
- •Тяговые расчеты
- •190300 «Подвижной состав железных дорог»
- •Содержание
- •Общие указания к выполнению индивидуальных заданий
- •Задание 1. Анализ и подготовка продольного профиля пути для выполнения тяговых расчетов
- •3. Подготовка профиля пути для выполнения расчетов
- •Задание 2. Определение веса (массы) состава грузового поезда с учетом ограничений по условиям эксплуатации
- •1.Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда
- •2. Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений
- •2.1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда
- •2.2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов
- •2.3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции.
- •2.4. Определение максимальной крутизны подъема imax, на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса q после остановки
- •3. Порядок выполнения задания
- •Задание 3. Расчет скорости движения поезда по участку методом а.И. Липеца
- •Основные положения метода а.И. Липеца
- •2. Порядок построения кривой скорости
- •3. Порядок выполнения задания
- •Задание 4. Определение времени хода поезда по участку способом г.В. Лебедева
- •1.Основные положения метода лебедева г.В.
- •2.Порядок построения кривой
- •3. Расчет времени хода поезда по участку способом равновесных скоростей.
- •Общее время движения поезда по перегону, мин
- •Время хода поезда по I-му элементу профиля (мин):
- •Расчёт времени хода поезда приближенным методом
- •4. Порядок выполнения задания
- •Приложение 1
- •Варианты профилей пути к заданию 1 Вариант 1/2
- •Вариант 3/4
- •Вариант 5/6
- •Вариант 9/10
- •Вариант 11/12
- •Вариант 13/14
- •Вариант 15/16
- •Вариант 17/18
- •Вариант 19/20
- •150048, Г. Ярославль, Московский пр. Д. 151. Типография Ярославского филиала миит
3. Подготовка профиля пути для выполнения расчетов
При выполнении тяговых расчетов, связанных с движением поезда, число элементов действительного (заданного) продольного профиля пути уменьшают за счет группировки небольших по длине элементов и эквивалентной замене каждой группы элементов профиля одним суммарным. Одновременно все кривые, находящиеся на пути, спрямляют в плане, заменяя их фиктивными подъемами.
Помимо сокращения объема вычислений предварительная подготовка профиля (спрямление) в ряде случаев позволяет уменьшить неизбежные погрешности тяговых расчетов. Представим, при движении грузового поезда его вагоны одновременно могут находиться на нескольких коротких элементах профиля (рис. 2.а). В этом случае нет смысла учитывать самостоятельное влияние сопротивления движению поезда каждого из этих элементов, а целесообразно объединить их в один суммарный (рис. 2.б).
Крутизна уклона суммарного профиля i’c представляет собой отношение разности отметок высот (Нк – Нн) крайних точек к его длине Sс (см. рис. 2), увеличенное в 1000 раз, %0:
, (1)
где Нк – Нн - разность отметок высоты головки рельса в конце и начале суммарного участка над уровнем моря, м;
Sс – суммарная длина спрямляемых элементов профиля, м;
%о - промилле (тысячная часть числа), т. е. 1 %о = 0,001.
Рис. 2. Замена группы элементов (а) одним спрямленным (б).
При отсутствии отметок высот крутизна суммарного профиля определяется по следующей формуле, %о:
, (2)
где 1, 2, … n – номера спрямляемых элементов.
Для избежания больших погрешностей при тяговых расчетах, например, при определении времени хода поезда по участку, необходимо провести проверку допустимости замены группы элементов действительного профиля одним суммарным. Данная проверка проводится для каждого (i-ого) в отдельности элемента действительного профиля, входящего в спрямляемый участок по формуле, м:
. (3)
При анализе профиля пути все кривые участки пути заменяют фиктивными подъемами по формуле, %о:
, (4),
а при задании их центральными углами :
, (5)
где 1, 2, … n – номера кривых участков пути, находящихся на спрямляемом участке;
Sкр – длина кривой в пределах спрямленного участка, м;
R – радиус кривой, м;
- центральный угол кривой радиусом Ri, град.
