Пояснительная записка (1223139), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок 3.2 – Токовая характеристика электровоза 3ЭС5К, три секции в голове
поезда
3.2 Спрямление и приведение профиля пути
В целях сокращения времени и уменьшения трудоемкости тяговых расчетов действительный профиль пути упрощается путем замены рядом расположенных элементов, близких по крутизне и протяженности одного и того же знака, одним элементом той же длины.
Спрямлению подлежат:
а) элементы с уклоном одного знака;
б) горизонтальные элементы пути, с примыкающими подъемами и спусками;
в) кривые участки пути, заменяя их так называемым фиктивным подъемом.
Спрямленный и приведенный профиль определяется по формуле
, (3.3)
где – спрямленный уклон без учета кривых, ‰;
– величина добавочного фиктивного уклона, учитывающего сопротивление от кривых, ‰.
Крутизна спрямленного уклона определяется по формуле
, (3.4)
где – уклон действительных элементов спрямляемого участка, ‰;
– длина действительных элементов спрямляемого участка, м.
Возможность спрямления определяется по формуле
, (3.5)
где – длина действительного элемента пути входящего в группу, м;
– абсолютная разность между уклоном спрямлённого участка
и уклоном действительного элемента профиля входящего в группу,
.
, (3.6)
В случае если одна из проверок не удовлетворяет этому неравенству, спрямление проводить нельзя и нужно наметить новые группы элементов для спрямления.
Дополнительное сопротивление от кривых участков пути в пределах спрямляемого участка определяется по формуле
, (3.7)
где – длина действительного элемента кривой спрямляемого участка, м;
– радиус действительного элемента кривой спрямляемого участка, м;
– длина спрямляемого участка, м.
, (3.8)
Все расчеты по спрямлению и приведению уклонов, проверки возможности спрямления, нумерация спрямленных элементов и результаты расчетов приводятся в приложении А.
3.3 Определение массы состава
За расчетный подъем на участке принимается наиболее крутой подъём, на протяжении которого будет достигнута установившаяся скорость движения поезда, равная расчетной. Следовательно, на участке Уссурийск - Смоляниново выбирается участок с уклоном равным 21,78 ‰ и протяженностью 3880 м.
Масса состава определяется исходя из условий полного использования силы тяги и мощности локомотива при движении поезда по расчётному подъёму с установившейся скоростью.
Расчетная масса состава определяется по формуле
, (3.9)
где – расчетная сила тяги электровоза 3ЭС5К для зоны 3,
Н [8];
– основное удельное сопротивление движению электровоза под током при расчетной скорости Vр=37,4 км/ч, Н/кН;
– основное удельное сопротивление движению вагонов при расчетной скорости, Н/кН;
– расчетный подъем,
‰.
Основное удельное сопротивление движению электровоза на звеньевом пути определяется по формуле
, (3.10)
Н/кН.
Основное удельное сопротивление четырёхосных вагонов на роликовых подшипниках определяется по формуле
, (3.11)
где – средняя масса, приходящаяся на ось четырёхосных вагона,
т.
Н/кН.
В соответствии с этим расчетная масса состава для электровоза 3ЭС5К составит:
т.
Пo прaвилaм ПТР массa округляется до 3350 т, но так как по станции Шкотoво существуeт технология постановки подталкивающего локомотива 3ЭС5К (три секции) в хвост поезда, то сила тяги увеличится в два раза, следовательно, есть возможность увеличить и массу состава. Нo исходя из целесообразности данного решения и некоторых факторов, для дальнейшего исследования принимаем = 6300 т.
3.4 Расчет и построение диаграммы удельных сил
Графики, показывающие зависимость удельных ускоряющих и замедляющих сил от скорости движения, называются диаграммой удельных ускоряющих и замедляющих сил.
Диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил рассчитываются исходя из тяговых характеристик локомотивов, сил основного сопротивления движению, тормозных сил, массы состава и локомотива.
Удельные ускоряющие силы в режиме тяги рассчитываются по формуле
, (3.12)
где - сила тяги электровоза;
- основное удельное сопротивление движению электровоза;
- основное удельное сопротивление движению состава;
- масса локомотива;
- масса состава.
Удельные замедляющие силы в режиме выбега определяются по формуле
, (3.13)
где – основное удельное сопротивление движению электровоза при работе без тока, определяемое по формуле
, (3.14)
Удельные замедляющие силы в режиме торможения (пневматического) определяются по формуле
, (3.15)
где – удельная тормозная сила поезда, Н/кН, определяемая по формуле (для служебного торможения умножается на коэффициент равный 0,5)
, (3.16)
где – расчетный тормозной коэффициент, принимается равным 0,33;
– расчетный коэффициент трения тормозных чугунных колодок, определяется по формуле
. (3.17)
Пример расчета удельных ускоряющих сил по формулам 3.10, 3.11, 3.12 при = 37,4 км/ч, для зоны 3:
Н/кН;
Н/кН;
Н/кН;
Н/кН;
Н/кН.
Результаты расчетов по формулам 3.13, 3.14, 3.15, 3.16 удобно представить в табличной форме для электровоза 3ЭС5К (три секции) с массой состава 6300 т, результаты приводятся в таблице 3.3.
Пример расчета диаграммы удельных замедляющих сил для механического торможения при = 10 км/ч:
Н/кН;
Н/кН ;
Н/кН;
;
;
Н/кН;
Н/кН.
Результаты расчетов удобно представить в табличной форме для электровоза 3ЭС5К (три секции) с массой состава 6300 т, результаты приводятся в таблице 3.4.
