Характеристика профиля пути и локомотива

1 Характеристика профиля пути и локомотива

Рисунок 1 – Профиль и план подъездного пути.

Основные базовые характеристики локомотива:

Серия - 2ТЭ10В;

Длина – 34м;

Расчетная скорость – 23,4 км/ч;

Конструктивная скорость – 100 км/ч;

Расчётная масса локомотива – 276 т;

Расчётная сила тяги – 50600 кгс;

Сила тяги при строгания с места – 81300 кгс;

2 Определение веса состава

Для определения веса состава необходимо мысленно проанализировать спрямленный профиль и решить вопрос о выборе расчётного подъёма. Расчётным называется такой подъём, двигаясь по которому с расчётными значениями скорости и силы тяги, локомотив может перемещать состав соответствующего веса, который определяется по формуле:

Q=F_кр-P((ω₀^I+j_p))/( ω₀^II+ j_p) (1)

где F_кр – расчётная сила тяги локомотива, кгс;

Р – расчётная масса локомотива, т;

ω₀^I – основное удельное сопротивление движению локомотива, кгс/т;

ω₀^II – основное удельное сопротивление движению вагонов, кгс/т;

j_p – руководящий уклон, %₀.

Q=((50600-276(2.29+6))/(1+6)=6980,56т

Основное удельное сопротивление движению локомотива рассчитывается по формуле:

ω₀^I=1,9+0,01*υ_р+0,0003* υ_р², (2)

где υ_р – расчетная скорость;

ω₀^I=1,9+0,01*23,4+0,003*23,4²=2,29кгс/т

Определение удельного сопротивления движению состава определяется по формуле:

ω₀^II=0,7+((3+0,1* υ_р+0,0025* υ_р²)/g­_o), (3)

где g­_o – нагрузка от оси на рельсы.

ω₀^II=0,7+((3+0,1*23,4+0,0025* 23,4²)/17,45)=1,00кгс/т

Средняя нагрузка на ось определяется по формуле:

g­_o= g­_б/n (4)

где n – осность вагонов

g­_o=69,8/4=17,45т

Средний вес вагона определяется по формуле:

g­_б= g­_т+ g­_г*γ (5)

g­_т – вес тары вагона, т;

g­_г – грузоподъёмность вагона, т;

γ – коэффициент использования грузоподъёмности.

g­_б=21+61*0,8=69,8 т

3 Выполнение проверки веса состава

 

Проверка веса составляет на трогания с места выполняется по формуле:

Q_тр= F_{к тр­}/ ((ω_тр- j_тр)-Р) (6)

F_{к тр­} – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

j_тр – величина подъёма на установочной платформе, %₀;

ω_тр – удельное сопротивление движению состава при трогании с места, кгс/т.

Q_тр=81300/(1,14-0,3)=56458,33 т

Удельное сопротивление движению состава при трогании с места определяется по формуле:

ω_тр=28/ (g­_{o ср}+7) (7)

g­_{o ср} – средне-осевая нагрузка состава, т/ось.

ω_тр=28/(17,45+7)=1,14 кгс/т

56458,33>6980,56

Так как вес состава который может сдвинуть с места электровоз серии 2Т10В равна 56458,33, а реальный вес состава 6980,56.

Проверка веса поезда по длине приёмоотправочных путей выполняется по формуле:

Q=(l­_по- l_л-10)*( g­_б/ l_в) (8)

l­_по – полезная длина приёмоотправочного пути;

l_л – длинна локомотива.

Q=(1050-34-10)*(69,8/14)=5015,62т

Так как длина поезда равна 1028м, а полезная длина пути равна 1050м длина поезда рассчитана верно.

Количество вагонов в составе определяется по формуле:

N= Q/ g­_б (9)

N=5015,62/69,8=71в.

Определение полного веса состава с грузом определяется по формуле:

Q_б= N* g­_б (10)

Q_б=71*69,8=4955,8т

Чистый вес груза перевозимый в поезде определяется по формуле:

Q_н= Q_б- N* g­_т (11)

Q_н =4955,8-71*21=3464,8т

n=Г/ Q_н (12)

Г – годовой грузооборот, т.

n=4000000/3464,8=1155поездов/год=4 поезда/день

4 Расчёт данных и построение на миллиметровой бумаге диаграмму удельных ускоряющих сил

 

Значения υ вносится от 0 до конструктивной; F_к – в соответствии со скоростями вносим значение силы тяги локомотива; ω₀^I, ω₀^II – сопротивление движению локомотива и состава вносим в зависимости от Р и Q.

Рω₀^I=ω₀^I*Р (13)

Рω₀^I=276*1,9= 524,4 кгс

Qω₀^II=Q*ω₀^II (14)

Qω₀^II=5015,62*0,87= 4363,58 кгс

W_o= Рω₀^I+ Qω₀^II (15)

