Министерство путей сообщения

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра: «Путь и железнодорожное

строительство»

К У Р С О В О Й П Р О Е К Т

ПО ДИСЦЕПЛИНЕ «ИЗЫСКАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ»

ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ

Выполнил: студент

Проверил: преподователь

Екатеринбург

г.

Содержание.

Введение. 3

1. Силы, действующие на поезд и правило знаков. 4

2. Определение основного удельного сопротивления состава. 6

3. Расчёт веса состава грузового поезда брутто и нетто, их отношения для руководящего уклона, длины поезда. 8

4. Построение диаграмм удельных равнодействующих сил 4

5. Спрямление профиля пути. 14

6. Решение тормозной задачи. 15

7. Построение кривых скоростей и времени. 16

8. Построение кривых силы тяги и тока электровоза. 18

9. Определение удельных затрат электроэнергии. 19

Список литературы 22

Приложения

Введение.

Целью тяговых расчетов является изучение сил, действующих на поезд, законов его движения, методов определения скоростей движения, времени хода и других показателей, влияющих на оценку и выбор проектного решения.

Для того чтобы правильно выполнить эти расчеты и другие задачи проектирования необходимо располагать аналитическими методами, позволяющими определить массу поезда, при известном продольном профиле и заданном локомотиве, скорости движения и время хода поезда расход электрической энергии при электрической тяге. Все эти методы объединяются общим названием “Тяговые расчеты”, которые базируются на общих положениях науки о тяге поездов.

Специфика тяговых расчётов состоит в том, что в них основное внимание уделяется тем вопросам, от которых зависит выбор проектного решения и его качества.

Тяговые расчёты основаны на законах механики и экспериментальных испытаниях вагонов и локомотивов.

В тяговых расчётах, как правило, применяют упрощённую модель поезда, рассматривая его как материальную точку, расположенную в середине поезда, масса которой равна массе поезда.

1.Силы, действующие на поезд и правило знаков.

При принятой модели поезда в расчётах должны приниматься силы, которые оказывают влияние на перемещение центра тяжести поезда, и составляющие этих сил, линия действия которых совпадает с линией действия возможного перемещения поезда по рельсовой колее.

Силы на сцепках между вагонами и силы взаимодействия между отдельными частями вагонов в расчётах не учитывают.

На поезд могут действовать следующие силы:

1. Силы тяги.

2. Силы сопротивления движению. Зависят от типа подвижного состава, скорости движения, уклона, по которому идёт поезд, наличия кривой в месте расположения поезда.

3. Силы торможения.

В зависимости от того, какие регулируемые силы использует машинист можно различить режимы:

1. Режим тяги – двигатели локомотива включены.

2. Режим холостого хода – двигатели включены, но торможение не осуществляется, и поезд движется под действием силы тяжести или по инерции.

3. Режим торможения – двигатели включены, тормозная система включена, в результате чего появляется тормозная сила.

Правило знаков:

• Силы, направление действия которых совпадает с направлением движения, принимаются “ положительными”;

• Силы, направленные против движения – “отрицательными”.

При таком правиле знаков сила тяги F_к “+”, а тормозная сила В_т “–”. Сила сопротивления W тоже отрицательна, хотя при движении поезда на спуске становится “+”, так как она способствует движению поезда.

Силы, отнесенные к какой-то единице подвижного состава, называются полными и измеряются в [кгс]. Такие силы принято обозначать большими буквами. Сила, отнесённая к одной тонне собственного веса поезда, называется удельной силой. Такие силы измеряются в и обозначаются малыми буквами.

Для перехода от полной силы к удельной необходимо значение полной силы разделить на вес подвижного состава, к которому относится эта полная сила.

Для поезда, вес которого состоит из веса вагонов Q и веса локомотива P получают:

Удельная силы тяги f_к= ; (1.1)

Удельное сопротивление = ; (1.2)

Удельная тормозная сила b_т= . (1.3)

Расчётные значения сил не всегда могут быть определены строго теоретически. В тяговых расчётах широко применяет эмпирические методы определения сил, основанные на специальных испытаниях подвижного состава.

Основные формулы и материалы нормативного характера для тяговых расчётов регламентируются « Правилами Тяговых расчётов для поездной работы», которые периодически корректируется с учётом технического прогресса железных дорог Российской Федерации.

2.Определение основного удельного сопротивления состава.

