Введение
Спрямление профиля пути и его анализ
Для повышения точности результатов тяговых расчётов, а также сокращения их объёма и, следовательно, времени на их выполнение необходимо спрямить профиль пути заданного участка.
В основе спрямления профиля пути лежит равенство механических работ на спрямлённом профиле и на действительном профиле.
Спрямление
профиля состоит в замене двух или
нескольких смежных элементов продольного
профиля пути одним элементом, длина
которого Sc
равна
сумме длин спрямляемых элементов (
.
(1)
а
крутизна
вычисляется по формуле:
Где
–
крутизна элементов спрямляемого участка.
Чтобы расчёты скорости и времени движения поезда по участку были достаточно точными, необходимо выполнить проверку возможности спрямления группы элементов профиля по формуле:
где
– длина спрямляемого элемента, м;
– абсолютная
величина разности между уклоном
спрямлённого участка и уклоном
проверяемого элемента, ‰, т. е.
Проверке по формуле (3) подлежит каждый элемент спрямляемой группы. Чем короче элементы спрямляемой группы и чем ближе они по крутизне, тем более вероятно, что проверка их на удовлетворение условию (3) окажется благоприятной (положительной).
Кривые на спрямляемом участке и на отдельных элементах заменяются фиктивным подъёмом, крутизна которого определяется по формуле:
где
и
– длина и радиус кривых в пределах
спрямлённого участка, м. Крутизна
спрямлённого участка с учётом фиктивного
подъёма от кривой
Необходимо
отметить, что знак крутизны уклона
может быть и положительным (для подъёмов),
и отрицательным (для спусков); знак
крутизны фиктивного подъёма от кривой
c
всегда положительный. Это обязательно
надо учитывать при вычислениях.
Объединять в группы для спрямления следует только близкие по крутизне элементы профиля одного знака. Горизонтальные элементы (площадки) могут включаться в спрямляемые группы как с элементами, имеющими положительный знак крутизны, так и с элементами отрицательной крутизны. Элементы, на которых расположены раздельные пункты, не спрямляются.
Результаты расчётов по спрямлению заданного профиля пути сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 – Спрямление
профиля пути
2 Определение массы состава
Масса состава – один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок, поэтому массу грузового состава определяют, исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.
Для выбранного расчётного подъёма массу состава в тоннах вычисляют по формуле:
где
–
расчётная сила тяги локомотива, кгс;
– расчётная
масса локомотива, т;
– основное
удельное сопротивление локомотива,
Н/кН;
– основное
удельное средневзвешенное сопротивление
состава, Н/кН;
– крутизна
расчётного подъёма, ‰ (
;
– ускорение
свободного падения, равное 9,81 м/с2
.
Величины
и
определяют
для расчётной скорости локомотива
.
Расчётная скорость, расчётная сила
тяги, масса локомотива и другие расчётные
нормативы, взятые из [3], приведены в
таблице 2. Основное удельное сопротивление
локомотива, Н/кН, в зависимости от
скорости на режиме тяги (при движении
под током) определяют по графикам
, приведённым в [3].
Основное удельное сопротивление локомотивов, для которых графические зависимости отсутствуют, следует подсчитывать по формуле (для звеньевого пути):
где
–
расчетная скорость (таблица 2 в [2]).
Основное удельное сопротивление состава, Н/кН, определяют по формуле:
где , , – соответственно доли (не %!) 4-, 6- и 8-осных вагонов в составе по массе (см. задание);
– основное
удельное сопротивление 4-осных груженых
вагонов :
- при подшипниках скольжения на звеньевом пути
- при роликовых подшипниках на звеньевом пути
– основное
удельное сопротивление 6-осных груженых
вагонов :
- на звеньевом пути
– основное
удельное сопротивление 8-осных груженых
вагонов :
- на звеньевом пути
Здесь
– средняя нагрузка от оси на рельсы,
т/ось, соответственно 4-, 6- и 8-осного
вагона:
– доли
4-осных вагонов на подшипниках скольжения
и качения.
Зная массу вагонов, т брутто (см. задание) подставляем в формулу (13):
Полученные значения подставляем в формулы (9), (10) и (12) получаем:
Подставим значения в формулу (8):
Т.к. все данные для нахождения массы состава найдены, подставим их в формулу (6):
3 Проверка массы состава с учетом ограничений
3.1 Проверка массы состава по длине приёмо-отправочных путей станции
Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приёмо- отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приёмо-отправочных путей станций.
Число вагонов в составе грузового поезда:
Полученное число вагонов следует округлить до целого числа. Длины вагонов принимаются равными: 4-осного – 15 м, 6-осного – 17 м, 8-осного – 20 м. Длины локомотивов приведены в табл. 2. Общая длина поезда:
Проверка возможности установки поезда на приемо-отправочных путях выполняется по соотношению
где
– длина приёмо-отправочных путей, м
(см. задание).
В соответствии с формулами (14),(16) найдем число вагонов:
Проверка:
Пусть
а
:
Пусть
а
:
Пусть а :
Пусть а :
Так
как цель перевезти как можно больше
груза, то принимаем
а
,
следовательно, длина поезда равна:
По (18) формуле проверяем возможность установки поезда на приемо-отправочных путях:
Проверка
удовлетворяет условию, следовательно
в соответствии с ПТР корректируем массу
поезда
т.