Курсовая работа (2). И расчет ограничения пересчет тяговых характеристик

• Название: И расчет ограничения пересчет тяговых характеристик
• Дата: 14.07.2022
• Размер: 1.42 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа (2).doc
• Тип: Документы; #630922
• страница: 2 из 4

По таблице 4 строится диаграмма удельных ускоряющих сил f_y(V) на одном графике вместе с удельными замедляющими силами при выбеге и служебном торможении.

Для выполнения построений рекомендуются два типа масшта­бов (таблица 5) указанных также в [1, § 1.4.8; 2, § 11.2 и 3, § 55]. При использовании вторых масштабов линейные раз­меры графиков получатся в два раза меньше, чем при первых, поэтому их можно брать только при тщательном построении гра­фиков тонкими аккуратными линиями.

Оформление шага. Расчетные формулы, заполненная таблица 4 и диаграмма удельных ускоряющих сил при тяге.

Таблица 5

Масштабы, рекомендуемые для выполнения тяговых расчетов

Величины	Для тяговых расчетов		Для тормозных задач
	1	2	1	2
Силы: 1 Н/кН - мм Скорости: 1км/ч - мм Пути: 1 км - мм Постоянная: , мм Времени: 1 мин - мм	12 2 40 30 10	6 1 20 30 10	2 2 240 - -	1 1 120 - -

6. Расчет и построение удельных замедляющих сил поезда

в режимах выбега и торможения
Удельные замедляющие силы при выбеге определяют по форму­ле, Н/кН [3, § 39] :

_{ } (14)

w_0x=(7.845*96+2.92*2443)/2539=3.1
где w_x - удельное основное сопротивление движению электровоза без тока, определяемое по формуле
w_x= 2,4 + 0,011·V+ 0,00035·V² (15)

w_x=2.4+0.011*110+0.00035*110²=7.845
Расчеты выполняют для скоростей 0, 10, 20, 30 и т.д. км/ч (через 10 км/ч), причем в зоне скоростей от 0 до 10 км/ч сопротивление движению локомотива и состава принимают неизменным и равным сопротивлению при V = 10 км/ч.

Удельные тормозные силы при экстренном торможении (воздуш­ными тормозами) определяют по формуле [3, § 47] :
b_T = 1000J_{кр }, (16)

b_т=1000*0.087*0.28=24.15

где J_кр - расчетный коэффициент трения колодки о бандаж, определяемый по формуле (для чугунных стандартных колодок):
_{ } (17)

I_кр=0,27*((100+110)/(100+5*110))=0,087
_{ } - расчетный тормозной коэффициент.
В соответствии с ПТР [1, § 1.3.1] в грузовых поездах на спусках до 20% тормозную силу электровоза и его массу в рас­четах не принимают. Поэтому для нашего грузового поезда
_{ } (18)

V_p=69/2443*9.8=0.28
Сумму расчетных нажатий _{ }определяют, исходя из рас­четного нажатия колодок на каждую колесную пару, равную 69 кН.

Количество осей в составе n_осей определяют, исходя из массы состава, заданных масс вагонов разных типов и их про­центного соотношения.

Число осей в составе




В нашем случае
_{ } (19)

n_осей=2443/100*((8*10/159)+(6*10/126)+(4*80/78))=124

Полученную величину округляют до ближайшего большего чет­ного числа.

Удельная замедляющая сила при экстренном торможении рав­на f_зэ = b_T + w_0x.

f_3э=24,12+3,1=27,25

Экстренное торможение применяют в ис­ключительных случаях для предупреждения несчастных случаев и аварий, например при внезапном появлении препятствия на пути. В курсовой работе его используют только при решении тормозной задачи.

При торможениях перед станциями и на уклонах в тяговых расчетах используют служебное торможение, при котором для расчетов берут тормозную силу, равную 0,5·b_T, и соответ­ственно замедляющую силу

f_3э=0,5b_T + w_0x

f_3э=0.5*24.12+3.1=15.17

Замедляющие силы при экстренном и служебном торможении в работе можно рассчитывать для скоростей от V = 0 до V = 110 км/ч с интервалом 10 км/ч.