Поезд состоит двух групп вагонов: 1-я группа – четырёхосные грузовые вагоны грузоподъёмностью q_гр4=63 т и весом тары q_т=22,4 т при коэффициенте использования грузоподъёмности ₄ =0.98 и количественном содержании в поезде ₄=19 %; 2-я группа – восьмиосные грузовые вагоны грузоподъёмностью q_гр8=125 т и весом тары q_т=43,7 т при коэффициенте использования грузоподъёмности ₈ =0,95 и количеством содержании в поезде ₈=81 %.

Определение веса вагона брутто.

q₍₄₎= q_т(4) + q_гр(4)*₄ , (2.1)

q₍₈₎= q_т(8) + q_гр(8)*₈ . (2.2)

где q₍₄₎ и q₍₈₎ – вес вагонов брутто для четырёх и восьмиосных вагонов соответственно,

q_гр(4) и q_гр(8) – грузоподъёмность соответствующих вагонов,

₄ и ₈ – коэффициент использования грузоподъёмности,

q_т4 и q_т8 – вес тары.

q₍₄₎=22,4+63*0,98=84,14 т,

q₍₈₎=43,7+125*0,95=132,45 т.

Соотношение вагонов по весу в поезде для каждой категории вагонов:

₄= q₍₄₎*₄/( q₍₄₎*₄+ q₍₈₎*₈), (2.3)

₈= q₍₈₎*₈/( q₍₈₎*₈+ q₍₄₎*₄) (2.4)

где ₄ и ₈ – соотношение вагонов по весу в поезде,

₄ и ₈ – процентное содержание вагонов в %,

₄ = 19*84,14/(19*84,14+81*162,45)=0,1083

₈ =81*162,45/(19*84,14+81*162,45)=0,8917

Проверка: ₄ + ₈=0,1083+0,8917=1; (2.5)

Расчёт осевой нагрузки.

Осевая нагрузка – масса, приходящая на ось колёсной пары.

q_о4= q₍₄₎/4; q_о8= q₍₈₎/8 (2.6)

где : q_o4 и q_o8 – осевая нагрузка на ось соответствующих вагонов,

m – количество осей вагона.

q_о4= 84,14/4=21,035 (т/ось) ; q_о8= 1662,45/8=20,306 (т/ось)

Определение основного удельного сопротивления вагонов.

Для определения основного сопротивления вагонов на роликовых подшипниках применяется формула

;

где , , С , d -коэффициенты, взятые из ПТР.

для четырехосных вагонов на подшипниках скольжения

=0,7 ; =3 ; С=0,1 ; d=0.0025

для восьмиосных вагонов для роликовых подшипников

=0,7 ; =6 ; С=0,038 ; d=0.0021 ;

i- количество осей тележки;

V- минимальная расчетная скорость локомотива.

Для локомотива ВЛ-10

^”_o4 =0,7+(3+0,1*V+0,0025*V²)/q_{о4 ,} , (2.7)

^”_o8 =0,7+(6+0,038*V+0,0021*V²)/q_о8, , (2.8)

где ^”_o4 и ^”_o8 – основное сопротивление вагонов соответственно,

V – скорость поезда, ( км/ч).

Определение средневзвешенного основного удельного сопротивления

вагонного состава.

^”_o= ₄*^”_o4 + ₈*^”_o8 (2.9)

где ^”_o4 и ^”_o8 – основное сопротивление вагонов соответственно,

₄ и ₈ – соотношение вагонов по весу в поезде соответственно.

Из ПТРа, таб. 15, выбираем конструкционную (максимальную) скорость V_max=100 км/ч для локомотива ВЛ – 10 .

Из ПТРа, таб. 16, выбираем расчётное значение силы тяги и скорости для локомотива ВЛ – 10: V_p= 46,7км/ч, F_кр=46000 кгс.

Из ПТРа, таб. 5, выбираем учётную массу локомотива в порожнем состояние для локомотива ВЛ –10 : P=184 т.

Из ПТРа, формула 15, подбираем основное удельное сопротивления для локомотива в режиме тяги:

^’_o= 1,9+0,01*V+0,0003*V². (2.10)

Из ПТРа, формула 16, выбираем основное удельное сопротивления для локомотива в режиме холостого хода:

^’_oх=2,4+0,011*V+0,00035*V². (2.11)

W^’_o =Р*^’_o , (2.12)

W^’_oх =Р*^’_oх . (2.13)

где W^’_o и W^’_oх – полное основное сопротивления движению локомотива в режиме тяги и холостого хода соответственно,

P – масса локомотива в порожнем состоянии,

^’_o и ^’_oх – удельное основное сопротивление движению локомотива в режиме тяги и холостого хода соответственно.