Міністерство транспорту та зв'язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра „Автоматизовані системи електричної тяги”

Визначення швидкостей руху та часу ходу потягів

пояснювальна записка і розрахунки до курсової роботи з дисципліни

„Теорія електричної тяги ”

Перевірив доц. к.т.н

В. С. Нікулін

Виконав ст. гр.

7092202”Електричний транспорт”

2013

ЗМІСТ

Вихідні дані	3
1. Розрахунок та побудова тягових характеристик	4
2. Аналіз профілю	7
3. Визначення маси складу	8
4. Перевірка маси потягу на спроможність проходження швидкісного підйому	11
5. Перевірка маси потягу за довжиною прийомо-відправочних колій станції	12
6. Перевірка маси потягу на вирушення	14
7. Розрахунок та побудова сил, що діють на потяг	16
8. Спрямлення профілю колії заданої ділянки	21
9. Побудова кривих швидкості та часу ходу	23
10. Визначення часу ходу та технічної швидкості на перегонах	25
11. Побудова кривої струму	26
12. Визначення витрат електроенергії	27
13. Перевірка тягових машин на нагрівання	30
14. Розрахунок та побудування допустимих швидкостей	32
15. Визначення гальмівного коефіцієнта	34
Список використаних джерел	36

ВИХІДНІ ДАНІ

По складу 7

Доля вагонів у складі			Середня маса вагонів, т			Довжина гальмового шляху	Доля гальмових осей	Тип колодок
4-х вісні		8 вісні	4-х вісні		8 вісні
ковзання	кочення		ковзання	кочення
ά	β	γ
0,1	0,75	0,15	68	78	158	1050	0,98	Комп

По профілю 2

Довжина елементу, м	Крутість Схилу	Криві R/L та станції
2000	0,5	А
1400	1,5
2500	-3
6800	-8
800	-3
1750	-10
600	0
500	4	1500/500
450	2	1200/200
500	0
1800	-1,5	Б
1000	0
800	4	900/250
400	0
500	-4,5	700/400
1200	-5,5	1000/500
800	0
1250	9
7400	7
1500	2
1800	0	В

Вл – 60

Vr = 46.7 км/ч

Fr = 442 кН

m_e = 136 т

1 РОЗРАХКНОК І ПОБУДОВА ТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Тягову характеристику заданого локомотива визначаємо, користуючись довідковою літературою [1]. Та зображаємо харектиристику в табличній формі (Таблиця 1.1).

Таблиця 1.1

V, км\год	Fт,кН
0	614
10	514
20	492
30	475,8
40	461
50	447
60	393
70	263
80	196
90	147
100	109,8

Креслимо характеристику електровоза Fт=f(V) на міліметровці у маштабі : швидкість – 2 мм/км/г та сила тяги – 0,2 мм/кН (Графік 1).

У зоні високих швидкостею характеристика обмежується максимальною швидкістю електровоза. У зоні великих сил тяги сучасні електровози мають обмеження щодо зачеплення коліс із рейками. При ступеневих зиінах напруги та коефіцієнта регулювання збудження тягових двигунів струм і сила тяги електровоза змінюються від мінімального до максимального значення. В розрахунках використовуємо середні значення сили тяги.

Силу тяги тяги визначаємо за формулою:

Fтзч=meġψт (1.1)

me – маса електровоза, т;

ġ – прискорення вільного падіння, м/с²

ψт – розрахунковий коефіціент зчепленняелектровоза

(1.2)

Виконуємо розрахунок для локомотива та заносимо отримані дані у

таблицю 1.2.

Fтзч=180*9.81*0.345 = 607 кН

Таблиця 1.2.

V км/ч		F, кН
0	0,345	607
10	0,285	503
20	0,275	481
30	0,264	465
40	0,256	451
50	0,248	438
60	0,24	424

Наносимо обмеження за зчепленням на тяговій характеристиці .

2. Аналіз профілю.Визначення розрахункового та швидкістного підйому

За розрахунковий ip беремо найбільш складний за умовами проходження потягу елемент профілю залізничної колії. При великій довжині ухилу за розрахунковий беруть найбільш крутий підйом. Якщо ж найкрутіший підйом має невелику протяжність, а перед ним розташовані площадка чи схил, то за розрахунковий береться підйом меншої крутості. В цьому випадку після розрахунку маси потягу необхідно виконати перевірку можливості проходження більш крутих підйомів за рахунок використання сили тяги та кінетичної енергії потягу. Ухил на якому ця умова виконується називається швидкісним.

Ми обираємо:

Ip =7 ^оо/_о довжина елементу = 7400м

Іш = 9 ^оо/_о довжина елементу = 1250м

Іш - швидкістний підйом.

3. Визначення маси складу

Маса складу визначається за умовами проходження розрахункового підйому зі сталою швидкістю.

(3.1)

де Fр – розрахункова сила тяги локомотива Н;

me–розрахункова маса локомотива, т ;

ω' – основний питомий опір локомотива, Н/кН;

ω"– основний питомий опір складу, Н/кН;́

ip – крутість розрахункового підйому, °/оо;

Для складів з вагонами різних типів необхідно врахувати часткову участь вагонів кожного типу.

(3.2)

де α,β,γ - відносна частка вагонів відповідного типу;

ωој – питомий основний опір руху вагонів

Питомий опір локомотива в Н/кн залежить від швидкості слідування і в режимі тяги визначається за формулою.

(3.3)

Основний питомий опір вагонів при русі з розрахунковою швидкістю визначається з урахуванням типу вагонів, осьового навантаження, типу буксових підшипників.

Так, при русі чотирьохосьових вагонів з осьовим навантаженням q>6 т на підшипниках ковзання опір визначається залежністю

(3.4)

на підшипниках кочення

(3.5)

а восьмиосьових авгонів

(3.6)

Осьове навантаження при заданій масі вагона розподіляється за числом осей вагона;

(3.7)

де qj – маса брутто вагона відповідного типу, т;

n – кількість осей у вагона відповідного типу.

Н/кН

Н/кН

Н/кН

Н/кН

т

2. Перевірка маси потягу на спроможність проходження шивдкісного підйому

Перевірка маси потягу відбувається аналітичним методом із використанням розрахункового співвідношення, що дозволяє визначити відрізки шляху, які проходить потяг при зміні швидкості в заданому інтервалі.

Відстань яку пройшов потяг при зміні швидкості від допустимої до розрахункової ;

(4.1)

Питому прискорювальну силу в інтервалі швидкостей ∆v=vk-vn км/год беруть порівнювальною питомій силі, що відповідає середній швидкості за інтервалом:

(4.2)

де FT- сила тяги локомотива, відповідна середній швидкості за інтервалом, визначається за відкорегованою щодо зчеплення тяговою характеристикою локомотива.

Проходження швидкісного підйому за рахунок використання кінетичної енергії потягу вважається можливим, якщо сумарний пройдений шлях виявився більшим за довжину швидкісного підйому.

Якщо умова не виконується, тоді цей підйом вважається розрахунковим і масу потягу визначають, виходячи з його крутості.

Результати розрахунків зводяться до таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

Vn, км/год	Vк, км/год	Vпер, км/год	ωо', Н/кН	ωо'', Н/кН	fn, Н/кН	∆s, м	Σs, м
1	2	3	4	5	6	7	8
80	70	75	4.337	2.011	-6.747	927.08
70	60	65	3.817	1.786	-4.783	1133.39	2060.47

При заповненні таблиці суму пройденого шляху контролюємо після кожного визначеного відрізку шляху. Перевірка закінчується, коли сумарний пройдений шлях перевищує довжину швидкісного підйому.