Результаты расчетов сводят в таблицу 6.

По данным таблицы 6 строят кривые 0,5b_T + w_0x = f(V)в выбран­ных масштабах (см. таблицу 5) на графике ускоряющих и замедляю­щих сил. Построенные диаграммы ускоряющих и замедляющих сил характеризуют удельные силы, действующие на поезд при любой скорости на прямолинейном горизонтальном пути при различных режимах: в тяге, на выбеге и при служебном торможении.
Таблица 6

Удельные замедляющие силы при выбеге и торможении

V, км/ч	w0x, Н/кН	bT, Н/кН	0,5 bT, Н/нН	f3э = bT + w0x, Н/кН	f3э =0,5 bT + w0x Н/кН
0	0.947	74.73	37.37	75.68	38.31
10	1.01	54.8	27.4	55.82	28.41
20	1.1	44.84	22.42	45.94	23.52
30	1.22	38.86	19.43	40.07	20.65
40	1.36	34.87	17.43	36.23	18.79
50	1.53	32.02	16.01	33.55	17.54
60	1.72	29.89	14.94	31.61	16.67
70	1.95	28.23	14.11	30.17	16.06
80	2.2	26.9	13.45	29.01	15.65
90	2.47	25.8	12.9	28.29	15.38
100	2.76	24.9	12.45	27.67	15.22
110	3.1	24.14	12.07	27.25	15.17

Оформление шага. Заполненная таблица 6 и диаграмма удель­ных замедляющих сил при выбеге и служебном торможении.


III. РЕШЕНИЕ ТОРМОЗНОЙ ЗАДАЧИ И ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ ДВИЖЕНИЯ
7. Решение тормозной задачи
В курсовой работе решают тормозную задачу для определе­ния допустимых скоростей движения на различных спусках по условиям безопасности движения поездов. При действии рас­считанных в предыдущем шаге замедляющих сил при экстренном торможении поезд на любом спуске должен быть остановлен в пределах заданного тормозного пути.

Порядок решения тормозной задачи изложен в [2, § 11.3; 3. § 65] .

Тормозной путь поезда состоит из подготовительного S_nи действительного S_д тормозных путей.

Действительный тормозной путь S_д в курсовой работе опреде-ляют графическим методом при экстренном торможении поезда по кривой 0,5b_T + w_0x = f(V)для i = 0, i = - 6‰ и i = - 12‰.Так как начальная скорость торможения неизвестна, построение ведут на графиках, начиная с V=0, обратным ходом с соб­людением масштабов, приведенных в таблице 5 для решения тормозных задач.

Тормозная сила поезда возникает не сразу после поворота рукоятки крана машиниста в тормозное положение. Нужно время на распространение воздушной волны по тормозной магистрали поезда, срабатывание воздухораспределителей, перемещение тор­мозной рычажной передачи и тормозных колодок к бандажам и на увеличение нажатия колодок до установившейся величины. Причем тормоза вагонов передней части поезда срабатывают быстрее, чем хвостовых вагонов. Для упрощения расчетов при­нимают, что какое-то время t_П в период подготовки тормозов поезд движется на выбеге, а затем сразу включаются тор­моза всего поезда и начинается торможение.

В период подготовки тормозов поезд пройдет какой-то путь, зависящий от средней скорости движения и времени подготовки. Скорость движения поезда за время подготовки тормозов снижается при следовании по подъему или горизонтальному пу­ти и возрастает при движении по крутому спуску. В расчетах же условно принимают эту скорость постоянной, равной ско­рости в начале торможения, а ее изменения компенсируют уве­личением времени подготовки тормозов на спусках и уменьше­нием - на подъемах.

