выполнил:
студент 293 гр.
Кистанова А.В.
Проверил:
Илюшин А.В.
Самара 2012
Содержание
стр.
Введение…………………………………………………………………………3
Постановка задачи и исходные данные.……………………………………….4
1. Построение расчетной тяговой характеристики для заданного типа локомотива………………………………………………………………………5
2. Определение основного средневзвешенного удельного сопротивления вагонного состава в функции скорости…………………………………..........6
3. Определение веса вагонного состава……………………………………….9
4. Определение удельных равнодействующих сил…………………………..11
5. Определение тормозного коэффициента поезда………………………......13
6. Спрямление продольного профиля…………………………………………15
7. Решение тормозной задачи………………………………………………….17
8. Построение кривых скорости движений и времени хода поезда………....19
9. Определение расхода электроэнергии электровозом……………………...20
Список используемой литературы…...………………………………………...21
Введение
При проектировании новых и реконструкции существующих железных дорог возникает необходимость аналитическим путем определять скорость и время хода поезда, расход электрической энергии для электровозов.
Тяговые расчеты, являющиеся составной частью курса изысканий и проектирования железных дорог, позволяют определить характер и режимы движения поезда по участку. Например, наиболее часто употребляется для описания характера движения поезда по перегону зависимость скорости от пройденного пути, или, как ее часто называют, кривая скорости V(S). Построив аналитическим методом такую зависимость, можно определить скорость в любой точке, а также режим движения (тяга или торможение), что необходимо для правильного проектирования профиля и плана новых и реконструируемых линий.
Постановка задачи и исходные данные
В данной курсовой работе необходимо аналитическим путем определить характер и режимы (воздержания) движений поезда по участку.
Решение этой задачи достигается тяговым расчетом.
Исходные данные
Руководящий уклон 6 ‰
1. Построение расчетной тяговой характеристики заданного типа локомотива
Для всех локомотивов, эксплуатируемых на железных дорогах страны, в /1/ приводятся полные тяговые характеристики.
Чтобы построить расчетную тяговую характеристику, необходимо из полной характеристики выбрать лишь одну, которая соответствует расчетному значению коэффициента ослабления магнитного поля. После построения этой кривой необходимо построить кривые ограничения силы тяги по сцеплению и по максимальному току двигателей (данные для построения этих кривых приводятся в таблицах при соответствующих графиках в /1/).
2.Определение основного средневзвешенного удельного сопротивления вагонного состава и функции скорости
Как правило, поезда формируются из вагонов разных категорий, поэтому необходимо определить средневзвешенное основное сопротивление вагонного состава ω0′′ по формуле:
ωо′′ = ωо′′(4р)·β4р + ωо′′(8р)·β8р, кгс/тс , (2.1)
где ωо′′(i) – основное удельное сопротивление грузовых вагонов, обычно определяется по эмпирическим формулам:
а) груженые восьмиосные вагоны на роликовых подшипниках
ωо′′(4р) =0,85+0,005·υ+0,000125·υ², кгс/тс ; (2.2)
б) груженые четырехосные вагоны на роликовых подшипниках
ωо′′(8р) =1+0,0018·υ+0,0001·υ², кгс/тс, (2.3)
где υ – скорость движения, км/ч;
qо – нагрузка на ось вагона, тс/ось, которая определяется из выражения:
qо=(qт+α·qгр)/m, тс/ось , (2.4)
где qт,qгр – соответственно вес тары и расчетная грузоподъемность вагона, тс;
m – число осей в вагоне;
α – коэффициент полногрузности.
qо(4р) = (31,6+0,71·68)/4=20 (тс/ось);
qо(8р) =(52,6+0,85·128)/8=20,2 (тс/ось);
q=(qт+α·qгр), тс/ось ; (2.5)
q (4р) = (31,6+68·0,71) =80 (тс/ось);
q (8р) =(52,6+128·0,85) =161,6 (тс/ось);
В формуле (2.1) β4р , β8р, – удельное содержание в долях единицы четырехосных и восьмиосных вагонов в составе по весу, определяемое по формулам:
β4р = (γ4р·q4р)/(γ4р·q4р+γ8р·q8р) ; (2.6)
β8р = (γ8р·q8р)/(γ4р·q4р+γ8с·q8с) ; (2.7)
Здесь γ4р, γ8р – удельное соотношение четырехосных и восьмиосных вагонов в составе по количеству (в долях единицы).
β4р =0,6 ·20/(0,6·20+0,4·20,2)=0,598;
β8р = 0,4·20,2/(0,6·20+0,4·20,2)=0,402.
Очевидно, что β4р+ β8р = 1,
0,598 + 0,402 = 1.
Вычисленные значения β4р, β8р подставляются в формулу (2.1), которая после этого приводится к виду:
ωо′′ = а+b·υ+с·υ², кгс/тс ; (2.8)
ωо′′=(0,85+0,005·υ+0,000125·υ²)0,598+
+(1+0,0018·υ+0,0001·υ²)0,402 =
= 0,91+0,0037υ+0,000115υ² (кгс/тс) (2.9)
По полученной формуле (2.9) вычисляется средневзвешенное основное удельное сопротивление для скоростей, начиная с υ=0 км/ч, с интервалом через 10 км/ч, а также для скоростей υр и υк .
На основании /1/ для электровоза ВЛ 10 υр =46,7 км/ч, υк =100 км/ч.
Основное удельное сопротивление электровоза
ωо′ = 1,9 + 0,01υ + 0,0003υ² , кгс/тс (2.10)
Вычисления ведутся в табличной форме. Строятся графики зависимости ωо′′= ƒ(υ) и ωо′= ƒ(υ) (рис.2,3).
ωо′′(10)= 0,91+0,0037*10+0,000115*10² ≈0,958 (кгс/тс);
ωо′′(46,7)= 0,91+0,0037*46,7+0,000115*46,7≈1,34 (кгс/тс);
ωо′ (10)= 1,9 + 0,01∙10 + 0,0003∙10²=1,9+0,1+0,03=2,03 (кгс/тс);
ωо′ (46,7)= 1,9 + 0,01∙46,7 + 0,0003∙46,7²≈3,02(кгс/тс).
Таблица 1
υ, км/ч |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
υp= 46,7 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
υк = 100 |
ωо′′, кгс/тс |
0,91 |
0,958 |
1,03 |
1,126 |
1,25 |
1,34 |
1,39 |
1,55 |
1,74 |
1,95 |
2,19 |
2,45 |
ωо′, кгс/тс |
1,90 |
2,03 |
2,22 |
2,47 |
2,78 |
3,02 |
3,15 |
3,58 |
4,07 |
4,62 |
5,23 |
5,90 |
Рис. 2 График зависимости 0=f(V) и ′=f(V)
Вывод: С увеличением скорости возрастает основное удельное сопротивление вагонного состава и электровоза.