- •Уральский Государственный Университет Путей Сообщения
- •Курсовая работа
- •2007 Содержание
- •Введение
- •1 Исходные данные и задание на курсовую работу
- •1.1 Общие данные
- •1.2 Индивидуальные данные
- •1.3 Задание
- •2 Ход курсовой работы
- •2.1 Определение основных технических данных локомотива
- •2.2 Определение расчетной массы состава
- •2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда
- •2.4 Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках
- •2.5 Построение кривых движения поезда
- •Заключение
- •Библиографический список
2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда
Для получения в дальнейшем кривых движения поезда графическим способом предварительно рассчитаем удельные результирующие силы, действующие на поезд при движении его по прямому и горизонтальному участку пути. При этом удельные результирующие силы поезда рассчитаем и построим на графике в зависимости от скорости движения для всех трех возможных режимов ведения поезда; тяги - fr, выбега - fв, служебного механического торможения – f сл.т,. Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда.
В тяговом режиме
fт = fк –wо, (2.14)
в режиме выбега
fв=-wox, (2.15)
в режиме служебного механического торможения
f сл.т = -(0,5bт+ wox) (2.16)
где fK - удельная сила тяги, Н/кН;
w0 - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;
wox - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;
bт - удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.
В свою очередь
wо = (mл*wo' + mс*wo") / (mл + mс), (2.17)
wox = (mл*wx + mс*wo") / (mл + mс), (2.18)
fк = Fк/[(mл + mс)*g], (2.19)
bт = 1000φкр*υр; (2.20)
где wx - удельное основное сопротивление движению поезда при езде без тока, Н/кН;
FK - сила тяги электровоза, Н;
φкр - расчетный коэффициент трения колодок о бандаж;
υр - расчетный тормозной коэффициент ( из исходных данных 0,33)
Для всех серий поездов
wx = 2,4 + 0,011V + 0,00035V2 , (2,21)
wx = 2,4 + 0,011*10 + 0,00035*100=2,54 Н/кН.
Для чугунных тормозных колодок
φкр = 0,27(V + 100) / (5V + 100), (2.22)
Расчет значений удельных сил поезда выполню для ряда скоростей движения в диапазоне от нуля до конструкционной скорости с интервалом 10 км/ч.
В диапазоне скоростей движения от нуля до скорости выхода на характеристику полного возбуждения ПВ силу тяги принимаю равной силе сцепления.
Сопротивление движению локомотива и состава при скоростях 0...10 км/ч принимаю неизменным и равным его величине при скорости движения V - 10 км/ч.
Построим диаграмму удельных результирующих сил поезда соответствен-но fT(V), fв(V), и fcл т(V).
2.4 Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках
Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках производится с целью недопущения проследования поездом участков пути, имеющих спуски, со скоростями движения, превышающими допустимые значения по тормозным средствам поезда. Такая задача называется тормозной задачей и решается путем расчета режима экстренного торможения поезда, когда по заданным значениям тормозного пути ST, профиля пути ic и тормозным средствам поезда bт определяется максимально допустимое значение скорости начала торможения VHT.
Тормозной путь ST, м, имеет две составляющие
Sт=Sп+ Sд, (2.23)
где Sn - подготовительный тормозной путь, м; SД - действительный тормозной путь, м.
Путь Sn, пройденный поездом за время подготовки тормозов к действию, найду по формуле
Sn = 0,278VHT * tп, (2.24)
где VHT - скорость движения поезда в момент начала торможения, км/ч;
tn - время подготовки тормозов к действию, с.
В зависимости от количества осей в грузовом составе N0 время находят по одной из эмпирических формул:
- при N0 < 200
tп = 7-10ic/bT; (2.25)
- при 300≥N0>200
tn=10-15ic/bт; (2.26)
- при N0 > 300
tn=12-18ic/bт, (2.27)
где ic — уклон спрямленного элемента профиля пути,‰.
Количество осей в составе определю по формуле
N0 = 4n4 + 8n8. (2.28)
N0 = 4*42 + 8*12= 264
Таким образом, расчет значений подготовительного тормозного пути Sn выполняют по (2.24) для ряда скоростей начала торможения в диапазоне от 0 до VK с шагом 10 км/ч .
Зависимость действительного тормозного пути от скорости начала торможения SД(VНТ) определяют путем решения графическим методом МПС основного уравнения движения поезда в режиме его экстренного торможения, когда удельная равнодействующая сила поезда равна
f экс т =-bт-wox (2.29)
Учитывая, что зависимость Sn(Vнт) начинается в начале заданного тормозного пути и имеет нарастающий характер, а зависимость Sд(Vнт) заканчивается в конце заданного тормозного пути и имеет убывающий характер, то очевидно, что две эти зависимости на интервале тормозного пути пересекаются, а точка их пересечения и есть решение тормозной задачи .
Все полученные данные с пункта 2.2.1 по 2.4 сведем в сводную таблицу 2.2.
-
Таблица 2.1 - таблица удельных сил поезда. Сводная
V, км/ч
Fk, кН
wo', Н/кН
wo4", Н/кН
wo8", Н/кН
Wo'', Н/кН
φкр
bт,Н/кН
tп,с
Sп
wx, Н/кН
Wox, Н/кН
fк,Н/кН
wo, Н/кН
fэкс.т,Н/кН
fт,Н/кН
fсл.торм., Н/кН
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
0,00
596,00
1,90
0,87
1,09
0,97
0,27
89,10
7,47
0,00
2,40
1,02
12,46
1,00
-90,12
11,46
-45,63
10,00
500,00
2,03
0,95
1,13
1,03
0,20
65,34
6,56
18,23
2,55
1,08
10,45
1,06
-66,42
9,39
-33,74
20,00
480,00
2,22
1,05
1,20
1,11
0,16
53,46
5,79
32,20
2,76
1,18
10,03
1,15
-54,64
8,88
-27,95
30,00
471,00
2,47
1,18
1,29
1,23
0,14
46,33
5,14
42,90
3,05
1,30
9,85
1,28
-47,63
8,57
-24,4
40,00
467,00
2,78
1,34
1,42
1,37
0,13
41,58
4,59
51,03
3,40
1,45
9,76
1,43
-43,03
8,34
-22,3
46,70
451,00
3,02
1,46
1,51
1,48
0,12
39,19
4,26
55,30
3,68
1,57
9,43
1,54
-40,76
7,88
-21,71
50,00
354,00
3,15
1,53
1,57
1,54
0,12
38,19
4,11
57,10
3,83
1,63
7,40
1,61
-39,82
5,79
-20,84
60,00
184,00
3,58
1,75
1,74
1,74
0,11
35,64
3,69
61,50
4,32
1,84
3,85
1,82
-37,48
2,03
-19,74
70,00
118,00
4,07
1,99
1,95
1,97
0,10
33,66
3,32
64,52
4,89
2,09
2,47
2,05
-35,75
0,41
-19,03
80,00
86,00
4,62
2,27
2,18
2,23
0,10
32,08
2,99
66,40
5,52
2,36
1,80
2,32
-34,43
-0,53
-18,48
90,00
69,00
5,23
2,58
2,44
2,52
0,09
30,78
2,69
67,31
6,23
2,66
1,44
2,62
-33,44
-1,18
-18,15
100,00
59,00
5,90
2,91
2,73
2,83
0,09
29,70
2,42
67,39
7,00
2,99
1,23
2,95
-32,69
-1,72
-18,01