W_o=524,4+4363,58=4887,98 кгс

f_у=(F_к- W_o)/(Р+Q) (16)

f_у=(81300-4887,98)/( 276+5015,62)=14,44 кгс/т

Таблица 1 – режим тяги на площадке

υ, км/т	Fк, кгс	ω0I, кгс/т	Рω0I,кгс	ω0II,кгс/т	Qω0II,кгс	Wo, кгс	fу, кгс/т
0	81300	1,9	524,4	0,87	4363,58	4887,98	14,44
10	68000	2,003	552,82	0,93	4664,82	5217,34	11,86
20	62000	2,106	581,25	0,98	4915,30	5496,55	10,67
30	42000	2,209	609,68	1,04	5216,24	6106,23	6,78
40	30000	2,312	638,12	1,1	5517,18	6155,3	4,50
50	26000	2,415	666,54	1,16	5818,11	6484,65	3,68
60	21000	2,518	694,96	1,22	6119,05	6814,01	2,68
70	18000	2,621	723,39	1,28	6419,99	7143,38	2,04
80	16000	2,724	751,82	1,34	6720,93	7472,75	1,61
90	13000	2,827	780,25	1,43	7172,75	7172,64	1,1
10	12000	2,930	808,68	1,45	7272,64	8861,57	0,59
45,8	50600	2,29	632,04	1,00	5015,62	5648,08	8,49
18	61400	2,085	575,46	0,97	5440,15	5440,61	10,57

Холостой ход рассчитывается по формуле:

ω_х=2,4+0,011*υ+0,00035*υ² (17)

ω_х=2,4+0,011*0+0,00035*0=2,4 кгс/т

Рω_х=Р*ω_х (18)

Рω_х=138*2,4= 331,2кгс

Qω₀^II=Q*ω₀^II (19)

Qω₀^II=5015,62*0,87=4363,58 кгс

W_oх= Рω_х+Qω₀^II (20)

W_oх= Рω_х+Qω₀^II=662,4+4363,58=5025,98 кгс

ω_oх=W_oх/(Р+Q) (21)

ω_oх=W_oх/(Р+Q)= 5025,98/(276+5015,62)=0,9 кгс/т

Таблица 2 – Режим выбега на площадке

υ, кмс/т	ωх, кгс/т	Рωх, кгс	Qω0II, кгс	Woх, кгс	Woх, кгс/т
0	2,4	331,2	4363,58	5025,98	0,9
10	2,54	350,52	4664,52	5365,56	1,01
20	2,62	361,56	4915,30	5638,42	1,06
30	2,71	373,98	5216,24	5964,2	1,12
40	3,4	469,2	5517,18	6455,57	1,21
50	3,82	527,16	5818,11	6872,43	1,29
60	4,32	596,16	6119,05	7311,37	1,38
70	4,88	673,44	6419,99	7766,87	1,46
80	5,52	761,76	6720,93	8244,45	1,55
90	6,22	858,36	7171,64	8888,36	1,67
100	7	966	8861,57	10794,57	2,03

ζ_кр=0,27*(( υ+100)/(5* υ+100)) (22)

ζ_кр=0,27*((0+100)/(5*0+100))=270

в_т= 1000(ζ_кр φ_кр) (23)

φ_р – расчётный тормозной коэффициент.

в_т=0,27*0,33*1000=89,1

Таблица 3 – Режим выбега на площадке

υ, км/т	ωох, кгс/т	φр	1000ζкр	вт= 1000ζкр φкр кгс\т	ωох+ вт, кгс/т	ωох+0,5 вт, кгс/т
0	0,9	0,33	270	89,1	90	45,9
10	1,01	0,33	198	65,34	66,35	33,7
20	1,06	0,33	162	53,4	54,5	28,3
30	1,12	0,33	140	46,2	47,3	24,2
40	1,21	0,33	126	41,5	42,7	22
50	1,29	0,33	116	38,3	39,5	20,4
60	1,38	0,33	108	35,7	37	19,2
70	1,46	0,33	100	33	34,5	18
80	1,55	0,33	97	32	33,5	17,5
90	1,67	0,33	92	30,3	31,6	16,8
100	2,03	0,33	89	29,4	31,4	16,7

5 Определение допустимой скорости движения поезда на максимальном спуске по условиям торможения

Определяем допустимую скорость движения поезда на максимальном спуске по формуле:

S_n=0,278*V_H*t_H, (23)

где V_H – начальная скорость торможения, км/ч;

t_H – время подготовки тормозов к действию, с.

S_n=0,278*60*19=316 м

t_H=7-(10*j_c/в_т), (24)

где j_c – крутизна спуска, для которого решается тормозная задача, %_о;

в_т – тормозная для служебного торможения.

Для оптимального тормозного пути перед входом на станцию необходима площадка длиной 316 м.

t_H=7-(15*(-7)/35,7)=19 с.

Для построения графика берём интервал скорости от 0 до 10 км/ч, находим среднюю скорость 5 км/ч, в зависимости от ландшафта делаем поправку на уклон и откладываем часть диаграммы.

Анализ скорости движения

В точке 8 при движении скорости 57-47 км/ч переходим из режима тяги на холостой ход, так как дальнейшее движение идет по ровной площадке, а за ней затяжной спуск и дальнейшее увеличение скорости не целесообразно.

В точке 11 при движении со скоростью 53-63 км/ч переходим с режима холостого хода в режим тяги так как после затяжного подъёма необходимо набрать скорость.

В точке 13 при движении со скоростью 43-39 км/ч переходим в режим холостого хода для снижения скорости, что бы плавно войти на станцию.

В точке 15 при движении со скоростью 39-30 км/ч переходим из режима холостого хода в режим тяги для набора необходимой скорости перед входом на станцию.

В тоске 16 при движении со скоростью 30-36 км/ч переходим в режим холостого хода перед входным светофором.

В точке 17 при движении со скоростью 36-26 км/ч начинаем рабочее торможение для остановки на станции.

Вывод: график движение рассчитан для оптимального движения по перегону.