С учетом этого подготовительный (предтормозной) путь оп­реде-ляют при V = V_Н = const по формуле
_{ } (20)

S₀=110*7/3,6=213,8м
где V_Н - любая выбранная скорость начала торможе­ния в км/ч (обычно ее принимают равной максимальной скорости электровоза);

t_Н - время подготовки в секундах, определяемое по эмпи­рическим формулам:

для состава 200 осей и менее
_{ } (21)

t₀=7-(10*0/1000*0,087*0,28)=7сек
для состава более 200 осей (до 300 осей)
_{ } (22)
для состава более 300 осей
_{ } (23)
Здесь величины _{ }, _{ } и т.д. введены в формулы для компенсации изменения скорости движения в пределах предтормозного пути. В них:

i - величина уклона в ‰, для которого рассчиты­вают S_П (для спусков величина берется со знаком минус);

_{ } - расчетный тормозной коэффициент (рассчитанный в преды-дущем шаге);

J_кр - расчетный коэффициент трения колодки о бандаж, опреде-ляемый при выбранной скорости V_н.

По формулам (21), (22) или (23) и (20) определяют S_П для тех же трех значений i (i = 0, i = -6‰ и i= -12‰.). Их наносят на график V(S) и через них и точки V =0, S_П = 0 проводят прямые V(S_П).

Пересечение прямых V(S_П) и кривых V(S_д) для каждого значения i дает искомую допустимую скорость V_доп на этом уклоне. По полученным трем точкам (при i = 0, i= - 6‰ и i= - 12‰ строят кривую V_доп (i,‰) на диаграмме замедляющих сил (или на отдельном графике).
Оформление шага. Расчетные формулы, график решения тор­мозной задачи, кривая V_доп(i,‰).

8. Построение кривых движения
Интегрирование уравнения движения поезда в курсовой работе студент выполняет или аналитическим или графическим методом МПС. Порядок расчетов и постро­ений кривых V(S) и t(S) изложен в рекомендуемой литературе [1. § 1.4.1; 2. § П.1, 11.2; 15.2; 3. § 54,55].

Все расчеты или построения выполняют на основании диаграм­мы удельных ускоряющих и замедляющих сил с учетом заданного приведенного профиля пути, который указывают под осью абс­цисс графика V(S). После расчета аналитическим методом строятся графики движения поезда V(S) и t(S) в масштабах, приведенных в таблице 5.

При расчетах и построении кривых движения нужно иметь в виду следующие условия:

1. при интегрировании уравнения движения поезд рассматри­вается как материальная точка, в которой сосредоточена вся масса поезда. Она находится в середине поезда. В расчетах нужно стремиться к возможно более полному использованию тя­говых свойств и мощности электровоза.

2. скорость движения не должна превышать максимальную ско­рость электровоза, а также допустимую скорость по тормозам для каждого элемента профиля пути. Целесообразно на каждом спуске и горизонтальном участке показать допустимую скорость движения, чтобы при построении кривой V(S) случайно не превзойти ее.

3. при построении кривой V(S)на элементе с ограниче­нием скорости движения 40 или 50 км/ч (см. задание) нужно учитывать, чтобы не только центр тяжести поезда, но и его головная и хвостовая части прошли по всему элементу без превышения заданной скорости. Для этого необходимо иметь допустимую скорость не в начале элемента, а на рас­стоянии, равном половине длины поезда, от него (здесь удоб­но использовать обратное построение) и увеличивать скорость не непосредственно после прохождения элемента, а на рас­стоянии половины длины поезда за ним.

Длину поезда определяют, исходя из массы состава m_c, процентного соотношения вагонов в составе, массы и длины каждого типа вагонов.

В курсовой работе можно принять: длину 8 - осного ваго­на l₈ = 20 м; 4-осного вагона l₄ =15 м; одной 4-осной секции электровоза l_c = 16,5 м; одного 6-осного электровоза ВЛ60 - l_э = 21 м.

Подход к месту ограничения скорости нужно выполнить в двух вариантах: с использованием тормозов (основной вариант) и на выбеге (обратным построением).

