3. Исходные данные.

локомотив ВЛ – 23;

доля вагонов в поезде по количеству , %:

8 – осные – γ₈ = 4

4 – осные – γ₄ = 96

тип вагонов – полувагон;

коэффициент использования подъемной силы вагона (полногрузности):

α_гр⁴ = 0,82 α_гр⁸ = 0,92 ;

тип пути: звеньевой;

тип подшипников у вагонов: качения;

грузоподъемность:

;

вес тары:

;

руководящий уклон: i_р = 10.

1. Подсчет основного удельного средневзвешенного сопротивления вагонов.

РЕЖИМ ТЯГИ

3.1.1Определение веса вагонов, брутто:

q₄ = q_т⁴ + α_гр⁴ * q_гр⁴ ; т.

q₈ = q_т⁸ + α_гр⁸ * q_гр⁸ ; т.

q₄ ; q₈ – вес брутто 4 и 8-осн. вагона;

q_т⁴ q_т⁸ – вес тары 4-осн = 22 т.; 8-осн =43,3 т.

α_гр⁴ , α_гр⁸ - коэффициент полногрузности 4-осн. и 8-осн. вагонов

q_гр⁴ ; q_гр⁸ – грузоподъемность 4 и 8-осн. вагонов

q₄ = 22 + 0,82 * 69 = 78,58 т. (1)

q₈ = 43,3 + 0,92 * 125 = 158,3 т. (2)

3.1.2 Определение нагрузки на ось вагона.

q_о⁴ = q₄ / 4 =78,58 / 4 = 19,65 т/ось; (3)

q_о⁸ = q₈ / 8 = 158,3 / 8 = 19,79 т/ось; (4)

3.1.3 Определение удельного основного сопротивления вагонов.

ω₀₄^" = 0,7 + (3 + 0,1*V + 0,0025*V²) / q_о⁴ =

= 0.7 + (3 + 0.1*43.3 + 0.0025*1874.89) / 19.65 = 1.31 кг/т. (5)

ω₀₈^" = 0,7 + (3 + 0,038*V + 0,0021*V²) / q_о⁴ =

= 0.7 + (3 + 0.038*43.3 + 0.0021*1874.89) / 19.79 = 1.29 кг/т. (6)

Расчеты будем проводить при расчетной минимальной скорости для локомотива ВЛ – 23: = 43,3 км/ч

3.1.4 Определение коэффициента соотношения вагонов по весу.

(7)

(8)

3.1.5 Определение средневзвешенного удельного сопротивления вагонного

состава;

= 0,92*1,31 + 0,08*1,29 = 1,3 кг/т (9)

3.1.6 Определение основного удельного сопротивления электровоза.

(10)

3.1.7 Определение полного сопротивления вагонов состава.

(11)

. (12)

где: F_кр – сила тяги (F_кр = 34900 кг*с), ПТР - стр.34, табл. 16;

Р – масса локомотива максимальная (Р = 138 т.), ПТР–стр.15,табл.5;

i_р – руководящий уклон.

3.1.8 Определение полного основного сопротивления локомотива.

(13)

3.1.9 Уточнение количества вагонов.

(14)

(15)

3.1.10 Уточнение количества вагонов.

Подбираем количество вагонов так, чтобы Q_уточн. Q.

Q_уточн.= n₄*q₄ +n₈*q₈ n₄=24; n₂=1; (16)

Q_уточн.= 24*78,58 + 1*158,3 = 2044,22 ≈ 2045 т.

3.1.11 Определение веса вагонного состава (нетто).

(17)

Q_кг = 24*78,58*0,82 + 1*158,3*0,92 = 1692,09 ≈ 1693 т.

3.1.12 Определение коэффициента соотношения веса нетто к весу брутто.

(проверка выполняется) (18)

3.1.13 Определение длины поезда.

, (19)

где: =14 м.(полувагоны);

= 20 м.(полувагоны);

м.из ПТР стр.25, табл.12

м.

3.1.14 Определение минимальной длины приемоотправочных путей.

(20)

3.1.15 Принятая длина приемоотправочных путей.

3.1.16 Проверка состава на троганье с места.

,(т) (21)

где: F_к.тр.– сила тяги по троганью с места (берется из ПТР, стр.35, табл17),

F_к.тр = 60700 кг*с;

–удельное сопротивлении при трогании с места;

i_тр – уклон на котором происходит трогание с места;

кг/т (22)

кг/т. (23)

кг/т. (24)

Рассмотрим два случая трогания с места

1) i = 0;

т.

