1.2. Расчет тепловозного транспорта

Методика тягового расчета тепловозного транспорта имеет некоторые отличия от методики тягового расчета электровозного транспорта. Она включает в себя:

1) предварительный выбор типа подвижного состава;

2) определение массовой нормы поезда и числа вагонов в составе;

3) определение значений силы тяги (тормозной силы) скорости и

времени движения поезда;

4) расчет тормозного пути;

5) определение расхода топлива.

Основные параметры карьерных тепловозов приведены в табл. 1.10.

Массовая норма поезда при движении по руководящему уклону устанавливается по формуле (4), а при трогании поезда с места- по фор-муле (5). При этом следует иметь в виду, что удельное основное со-противление, Н/т, движению определяется по следующим формулам:

для тепловозов

(41)

для четырехосных груженых вагонов

(42)

для шестиосных и восьмиосных вагонов

(43)

где υ_ДЛ - длительная скорость, км/ч.

Коэффициент сцепления колеса локомотива с рельсом принимается равным: при движении - 0,22-0,24; при трогании с места - 0,28-30

Число вагонов в составе определяется по формуле (10).

Значения силы тяги (тормозной силы) тепловоза на каждом участке в грузовом и порожняковом направлениях устанавливаются по фор- муле (11).

Таблица 1.10

Технические данные тепловозов

Основные параметры	ТЭМ1	ТЭМ2	ТЭМ3	ТЭ3 (1 секция)	ТЭМ7	ТЭ 10М (1 секция)*
Ширина колеи, мм	1520
Сцепная масса, т	120	122,4	120	127	180	138
Осевая формула	30-30				(20+20)-(20+20)	30-30
Мощность дизеля, кВт	735	880		1470		2206
Длительный режим: сила тяги, кН скорость, км/ч	200 9	205,5 11	210 11,1	205,5 20	350 10,3	245 24,6
Мощность, кВт: главного генератора тягового двигателя	625 87	780 112	780 112	1350 206	1310 135	2000 305
Длина по автосцепкам, мм	16970		16900	16970	21500	16060
Запасы, кг:					6000 2300	6500 1445
топлива	5440
песка	2100	2600		800
Поставщик- машинострои-тельный завод	Брянский			Луганский	Людиновский	Луганский

^* При соединении двух секций тепловозов обозначают 2ТЭ 10М, трех - 3ТЭ 10М.

Значения скорости движения локомотивосостава на каждом участке в грузовом и порожняковом направлениях при положительных значениях силы тяги определяется по формуле:

(44)

где: N_Д.Д - мощность дизельного двигателя, кВт; F_i - значение силы тяги на i-м участке, Н; η_о.м - коэффициент отбора мощности, η_о.м = 0,88-0,90; η_с.п - КПД силовой передачи, η_с.п = 0,68-0,72.

При отрицательных значениях силы тяги локомотива (т.е. когда действует тормозная сила) скорости устанавливаются из условия обес-печения безопасности движения и принимаются равными 30-40 км/ч.

Время движения локомотивосостава определяется по формуле (16).

Расчет тормозного пути выполняют по формулам (17)-(23).

Для установления расхода топлива тепловозов за 1 рейс сначала следует определить работу на транспортирование груза, А_тр, Н·м. Для глубинных карьеров (движение груза снизу вверх) она определяется по формуле

(45)

где ω_о - удельное основное сопротивление движению поезда (определя-ется для грузового и порожнякового направлений), Н/т;

; L - расстояние транспортирования груза, м; Н- высота подъема груза, м; ΣL_Т - сумма тормозных путей, м; q_Т - собственная масса вагона, т.

Для нагорных карьеров (движение груза сверху вниз) работу вычисляют по формуле

(46)

Затем устанавливается расчетный расход топлива тепловозом за один рейс Е_р, кг::

(47)

где: q_Т.С- теплотворная способность дизельного топлива (10000 ккал/кг); η_ДИЗ - КПД дизельного двигателя, η_ДИЗ= 0,43.

Фактический расход топлива тепловозом за один рейс Е_ф, кг, определяют по формуле

(48)

где: К_зим - коэффициент, учитывающий повышения расхода топлива в зимний период, К_зим = 1,05-1,10; К_с.н - коэффициент, учитывающий расход топлива на собственные нужды, К_с.н = 1,04-1,06; К_ман - коэффициент, учитывающий увеличение расхода топлива на маневры, К_ман = 1,04-1,07.

Эксплуатационный расчет тепловозного транспорта производится аналогично расчету электровозного транспорта.

Пример расчет. Выполнить тяговый расчет локомотивосостава, движущегося на трассе ( см. рис. 1.7), при следующих исходных данных:

тип локомотива- тепловоз ТЭМ3;

тип вагона- думпкар 2ВС-105;

тип выемочно-погрузочного оборудования- экскаватор ЭКГ-10.

1. Массовая норма поезда при его движении по руководящему уклону определяется по формуле

где

2. Массовая норма поезда по условию его трогания с места рассчитываем следующим образом:

Для дальнейших расчетов принимаем

3. Определяем число вагонов в составе:

Принимаем n=11, тогда масса прицепной части поезда составит:

с грузом

без груза

Значение силы тяги (тормозной силы), скорости и времени движения поезда на каждом участке трассы в грузовом и порожняковом направлениях подставлены в табл. 1.11.

Время движения поезда на трассе

4. Тормозной путь поезда определяем на 1-м участке до полной остановки порожнего состава:

где

Полученное значение тормозного пути не превышает 300 м, что удовлетворяет условию безопасного движения поезда.

Таблица 1.11

Результаты расчетов тепловозного транспорта

Участок	Формула	Расчет	F(B), кН	υ, км/ч	t, мин
Грузовое направление
1.			81	25	3,60
2.			256	8	9,72
3.			-6,6	40	1,80
4.			425	5	18,00
5.			81	25	1,20
	Порожняковое направление
5.			33	60 принимаем υ=40	0,75
4.			-29	40	2,25
3.			64	31	2,32
2.			-30	40	1,95
1.			33	60 принимаем υ=40	2,25

Для определения фактического расхода топлива Е_Ф тепловозом за 1 рейс сначала рассчитаем работу на транспортирование груза по формуле:

где:

Н- высота подъема груза на расчетной трассе (рис. 1.7).

Затем определяем расчетный расход топлива

Фактический расход топлива составит

По результатам тягового и эксплуатационного расчетов железнодорожного транспорта и горно-техническим условием проектируемого предприятия выбирают типы и рассчитывают количество вспомогательного оборудования для механизации путевых работ.