Окончательная крутизна уклона спрямленного участка с учетом кривых (приведенный уклон), %о
. (6).
Знак перед величиной
определяется характером уклона
спрямленного участка: подъем - "+",
спуск - "-".
Величина фиктивного
уклона
,
заменяющего действие дополнительного
сопротивления от кривых, всегда
положительна.
Основные правила спрямления:
1. Спрямлению подлежат рядом лежащие элементы профиля, имеющие одинаковый знак и относительно небольшую длину. Площадки (0%о) могут быть спрямлены с уклоном любого знака.
2. Расчетный и проверяемые подъемы, а также раздельные пункты (станции) спрямлению не подлежат.
3. Проверка возможности спрямления производится по (3) для каждого элемента действительного профиля, входящего в спрямляемый участок.
4. Дополнительное сопротивление, возникающее при движении поезда в кривых, учитывается фиктивными подъемами, величина которых определяется по (4).
Пример 2. Подготовить профиль пути, приведенный в примере 1, для выполнения тяговых расчетов.
Решение:
1) анализ профиля пути показывает, что возможна группировка и замена суммарным лишь трех элементов: 0/900; -1,8/1000; -4,0/600; на двух последних из них и на элементе +7/2700 расположены кривые;
2) определим суммарный уклон без учета кривых по (2):
%0
3) проверяем по (3) возможность спрямления для каждого действительного элемента профиля:
м
м
м
Во всех трех случаях условия проверки выполняются;
4) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по (4):
%0;
5) величина приведенного уклона суммарного участка:
%0
6) аналогично поступаем с кривой на элементе +7/2700:
%0
%0
7) результаты расчета заносим в таблицу 1.
Таблица 1
Расчет спрямления профиля
№ п/п |
Действительный профиль |
Спрямленный профиль |
Проверка |
|||||
S, м |
I, %0 |
R, м |
Sкр, м |
I, %0 |
S, м |
№ п/п |
||
1 |
1250 |
0 |
|
|
0 |
1250 |
1 |
Ст. А |
2 |
500 |
+2,0 |
|
|
+2,0 |
500 |
2 |
|
3 |
2700 |
+7,0 |
1400 |
1100 |
+7,2 |
2700 |
3 |
расчетный |
4 |
900 |
0 |
|
|
-1,4 |
2500 |
4 |
900<1190 |
5 |
1000 |
-1,8 |
1200 |
800 |
|
|
|
1000<20000 |
6 |
600 |
-4,0 |
1000 |
500 |
|
|
|
600<862 |
7 |
700 |
-7,5 |
|
|
-7,5 |
700 |
5 |
|
8 |
500 |
0 |
|
|
0 |
500 |
6 |
|
9 |
1000 |
+8,0 |
|
|
+8,0 |
1000 |
7 |
проверяемый |
10 |
1050 |
0 |
|
|
0 |
1050 |
8 |
Ст. В |
4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ
1. В соответствии с заданным преподавателем вариантом направления движения поезда (прил. 1) выбрать расчетный и проверяемые подъемы на продольном профиле пути. Приведенные в приложении 1 профили пути соответствуют движению поезда от ст. А до ст. В (нечетный вариант). При четном варианте поезд движется от ст. В к ст. А; в этом случае приведенные в приложении 1 знаки уклонов следует заменить на обратные, а элементы профиля расположить в таблице в соответствии с нумерацией, приведенной в скобках, т.е. в верхней строке таблицы расположить элемент профиля «ст. В» и т.д., а в нижней – элемент профиля «ст. А».
2.Сгруппировав смежные элементы профиля, подлежащие спрямлению, определить по (2) суммарные уклоны без учета сопротивления от кривых.
3. Используя (4) и (6), определить величины фиктивных подъемов от кривых и приведенных уклонов.
4. Результаты расчетов занести в таблицу, аналогичную табл. 1.