диплом (Тяговый расчёт на участке Магдагачи-Талдан с локомотивом 3ЭС5К), страница 2

Если наиболее крутой подъём участка достаточно длинный, то он при­нимается за расчетный.

Если же наиболее крутой подъём имеет небольшую протяженность и ему предшествуют спуски и площадки, на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъём не может быть принят за расчётный, так как поезд преодолеет его за счёт накопленной кинетической энергии.

В этом случае за расчетный подъем следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности

Для рассматриваемого профиля, приведенного на плакате 1, расчётным подъё­мом будет элемент, имеющий крутизну i= +7,5 ‰ и длину s=5300 м (7480–7475 киломметры), а не элемент крутизной i =+7,9 ‰ и длиной 3900 м (7433–7429 киллометры), так как он менее затяжной и перед ним расположен уклон, позволяющий поезду подойти к этому подъёму с большей скоростью.

2.4 Определение массы состава при движении поезда по расчетному подъему с равномерной скоростью

Масса состава в тоннах на расчетном подъеме определяется по формуле

, (2.4)

где F_кр – расчетная сила тяги;

w'_о – основное удельное сопротивление локомотивов в режиме тяги;

w''_о – основное удельное сопротивление вагонов;

m_л, m_с – расчетные массы соответственно локомотива и состава

i_р – расчетный подъем.

Основные расчетные характеристики локомотива 3ЭС5К «Ермак» указаны в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Основные расчетные характеристики локомотива

Основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги на бесстыковом пути определяется по формуле

w^'₀ = 1,9 + 0,008∙V + 0,00025∙V², (2.5)

где V – расчетная скорость локомотива, V=V_р=49,9 км/ч.

Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле

, (2.6)

где α₄ и α₆ – доли в составе по массе четырех- и шестиосных вагонов, соответственно равные 0,9 и 0,1.

Основное удельное сопротивление движению четырех- и шестиосных вагонов на роликовых подшипниках на бесстыковом пути определяется по формуле

(2.7)

где – масса вагона, приходящаяся на одну ось т:

- для четырехосного вагона

- для шестиосного вагона

Исходя, из расчетов масса состава на расчетном подъеме будет составлять 7035 т. Полученную массу состава округляем в меньшую сторону до значения кратного 50 или 100 т. Итак, масса состава составляет 7000 т.

2.5 Проверка массы состава на строгание с места на расчетном подъеме

Рассчитанная в подразделе (2.4) масса грузового состава должна быть проверена на строгание с места на расчётном подъеме по формуле

(2.8)

где F_ктр – сила тяги локомотива при трогании с места, Н;

w_тр – удельное сопротивление состава при трогании с места, Н/кН, определяется по формуле

(2.9)

Определим, сможет ли электровоз 3ЭС5К взять с места состав массой 7000 т на подъеме 7,5 ‰.

Рассчитаем удельное сопротивление состава при трогании с места по формуле:

- для четырехосных вагонов

- для шестиосных вагонов

Определяем средневзвешенное сопротивление состава при трогании с места по формуле (2.6)

Определяем массу состава при строгание с места по формуле (2.8)

Полученная масса превышает массу состава, рассчитанную по формуле (2.4), следовательно, электровоз 3ЭС5К может взять с места состав массой 7000 т на расчетном подъеме (7,5 ‰).

2.6 Проверка массы поезда по длине приёмоотправочных путей

Длина поезда l_n не должна превышать полезную длину приемоотправочных путей l_поп станций на участках обращения данного поезда. На рассматриваемом участке минимальная длина путей приёма-отправления грузовых поездов составляет 850 м.

Длина поезда в метрах определяется из выражения

, (2.10)

где – длина состава, м;

– число локомотивов в поезде;

– длина ло­комотива, м;

10 – запас длины на неточность установки поезда, м.

Длина состава определяется по формуле

, (2.11)

где k – число различных групп вагонов в составе;

– число однотипных вагонов в i-й группе;

– длина вагона i-й группы, м.