4. на промежуточной станция Бкривую скорости строят дважды: при движении с остановкой и без нее. Соответственно должно быть и две линии времени t(S). На основании кривых времени для обоих режимов движения необходимо оценить потерю времени на разгон в замедление поезда по сравнению с безостановочным движением.

5. кривую скорости при торможении поезда перед остановкой на станции строят в обратном порядке - от места остановки на оси станции при V= 0 до пересечения с кривой движения пе­ред тормо-жением на выбеге. Если кривая скорости при торможе­нии пересеклась с кривой перед торможением, построенной для режима тяги, необходимо за 400 ÷ 500 м до пересечения перейти с тяги на выбег и строить отрезки линии до пересечения с кривой при торможении.

6. на кривой скорости в местах изменения режима ведения поезда (выход на характеристики ПВ или НВ, ОВ1, ОВ2 и т.д., переход на выбег, включение и отпуск тормозов) нужно делать отметки буквами. Эти отметки в дальнейшем будут использованы для определения режима работы электровоза в различных точках пути.

7. при построении кривых V(S) методом МПС интервалы скорости не должны превышать: в режиме тяги от V = 0 до V_p - 10 км/ч, при более высоких скоростях - 5 км/ч; в режиме выбега и торможения можно принять 10 км/ч.

Величину удельной ускоряющей или замедляющей силы в каж­дом интервале скорости берут при средней скорости (от V= 0 до V = 10 км/ч - при 5 км/ч и т.д.). При нали­чии подъема или спуска начало координат графика удельных ускоряющих и замедляющих сил смещается соответственно влево или вправо на величину удельной силы, численно равной вели­чине подъема или спуска в ‰ (это допустимо в связи с тем, что удельное дополнительное сопротивление от подъема w_i в Н/кН численно равно величине подъема в ‰).

При подходе к границе элемента спрямленного профиля пути линия V(S)при выбранном значении V может выйти за пределы элемента, где за счет изменения уклона ускоряющая сила будет иметь другое значение, не учтенное при построе­нии. Оставлять полученный отрезок линии V(S) в пределах элемента нельзя, так как при меньшей разнице между началь­ным и конечным значениями скорости, средняя ускоряющая сила не будет равна той, которую приняли в интервале V, в этом случае необходимо подбором найти такое значение интер­вала V₁ , при котором в конце элемента поезд будет иметь скорость, равную конечной скорости выбранного интерва­ла.

8. при движении по затяжным спускам нужно применять ре­жимы выбега и торможения, с тем чтобы не превзойти допусти­мые скорости, полученные в результате решения тормозной за­дачи. Для увеличения запаса кинетической энергии в конце спуска и снижения расхода энергии на тягу поезда места от­пуска тормозов нужно выбирать с таким расчетом, чтобы к концу спуска поезд подошел с допустимой скоростью. (Сниже­ние скорости при торможении допускать на 10÷15 км/ч.)

9. по построенной кривой t(S)определяют времена хо­да (мин) по каждому перегону (длиной S, км) и участку в целом для безоста-новочного движения и движения с останов­ками, а также для каждого варианта подхода к месту ограни­чения скорости, а затем определяют технические скорости по формуле

V_mex=60*12.025/15.2=47.47km/ч
Студент анализирует потери времени и снижение технической скорости движения при движении к месту ограничения скорос­ти на выбеге, по сравнению с режимами торможения, а также при движении с остановкой по сравнению с безостановочным движением. Результаты анализа можно свести в таблицу 7.


Таблица 7

Времена хода и технические скорости

Отре­зок пути (участ­ка)	Длина перегона (участ­ка)	Время хода, мин			Техническая скорость, км/ч
		Без остановки	С остановкой	Разница		Без остановки	С остановкой	Разница
АБ	12.025	15.2	16.1	0.9		47.47	44.81	2.66
БВ	16.275	20.2	21	0.8		48.34	46.5	1.84
АВ	28.3	33.7	37.2	3.5		50.39	45.65	4.74