Таблица 3.3 – Расчет удельных ускоряющих сил
Режим работы |
|
Н |
Н/кН |
Н/кн |
Н/кн |
Н/кн |
| ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||
Разгон | 0 | 1084875 | 16,79 | 1,90 | 0,84 | 0,89 | 15,90 | ||||||
10 | 948750 | 14,68 | 2,03 | 0,90 | 0,95 | 13,73 | |||||||
20 | 878625 | 13,60 | 2,22 | 0,99 | 1,04 | 12,56 | |||||||
30 | 841500 | 13,02 | 2,47 | 1,09 | 1,15 | 11,87 | |||||||
40 | 816750 | 12,64 | 2,78 | 1,22 | 1,29 | 11,35 | |||||||
50 | 792000 | 12,25 | 3,15 | 1,38 | 1,46 | 10,80 | |||||||
60 | 771375 | 11,94 | 3,58 | 1,56 | 1,65 | 10,29 | |||||||
Зона 3 | 37,4 | 825000 | 12,77 | 2,69 | 1,19 | 1,25 | 11,51 | ||||||
37,9 | 750750 | 11,62 | 2,71 | 1,19 | 1,26 | 10,36 | |||||||
39,6 | 643500 | 9,96 | 2,77 | 1,22 | 1,29 | 8,67 | |||||||
42,9 | 528000 | 8,17 | 2,88 | 1,27 | 1,34 | 6,83 | |||||||
45,6 | 445500 | 6,89 | 2,98 | 1,31 | 1,38 | 5,51 | |||||||
49,5 | 346500 | 5,36 | 3,13 | 1,37 | 1,45 | 3,91 | |||||||
52,8 | 297000 | 4,60 | 3,26 | 1,43 | 1,51 | 3,09 | |||||||
60,5 | 222750 | 3,45 | 3,60 | 1,57 | 1,66 | 1,79 | |||||||
73,1 | 148500 | 2,30 | 4,23 | 1,83 | 1,93 | 0,37 | |||||||
75,9 | 132000 | 2,04 | 4,39 | 1,89 | 2,00 | 0,04 |
Окончание таблицы 3.3
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
51,15 | 792000 | 12,25 | 3,20 | 1,40 | 1,48 | 10,78 | |
51,7 | 750750 | 11,62 | 3,22 | 1,41 | 1,49 | 10,13 | |
53,9 | 660000 | 10,21 | 3,31 | 1,45 | 1,53 | 8,69 | |
55,5 | 598050 | 9,25 | 3,38 | 1,47 | 1,56 | 7,70 | |
57,7 | 519750 | 8,04 | 3,48 | 1,51 | 1,60 | 6,44 | |
60,5 | 449625 | 6,96 | 3,60 | 1,57 | 1,66 | 5,30 | |
66 | 363000 | 5,62 | 3,87 | 1,68 | 1,77 | 3,85 | |
81,95 | 235050 | 3,64 | 4,73 | 2,03 | 2,15 | 1,49 | |
99 | 148500 | 2,30 | 5,83 | 2,48 | 2,63 | -0,33 | |
111,65 | 111375 | 1,72 | 6,76 | 2,86 | 3,03 | -1,31 | |
ОП 1 | 55 | 783750 | 12,13 | 3,36 | 1,46 | 1,55 | 10,58 |
55,5 | 750750 | 11,62 | 3,38 | 1,47 | 1,56 | 10,06 | |
57,75 | 660000 | 10,21 | 3,48 | 1,51 | 1,60 | 8,61 | |
59,95 | 598050 | 9,25 | 3,58 | 1,56 | 1,64 | 7,61 | |
63,25 | 519750 | 8,04 | 3,73 | 1,62 | 1,71 | 6,33 | |
67,1 | 449625 | 6,96 | 3,92 | 1,70 | 1,80 | 5,16 | |
74,25 | 363000 | 5,62 | 4,30 | 1,85 | 1,96 | 3,66 | |
92,95 | 235050 | 3,64 | 5,42 | 2,31 | 2,45 | 1,19 | |
111,65 | 148500 | 2,30 | 6,76 | 2,86 | 3,03 | -0,73 |
Таблица 3.4 – Результаты расчетов удельных замедляющих сил для механического торможения
| | | | | | | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
0 | 2,40 | 0,84 | -0,91 | 0,27 | -89,10 | -45,46 | -90,01 |
10 | 2,55 | 0,90 | -0,97 | 0,20 | -65,34 | -33,64 | -66,31 |
20 | 2,76 | 0,99 | -1,06 | 0,16 | -53,46 | -27,79 | -54,52 |
30 | 3,05 | 1,09 | -1,18 | 0,14 | -46,33 | -24,34 | -47,51 |
40 | 3,40 | 1,22 | -1,32 | 0,13 | -41,58 | -22,11 | -42,90 |
50 | 3,83 | 1,38 | -1,49 | 0,12 | -38,19 | -20,58 | -39,67 |
60 | 4,32 | 1,56 | -1,68 | 0,11 | -35,64 | -19,50 | -37,32 |
Окончание таблицы 3.4
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
70 | 4,89 | 1,76 | -1,90 | 0,10 | -33,66 | -18,73 | -35,56 |
80 | 5,52 | 1,99 | -2,14 | 0,10 | -32,08 | -18,18 | -34,22 |
90 | 6,23 | 2,24 | -2,41 | 0,09 | -30,78 | -17,80 | -33,19 |
100 | 7,00 | 2,51 | -2,71 | 0,09 | -29,70 | -17,56 | -32,41 |
110 | 7,85 | 2,81 | -3,03 | 0,09 | -28,79 | -17,42 | -31,81 |
По результатам таблицы 3.3 и таблицы 3.4 строятся диаграммы удельных замедляющих сил для электровоза 3ЭС5К три секции в голове с массой состава 6300 т при механическом торможении представленных на рисунке 3.3.