Число вагонов в i-й группе определяется из выражения

, (2.12)

где – доля массы состава m_с, приходящаяся на i-ю группу вагонов;

m_вi – средняя масса вагона i-й группы, т.

Для графика движения поездов длину поезда (состава) и вместимость путей определяют в условных вагонах n_v, длина которого принимается равной 14 м, по формуле

, (2.13)

Характеристики вагонов, необходимые для определения длины поезда, ведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Длинна и масса вагонов парка для определения длинны поезда

По формуле (2.12) определяем число вагонов в составе:

- четырехосных

n₄ = 0,9∙(7000/100) = 63 ваг.;

- шестиосных

n₆ = 0,1∙(7000/96) = 7 ваг.

По формуле (2.10) определяем длину поезда

l_п = 63∙14+7∙16+52,5+10=1056,5 м.

Длина поезда получилась больше длины приемоотправочных путей, поэтому для дальнейших расчетов корректируем массу состава – длинна вагонов 63∙14+7∙16=994 м; длинна приемоотправочных путей, без учета длины локомотива и запаса длины на неточность установки поезда – 850-52,5-10=787,5 м, следовательно, поправочный коэффициент будет равен – 787,5/994=0,792; тогда определяем число вагонов в составе:

- четырехосных

n₄ = 0,9∙(7000/100)∙0,792 = 50 ваг;

- шестиосных

n₆ = 0,1∙(7000/96)∙0,792 = 5 ваг.

По формуле (2.10) определяем длину поезда

l_п = 14∙50+5∙16+52,5+10=842,5 м.

Длина поезда получилась меньше длины приемоотправочных путей, поэтому для дальнейших расчетов принимаем массу состава 50∙100+5∙96= 5450 т.

2.7 Расчет массы состава с учетом использования кинетической энергии поезда

Массу состава, полученную по формуле (2.4) необходимо проверить на прохождение коротких подъемов большей крутизны, чем расчетный с уче­том кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках. Проверка выполняется по формуле

(2.14)

где S – длина проверяемого участка профиля пути, м;

v_к – скорость в конце проверяемого подъёма (эта скорость должна быть не менее расчетной, принято v_к =v_р=49,9 км/ч);

v_н – скорость поезда в начале проверяемого подъема (с учетом ограничений по скорости на рассматирваемом участке, для грузовых поездов, принимается v_н=80 км/ч);

– средняя ускоряющая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от v_н до v_к, Н/кН.

Удельная касательная сила тяги локомотива рассчитывается по формуле

, (2.15)

а общее удельное сопротивление движению поезда – по формуле

, (2.16)

где – проверяемый подъем крутизной больше расчетного, ‰.

Величины F_кср – определяются по среднему значению скорости, рассматриваемого интервала v_ср

. (2.17)

Значение силы тяги F_кср для средней скорости v_cp определяется по тяговой характеристике локомотива.

Определяем среднюю скорость по формуле (2.18):

По полученной скорости по тяговой характеристике электровоза (см. рисунок 2.1) определяется F_кср = 500000 Н.

Определяется удельная сила тяги по формуле (2.15), основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов по формулам (2.5–2.8) при скорости v_cp:

Рисунок 2.1 – Тяговая характеристика электровоза 3ЭС5К при максимальной

позиции контроллера машиниста

Определяем общее удельное сопротивление движению поезда по формуле

Определяем длину пути по формуле (2.14)

Длина проверяемого подъема S_пр=3900 м, меньше 27900 м, следовательно, этот подъём можно преодолеть за счет кинетической энергии, приобретенной на спусках перед этим подъемом.

2.8 Расчет и построение диаграмм удельных сил действующих на поезд

В тяговых расчетах различают два способа задания сил. Силы, приложенные в целом к составу или локомотиву, называют полными, и обозначаются большими латинскими буквами. Силы, отнесенные к единице силы тяжести (веса) состава или локомотива, равной – произведению массы в тоннах на ускорение свободного падения, называют удельными, измеряют в Н/кН и обозначают малыми латинскими буквами.

Для графического решения уравнения движения поезда надо иметь графическое представление удельных сил r(v), действующих на поезд.