Вступ

Вихідні дані

4 Побудова діаграм питомих рівнодіючих сил

5 Гальмова задача

6 Побудова кривих швидкості V = f(s) і часу руху t = f(s)

7 Визначення часу руху потяга на перегонах та технічно

ї швидкості на дільниці

8 Визначення часу руху потяга засобом рівномірних швидкостей

9 Побудова струмових діаграм

10 Визначення витрат палива

Список використаних джерел

Вступ

При розрахунках руху поїздів важливою задачею є досягнення найбільшого заповнення провізної та пропускної спроможності залізниць при мінімальних витратах русурсів. Для досягнення цієї мети виходять з принципу можливого максимума: ведення потягів найбільшої ваги, з найбільшою допустимою швидкістю при найбільшем використанні кінетичної енергії на рівномірному профілі колії. Принцип максимума можна реалізувати, якщо система буде працювати на рівні експериментальних допустимих координат її стану. Саме таким принципом керуються при тягових розрахунках.

Як для розрахунку руху, так і для практичної реалізації його машиністом вимагається підібрати такі рушійні і гальмові сили, що спроможні подолати сили опору руху і сили інерції, і забезпечити досягнення заданих становищ потягу на будь-якому етапі управління.

Теоретичні і експериментальні дослідження привели до висновку про те, що для виконання програми руху потяга достатньо врахувати лише ті сили і швидкості, що характеризують потяг як систему в цілому і які зв’язані з програмою управління його рухом.

Тягові розрахунки  важлива складова частина науки про тягу поїздів. Методи тягових розрахунків включають комплекс способів та прийомів визначення маси складу, швидкості руху і часу ходу по перегону, витрат палива, рішення гальмових задач, перевірки тягових електричних машин на нагрівання. Тягові розрахунки використовуються для розробки графіка руху поїздів, вишукування і проектування залізниць, розрахунків в області економічної ефективності перевезень, вони є основним розрахунковим інструментом у справі раціонального функціювання, планування і розвитку залізниць. [1].

Метою виконання даної курсової роботи є закріплення знань теоретичного курсу та отримання практичних навичок з ведення тягових розрахунків [6].

Таблиця 1 – Спрямлення профілю колії

№ елемента	Крутість елемента			Довжина елементів S,м	R,м	Sкр,м	Довжина спрямленої д.Sc,м	Крутість спрям. Дільниці і,с ,‰	Фіктивний підйом і,,с, ,‰	іс = і,с + і,с , ,‰
1	0,0			1800			1800	0,0			СТ Ч
2	-2,0			500			500	-2,0			2
3	-7,0			5400			6650	-7,19			3
4	-8,0			1250
5	0,0			800			800	0,0			4
6	+4,5			1200	1000	500	1700	4,79	0.47	5.26	5
7	+5,5			500	700	450
8	0,0			400			1200	-1,33	0.18	-1.15	6
9	-2,0			800	900	250
10	0,0			1000			2350	1,43			7
11	+2,5			1350
12	0,0			500			500	0,0			8
13	-4,0			450	1200	400	450	-4,0			СТ.А
14	-2,0			500	1500	500	1100	-0,9	0,21	-0,69	10
15	0,0			600
16	+9,0			1250			+9,0	1250			11
17	+7,0			5800			+7,0	5800			12
18	0,0			800	1500	800	1300	1,23	0,29	1,52	13
19	-1,5			500
20	-1,5			400			400	-1,5			14
21	-0,5			2000			2000	-0,5			Ст.Ш

1 Побудова діаграм питомих рівнодіючих сил

Для побудови діаграм необхідно скласти таблицю для трьох режимів ведення потяга по прямій горизонтальній дільниці:

1. режиму тяги ;

2. режиму холостого ходу ;

3. режиму гальмування.

При службовому регульованому гальмуванні .

При екстреному гальмуванні .

Основний питомий опір локомотива та основний питомий опір складу при русі в режимі тяги , визначаються за формулами (1.2), (1.3).

Основний питомий опір локомотива на холостому ходу для різних значень швидкості визначається за формулою:

, Н/кН, (1.1)

Основний питомий опір всього потяга (при слідуванні його по прямій горизонтальній колії) при русі локомотива на холостому ходу підраховують за формулою:

, Н/кН, (1.2)

де  розрахункова маса локомотива, т;

 маса складу, т.

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

, (1.3)

де  розрахунковий коефіцієнт тертя колодок по колесу;

при чавунних колодках:

; (1.4)

 розрахунковий гальмовий коефіцієнт складу в Н/кН:

, (1.5)

 число осей відповідно в групах 4-, 8-вісних вагонів складу:,

,

,  розрахункові сили натиснення на вісь 4-, 8-вісного вагона(при чавунних колодках = =68,5кН/вісь);

 частка гальмових осей в составі.

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

при службовому регулювальному гальмуванні:

;

при екстреному гальмуванні:

.

Розрахунки за даними формулами виконано на ЕОМ (Додаток Б). За даними розрахунків було побудовано діаграму питомих рівнодіючих сил для режиму тяги , режиму холостого ходу і режиму службового гальмування .

Користуючись конкретною діаграмою для визначеної ваги локомотива, можна аналізувати умови і характер руху поїзда на різних елементах профілю колії.

2 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 (2.1)

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. 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 побудовано залежність для і = 0 ‰, і = -6 ‰, і = -12 ‰).

На побудовані графіки накладаємо залежність підготовчого гальмового шляху від швидкості:

, (2.2)

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

В моєму випадку швидкість на початку гальмування дорівнює 80 км/год;

t_п – час підготовки гальм до дії, який визначається для складів довжиною більше 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= 80 км/год

b_T = 17,58 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 = 80км/год.

VН = 80 км/год, iс =0 ‰ с;

м;

VН = 80 км/год, iс =-6 ‰ с;

м;

VН = 80 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 рисунку 2.1.

3 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, проведеної 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 (додаток А)[6] .