Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей станции

3.    Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей станции.

Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемо-отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе и длину поезда и сопоставить эту длину с длиной приемо-отправочных путей станций.

Число вагонов в составе грузового поезда:

а)8-осных

б)          6-осных

в)          4-осных

Длины вагонов принимаются равными: 4-осного – 15м., 6-осного – 17м., 8-осного – 20м. Длина заданного локомотива – 33м. Таким образом общая длина поезда составляет:

Поезд принимается на станции с длиной приемо-отправочных путей 1550 метров.

                             IV.    Построение диаграмм удельных равнодействующих сил.

Составляем таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:

а)  для режима тяги ;

б) для режима холостого хода ;

в) для режимов торможения:

-      при служебном регулировочном торможении ;

-      при экстренном торможении .

Рассчитаем строку для скорости 10 км/ч:

где – полное сопротивление локомотива, кгс;

–полное сопротивление состава, кгс;

– полное сопротивление поезда, кгс;

– основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу, кгс/т;

– полное сопротивление локомотива на холостом ходу, кгс;

– основное удельное сопротивление всего поезда (при следовании его по прямому горизонтальному пути) при движении локомотива на холостом ходу, кгс/т;

– расчетный коэффициент трения колодок о колесо (он рассчитывается по различным формулам в зависимости от того чугунные колодки или композиционные; в курсовой работе используется формула для чугунных колодок);

– удельные тормозные силы поезда, кгс/т;

– расчетный тормозной коэффициент состава, тс/т;

– расчетные силы нажатия тормозных колодок соответственно на ось 4-, 6- и 8-осного вагона (при чугунных колодках );

– число осей в группах 4-, 6- и 8-осных вагонов состава: , ,  (значения ,  и  подсчитывались выше);

При определении расчетного тормозного коэффициента грузовых поездов на спусках до 20 масса и тормозные средства локомотива обычно не учитываются; это упрощает расчеты и не снижает их точность.

Удельная замедляющая сила, действующая на поезд при режиме торможения, в кгс/т:

– при служебном регулировочном торможении;

– при экстренном торможении.

        V.    Определение максимально допустимой скорости движения поездов на заданном участке.

Решение этого вопроса диктуется обеспечением безопасности движения поездов. Задача решается на наиболее крутом спуске при заданных тормозных средствах и принятом полном тормозном пути. В курсовой работе задача решается графоаналитическим способом.

Полный (расчетный) тормозной путь:

где – путь подготовки тормозов к действию, на протяжении которого тормоза поезда условно принимаются недействующими (от момента установки ручки крана машиниста в тормозное положение до включения тормозов поезда);

– действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд движется с действующими в полную силу тормозами (коней пути  совпадает с началом пути ).

Вышеуказанная формула позволяет искать допустимую скорость как величину, соответствующую точке пересечения трагических зависимостей подготовительного пути  и действительного тормозного пути  от скорости движения поезда на режиме торможения. Поэтому решаем тормозную задачу следующим образом.

, км/ч	Режим тяги								Режим холостого хода				Режим торможения
	, кгс	, кгс/т	, кгс	, кгс/т	, кгс	, кгс	, кгс		, кгс/т	, кгс	, кгс	, кгс/т		, кгс/т	, кгс/т	, кгс/т
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
0	66200	1,9	361	0,797552	4745,433	5106,433	61093,57	8,774077	2,4	456	5201,433	0,916127	0,27	116,2588	43,54436	86,1726
10	59400	2,03	385,7	0,864112	5141,467	5527,167	53872,83	8,774077	2,545	483,55	5625,017	0,916127	0,198	85,25647	43,54436	86,1726
20	56000	2,22	421,8	0,957879	5699,378	6121,178	49878,82	8,123587	2,76	524,4	6223,778	1,013645	0,162	69,75529	35,89129	70,76894
30	53800	2,47	469,3	1,078851	6419,166	6888,466	46911,53	7,640315	3,045	578,55	6997,716	1,139693	0,1404	60,45459	31,36699	61,59428
40	51400	2,78	528,2	1,227031	7300,832	7829,032	43570,97	7,096249	3,4	646	7946,832	1,294272	0,126	54,25412	28,42133	55,54839
50	50000	3,15	598,5	1,402416	8344,375	8942,875	41057,13	6,686828	3,825	726,75	9071,125	1,477382	0,115714	49,82521	26,38999	51,30259
60	43200	3,58	680,2	1,605008	9549,795	10230	32970	5,369708	4,32	820,8	10370,6	1,689022	0,108	46,50353	24,94079	48,19255
70	30200	4,07	773,3	1,834805	10917,09	11690,39	18509,61	3,014594	4,885	928,15	11845,24	1,929193	0,102	43,92	23,88919	45,84919
80	22200	4,62	877,8	2,09181	12446,27	13324,07	8875,933	1,445592	5,52	1048,8	13495,07	2,197894	0,0972	41,85318	23,12448	44,05107
90	17300	5,23	993,7	2,37602	14137,32	15131,02	2168,98	0,353254	6,225	1182,75	15320,07	2,495125	0,093273	40,16214	22,57619	42,65726
100	13700	5,9	1121	2,687437	15990,25	17111,25	-3411,25	-0,55558	7	1330	17320,25	2,820887	0,09	38,75294	22,19736	41,57383
Vконстр	10800	6,63	1259,7	3,02606	18005,06	19264,76	-8464,76	-1,37862	7,845	1490,55	19495,61	3,17518	0,087231	37,56054	21,95545	40,73572
Vр	51200	2,902675	551,5083	1,285321	7647,658	8199,167	43000,83	7,003393
Vавт	49050	3,422675	650,3083	1,531006	9109,485	9759,793	39290,21	6,399057

