4 Расчёт массы поезда

Расчёт массы поезда начинается с выбора расчётного подъёма. Расчётным называется наибольший по величине и протяжённости подъём на данном участке, на котором поезд движется с установившейся скоростью и с наибольшей по сцеплению силой тяги.

Выбор расчётного подъёма i_р производится путём анализа спрямленного и приведённого профиля пути. Короткие подъёмы, следующие за площадкой или спуском, не могут быть приняты за расчётные, так как они могут быть проследованы за счёт кинетической энергии, накопленной при движении на предыдущих элементах профиля пути. При выборе расчётного подъёма следует иметь в виду. Что для снижения себестоимости перевозок следует обеспечивать, возможно большую массу поезда. Для этого электровоз должен развивать наибольшую силу тяги F_к.р., называемую расчётной. Скорость электровоза при такой силе тяги называется расчётной скоростью v_р.

Расчётные сила тяги F_к.р. и скорость v_р определяются точкой пересечения заданных тяговой характеристики электровоза для полного возбуждения ПВ и характеристики ограничения по сцеплению (точка В на рис. 1).

При установившейся скорости движения v_р на расчётном подъёме i_р масса состава вагонов определяется по формуле, т:

m_c=m_в=(1000F_k..p.-m_лg(ω′₀+i_p))/g(ω″₀+i_p), (5)

где m_л – полная масса электровоза, т;

g=9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

i_p – расчётный подъём, ⁰/₀₀;

ω′₀ – удельное основное сопротивление движению электровоза под током, Н/кН;

ω″₀ – удельное основное сопротивление движению состава (вагонов), Н/кН;

F_k..p - расчётная сила тяги электровоза, кН.

Удельное основное сопротивление движению электровоза под током определяется по формуле, Н/кН:

ω`₀=1,9 +0,01v+0,0003v², (6)

где v – скорость движения, км/ч.

Соответственно удельное основное сопротивление четырёхосных вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле, Н/кН:

ω″₀₄^р=0,7+(3+0,1v+0,0025v²)/g₀₄, (7)

где g₀₄ – масса, приходящаяся на ось вагона, т.

Удельное основное сопротивление четырёхосных вагонов на под-шипниках скольжения определяется по формуле, Н/кН:

ω″₀₄^ск=0,7+(8+0,1v+0,0025v²)/g₀₄, (8)

где g₀₄ – масса, приходящаяся на ось вагона, т.

Удельное основное сопротивление шестиосных вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле, Н/кН:

ω″₀₆^р=0,7+(8+0,1v+0,0025v²)/g₀₆, (9)

где g₀₆ – масса, приходящаяся на ось вагона, т.

Удельное основное сопротивление восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле, Н/кН:

ω″₀₈^р=0,7+(6+0,038v+0,0021v²)/g₀₈, (10)

где g₀₈ – масса, приходящаяся на ось вагона, т.

При расчёте массы поезда удельные основные сопротивления движению электровоза под током и вагонов вычисляются для скорости v=v_р.

Состав вагонов в процентах по массе:

4-осные – 88 % (γ);

6-осные – 4 % (β);

8-осные – 8 % (α).

Масса вагонов в брутто, т:

4-осные – m₀₄=84;

6-осные – m₀₆=128;

8-осные – m₀₈=168.

Типы используемых подшипников:

4-осные – на роликовых подшипниках – 89 %(А),

на подшипниках скольжения – 11 %(В);

6-осные – роликовые;

8-осные – роликовые.

Расчётная скорость электровоза ВЛ 80^т: v_р=37,2 км/ч.

Масса электровоза ВЛ 80^т: m=184 т.

Расчётная сила тяги электровоза ВЛ 80^т: F_k..p.=495 кН.

Расчётный подъём: i_р=+5,84 ⁰/₀₀.

ω`₀=1,9 +0,01_*37,2+0,0003_*37,2²=2,687 Н/кН,

g₀₄=m₀₄/4=84/4=21 т, (11)

g₀₆=m₀₆/6=128/4=21,3 т, (12)

g₀₈=m₀₈/8=168/8=21 т, (13)

ω″₀₄^р=0,7+(3+0,1_*37,2+0,0025_*37,2²)/21=1,185 Н/кН,

ω″₀₄^ск=0,7+(8+0,1_*37,2+0,0025_*37,2²)/21=1,423 Н/кН,

ω″₀₆^р=0,7+(8+0,1_*37,2+0,0025_*37,2²)/21,3=1,412 Н/кН,

ω″₀₈^р=0,7+(6+0,038_*37,2+0,0021_*37,2²)/21=1,191 Н/кН,

ω″₀₄=Аω″₀₄^р+Вω″₀₄^ск Н/кН, (14)

ω″₀₄=0,89_*1,185+0,11_*1,423=1,211 Н/кН,

ω″₀=γω″₀₄+βω″₀₆^р+αω″₀₈^р Н/кН, (15)

ω″₀=0,88_*1,211+0,04_*1,412+0,08_*1,191=1,217 Н/кН,

m_c=m_в=(1000_*495_.-184_*9,81(2,687+5,84))/9,81_*(1,217+5,84)= =6927,837=6900=6,9 т.

Найденную массу поезда округляют до 50т и проверяют на возможность трогания поезда с места на станции и по длине станционных путей.