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:
Силы тяги.
Силы сопротивления движению. Зависят от типа подвижного состава, скорости движения, уклона, по которому идёт поезд, наличия кривой в месте расположения поезда.
Силы торможения.
В зависимости от того, какие регулируемые силы использует машинист можно различить режимы:
Режим тяги – двигатели локомотива включены.
Режим холостого хода – двигатели включены, но торможение не осуществляется, и поезд движется под действием силы тяжести или по инерции.
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 Fк “+”, а тормозная сила Вт “–”. 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 fк=
;
(1.1)
Удельное
сопротивление =
;
(1.2)
Удельная
тормозная сила bт=
.
(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.
1.1.Определение основного удельного сопротивления вагонного состава.
Поезд состоит из двух групп вагонов: 1-я группа – четырёхосные грузовые вагоны грузоподъёмностью qгр4=63 т и весом тары qт=24 т при коэффициенте использования грузоподъёмности 4 =0,8 и количественном содержании в поезде 4=0,8%; 2-я группа – восьмиосные грузовые вагоны грузоподъёмностью qгр8=121 т и весом тары qт=43 т при коэффициенте использования грузоподъёмности 8=0,9 и количеством содержании в поезде 8=0,2%.
Определение веса вагона брутто.
q(4)= qт(4) + qгр(4)*4 т, (1.4)
q(8)= qт(8) + qгр(8)*8 т. (1.5)
где q(4) и q(8) – вес вагонов брутто для четырёх и восьмиосных вагонов соответственно,
qгр(4) и qгр(8) – грузоподъёмность соответствующих вагонов,
4 и 8 – коэффициент использования грузоподъёмности,
qт4 и qт8 – вес тары.
q(4)=24+63*0,8=74,4 т,
q(8)=43+121*0,9=151,9 т.
Расчёт осевой нагрузки.
Осевая нагрузка – масса, приходящая на ось колёсной пары.
qо4= q(4)/4; qо8= q(8)/8 (1.6)
где : qo4 и qo8 – осевая нагрузка на ось соответствующих вагонов,
4 и 8 – количество осей вагона.
qо4= 74,4/4=18,6 ; qо8= 151,9/8=19,0.
Соотношение вагонов по весу в поезде для каждой категории вагонов:
4= q(4)*4/( q(4)*4+ q(8)*8), (1.7)
8= q(8)*8/( q(8)*8+ q(4)*4) (1.8)
где 4 и 8 – соотношение вагонов по весу в поезде,
4 и 8 – процентное содержание вагонов в составе,
4 = 74,4*0,8/(0,8*74,4+0.2*151,9)=0,66;
8 =151,9*0,2/(151,9*0,2+74,4*0,8)=0,34
Проверка: 4 + 8=1; (1.9)
0,66+0,34=1