2) i = 12;

т.

Проверка: Q_уточн.< Q_тр.

Проверка выполняется в обоих случаях.

Если бы Q_уточн было бы больше Q_тр. , то проводят следующие мероприятия:

• уменьшение веса поезда;

• делают расцепку вагонов;

• просьба дополнительного локомотива;

3.2. Расчет в режиме холостого хода.

3.2.1 Определение удельного сопротивления локомотива в режиме холостого хода.

(25)

кг/т

3.2.2 Определение полного сопротивления локомотива.

(26)

3.2.3 Определение полного сопротивления поезда в режиме холостого хода.

(27)

3.3 Расчет в режиме торможения.

3.3.1 Определение удельной тормозной силы.

(28)

где: – коэффициент трения, формула из ПТР, колодки принимаются чугунные:

– тормозной коэффициент;

; (29)

(30)

– сумма расчетных сил на сжатие;

, (31)

где К_р– сила на сжатие на 1 ось, из ПТР стр. 12, для вагонов К_р– 7 тонн на ось

;

3.3.2 Удельная равнодействующая всех сил в режиме служебного торможения.

(32)

3.3.3 Режим экстренного торможения.

(33)

Все расчетные данные сведены в таблице 1. Аналогично все данные для скоростей с шагом 10 км/ч до конструктивной скорости. Конструктивная скорость берется из ПТР. В моем случае , для ВЛ – 23 =100 км/ч. По полученным значениям строится диаграмма удельных равнодействующих сил.

Диаграмма удельных равнодействующих сил

Таблица № 1

	Режим тяги								Режим холостого хода				Режим торможения
V Км/ч	Fк кг	ω" кг/т	W"= ω"Q кг	ωо' кг/т	Wо'= ω'оР кг	Wо= (4+6) кг	Fк- Wо кг	(8)/ P+Q	ωx кг/т	Wч'= ωxP кг	Wox= (11+4)	ωox= (12)/ P+Q	ϕкр	Θр	1000* ϕкр	bт (15*16)	0.5 bт + ωox	bт + ωox
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0	42000	0.7	1474.2	1.9	262.2	1947	40053	17.8	2.4	331.2	1805.4	0.8	0.27	0.33	270	89.1	45.35	89.9
10	39000	0.8	1684.8	2.03	280.1	1964.9	37035.0	16.5	2.54	350.5	2035.3	0.9	0.198	0.33	198	65.34	33.57	66.24
20	37000	1	2106	2.22	306.3	2412.3	34587.6	15.4	2.76	380.8	2486.8	1.1	0.162	0.33	162	53.46	27.83	54.56
30	36000	1.1	2376	2.47	340.8	2716.8	33283.1	14.8	3.05	420.9	2796.9	1.2	0.140	0.33	140	46.2	24.3	47.4
40	35000	1.2	2527.2	2.78	383.6	2910.8	32089.1	14.3	3.4	469.2	2996.4	1.3	0.126	0.33	126	41.58	22.05	42.88
43.3	34900	1.3	2737.8	2.89	398.8	3136.6	31763.3	14.1	3.53	487.4	3225.2	1.4	0.12	0.33	120	39.6	21.2	41
50	31000	1.4	2948.4	3.15	434.7	3383.1	27616.9	12.3	3.83	528.5	3476.9	1.5	0.116	0.33	116	38.28	20.64	39.78
60	20000	1.6	3369.6	3.58	494.0	3863.6	16136.3	7.19	4.32	596.1	3965.7	1.7	0.108	0.33	108	35.64	19.52	37.34
70	12500	1.7	3580.2	4.07	561.6	4141.8	8358.1	3.72	4.89	674.8	4255.0	1.8	0.102	0.33	102	33.66	18.63	35.46
80	9000	1.9	4001.4	4.62	637.5	4638.9	4361.04	1.94	5.52	761.7	4763.1	2.1	0.097	0.33	97	32.01	18.10	34.11
90	6500	2.2	4633.2	5.23	721.7	5354.9	1145.06	0.51	6.23	859.7	5492.9	2.4	0.093	0.33	93	30.69	17.74	33.09
100	5000	2.5	5265	5.9	814.2	6079.2	-1079.2	-0.48	7	966	6231	2.7	0.09	0.33	90	29.7	17.5	32.4