Таблица удельных равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил
Локомотив ВЛ80^Р; масса состава Q=5950 т.

По данным расчетной таблицы удельных равнодействующих сил строим по точкам графическую зависимость удельных замедляющих сил при экстренном торможении от скорости , а рядом, справа, устанавливаем в соответствующих масштабах систему координат . Оси скоростей  в обеих системах должны быть параллельны, а оси удельных сил  и пути  должны лежать на одной прямой.

Решаем тормозную задачу следующим образом. От точки  вправо на оси  откладываем значение полного тормозного пути , который следует принимать равным: на спусках крутизной до 6 включительно – 1000м, на спусках круче 6 и до 12 – 1200м.

На кривой  отмечаем точки, соответствующие, средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10 км/ч (т. е. точки, соответствующие 5,15,25,35 и т.д. км/ч). Через эти точки из точки М на оси  соответствующей крутизне самого крутого спуска участка (полюс построения), проводим лучи 1,2,3,4 и т. д.

Построение кривой  начинаем из точки О, так как нам известно конечное значение скорости при торможении, равное нулю. Из этой точки проводим (с помощью линейки и угольника) перпендикуляр к лучу 1 до конца первого интервала, т. е. в пределах от 0 до 10 км/ч (отрезок ОВ). из точки В проводим перпендикуляр к лучу 2 до конца второго скоростного интервала от 10 до 20 км/ч (отрезок ВС); из точки С проводим перпендикуляр к лучу 3 и т. д. Начало каждого последующего отрезка совпадает с концом предыдущего. В результате получаем ломаную линию, которая представляет собой выраженную графически зависимость скорости заторможенного поезда от пройденного пути (или, говоря иначе, зависимость пути, пройденного поездом на режиме торможения, от скорости движения).

На тот же график следует нанести зависимость подготовительного тормозного пути от скорости:

где – скорость в начале торможения, км/ч;

– время подготовки тормозов к действию, с; это время для автотормозов грузового типа равно:

– для составов длиной от 200 осей до 300 осей;

Здесь – крутизна уклона, для которого решается тормозная задача (для спусков со знаком минус);

– удельная тормозная сила при начальной скорости торможения .

Число осей в составе.

Построение зависимости подготовительного тормозного пути  от скорости производим по двум точкам, для чего подсчитываем значения  при  (в этом случае ) и при .

Графическую зависимость между  и  строим в тех же выбранных масштабах. Значение , вычисленное для скорости, равной конструкционной скорости локомотива, откладываем в масштабе вправо от вертикальной оси  на «уровне» той скорости, для которой подсчитывалось значение  (т.е. против скорости, равной ). Получаем точку K; соединяем её с точкой О' (так как при  имеем ). Точка пересечения ломаной линии OBCDEFGHIP с линией О'K – точка N – определяет максимально допустимую скорость движения поезда на наиболее крутом спуске участка при данном расчётном тормозном пути . Полученное значение допустимой скорости движения округляем в меньшую сторону до 5.

                                                   VI.    Определение времени хода поезда по участку.

В курсовой работе время хода поезда по участку будем определять способом равномерных скоростей. Этот способ основан на предположении о равномерном движении поезда по каждому элементу профиля. При этом скорость равномерного движения на каждом элементе спрямленного профиля определяем по диаграмме удельных равнодействующих сил для режима тяги.

Для «скоростных» подъёмов (более крутых, чем расчётный) величину равномерной скорости принимаем равной расчётной скорости . На спусках, когда равномерная скорость, определенная по диаграмме удельных сил для режима тяги, получается выше наибольшей допустимой скорости движения, принимаем равномерную скорость равной максимально допустимой.

К времени хода по перегонам, полученному при расчете приближенным способом, следует добавлять 2 мин на разгон и 1 мин на замедление в каждом случае, когда имеется трогание и разгон поезда на станции и остановка его на раздельном пункте участка. Все расчеты сводим в таблицу.

Определяем время хода поезда без дополнительной остановки:

Определяем время хода поезда с дополнительной остановкой:

Рассчитываем техническую скорость по участку:

где t – время хода по участку, мин;

L – длина участка, км.

Рассчитаем техническую скорость для участка без дополнительной остановки:

Рассчитаем техническую скорость для участка с дополнительной остановкой:

                               VII.    Определение расхода энергоресурсов на тягу поездов
на заданном участке

Железнодорожный транспорт, выполняя большой объём перевозочной работы, расходует большое количество дизельного топлива и электроэнергии на тягу поездов (до 18% дизельного топлива и до 4,5% электроэнергии, вырабатываемых в стране).

В курсовой работе рассмотрим вопрос расхода электроэнергии электровозом:

Вопрос решается по паспортным характеристикам тока, потребляемого электровозом на тягу поезда и нормам расхода электроэнергии на собственные нужды.

Полный расход электроэнергии электровозом за поездку складывается из расхода электроэнергии на тягу поезда  и собственные нужды

1)    для участка без дополнительной остановки:

2)    для участка с дополнительной остановкой:

Расход электроэнергии на тягу поезда электровозов переменного тока определяется следующим выражением:

1)    для участка без дополнительной остановки:

2)    для участка с дополнительной остановкой:

где – напряжение на токоприёмнике электровоза, В, (при переменном токе U_c=25000В);

– среднее значение активного тока, потребляемого электровозом, А (определяется по токовым характеристикам для средней технической скорости движения поезда по участку);

Dt – время работы электровоза в режиме тяги, мин;

Расход электроэнергии электровозом на собственные нужды определяется из выражения:

1)    для участка без дополнительной остановки:

2)    для участка с дополнительной остановкой:

где r – средний расход электроэнергии на собственные нужды электровоза,  (для заданного электровоза ;

– полное время работы электровоза на участке, мин.

На основании анализа результатов тяговых расчетов, выполненных в учебных целях, соотношение времени работы электровоза в режиме тяги и на холостом ходу от общего времени работы электровоза на участке для электровозов переменного тока находится в пределах 80...75% (режим тяги) и 20...25% (режим холостого хода).

Удельный расход электроэнергии определяется по формуле:

1)    для участка без дополнительной остановки:

3)    для участка с дополнительной остановкой:

                         VIII.    Расчет технико-экономических показателей движения поезда

Расчет технико-экономических показателей движения поезда будем вести по двум направлениям:

1)    По величине технической скорости

Из сравнений технической скорости видно, что отмена остановки на промежуточной станции позволяет увеличить скорость и снизить время перевозки на 7,6%

2)    По расходу энергоресурсов

где – себестоимость 1 ().

Из сравнения объемов затраченных энергоресурсов и полученной стоимости разности видно, что отмена остановки позволяет сэкономить  на сумму 320,25руб.

Проведя анализ технико-экономических показателей движения поезда можно сказать, что отмена остановки позволяет ускорить доставку груза и избежать дополнительных затрат электроэнергии и денег. Следовательно, остановку желательно отменить.

Использованная литература

1.   Подвижной состав и тяга поездов. Под ред. Докт. Техн. наук, проф. Н.А. Фуфрянского и канд. Техн. наук, доц. В.В. Деева. М., «Транспорт», 1979.

2.   Правила тяговых расчётов для поездной работы. М., «Транспорт», 1985.

3.   Гребенюк П.Т. и др. Справочник по тяговым расчётам, М., «Транспорт», 1987.

4.   Деев В.В. и др. Тяга поездов. М., «Транспорт», 1987.

5.   Гурский П.А. Спрямление профиля пути при тяговых расчетах (лекция). М., ВЗИИТ, 1971.