Порядок выполнения практических работ

 

Практическая работа 1

РАСЧЕТ СИЛЫ ТЯГИ ПО СЦЕПЛЕНИЮ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СКОРОСТЯХ

 

1.1 Расчёт силы сцепления

Сила сцепления электровоза в режиме тяги определяется по выражению

 

F_сц = 9,81·m_э·y_к,

 

где F_сц – сила сцепления электровоза, кН;

m_э- масса электровоза, т;

y_к – расчётный коэффициент сцепления.

Формулы для определения расчётного коэффициента сцепления имеют вид:

для электровозов ВЛ22м, ВЛ23, ВЛ8

y_к=0,25+ ,

для электровозов ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11, ВЛ15,

y_к=0,28+ - 0,0007V,

для электровозов ВЛ60к, ВЛ80т, ВЛ80с, ВЛ80к,

y_к=0,28+ - 0,0006V,

для электровозов ВЛ65, ВЛ85, ВЛ80р,

y_к=0,3+ - 0,0006V,

здесь V- скорость движения, км/ч.

 

Расчеты свести в таблицу 3

 

Таблица 3-Ограничения характеристик по сцеплению

V, км/ч	0	10	20	30	40	50	60	70
yк
Fк, кН

 

Рассчитанные зависимости F_сц(V) наносятся на графики F_к(V) на миллиметровой бумаге. Тяговые характеристики брать из ПТР. Учесть, что в правилах тяговых расчетов F_к на тяговых характеристиках дана в кгс (1кгс=10Н)

Пример тяговых характеристик приведен на рисунке 3.

 

Рисунок 3 – Тяговые характеристики электровоза ВЛ10

Практическая работа 2

СПРЯМЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПРИВЕДЕНИЕ ЕГО В ПЛАНЕ

Для упрощения тяговых расчетов продольный профиль подвергают обработке, состоящей из двух операций: спрямление профиля - объединение ряда его смежных элементов в один участок с однородным уклоном i_с^/; приведение пути в плане – замена сопротивления движению от кривых фиктивными подъемами i_c^// в пределах спрямленных элементов профиля.

Не допускается спрямление элементов профиля пути с разными знаками уклонов, элементов на которых расположены станции, элементов, имеющих ограничения по скорости, а так же расчетный подъем, если он выбран до спрямления.

Уклон i_c^/ определяется по формуле

i_c^/= ,

где i_j – уклон j-того элемента профиля пути, ⁰/₀₀;

S_j – длина j-того элемента, м;

j – порядковый номер элемента в группе спрямляемых;

к – количество элементов в группе.

Для каждого элемента действительного профиля пути входящего в спрямленный участок, должно выполняться неравенство

S_j .

Если это условие не выполняется, то необходимо выбрать другой вариант объединения элементов.

Уклон i_с^// определяется по формуле

i_с^//=  если l поезда > S кривой, i_с^//=  если l поезда < S кривой,

где S_c-длина спрямленного элемента, м;

S_крj-длина j-той кривой, м;

R_крj-радиус j-той кривой, м;

j - порядковый номер кривой;

n- количество элементов в группе.

Окончательное значение уклона спрямленного элемента профиля пути

i_c=i_c^/ i_c^//.

Уклоны в тысячных определяются с точностью до десятых.

Результаты расчетов занести в таблицу 6

Таблица 6 - Спрямление и приведение профиля участка пути

№ элемента действ. профиля	Длина элемента Sj, м	Уклон i,0/00	Кривая		Длина спрямл. участка Sс, м	Уклон iс/,0/00	Фиктивный подъем iс//,0/00	Приведенный уклон ic,0/00	№ спрямл. участка
			R, м	S, м
1	800		-	-
2	200		-	-
3	1300		1600	100
4	600		800	400
5	1600		-	-
6	3000		-	-
7	1000		1000	250
8	1000		-	-
9	400		-	-
10	500		-	-
11	2000		-	-
12	1000		-	-
13	3500		2000	500
14	400		-	-
15	1500		-	-
16	1500		-	-
17	300		-	-
18	500		-	-
19	600		1400	600
20	1700		1200	300
21	1300		-	-

Практическая работа 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ МАССЫ СОСТАВА

Массу состава в практической работе определяют из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся скоростьюV_р по формуле

m_c= ,

где m_c-масса состава, т;

g-ускорение свободного падения. м/с²;

F_кр- расчетная сила тяги, кН;

m_э- масса электровоза, т;

w ₀^/-удельное основное сопротивление движению электровоза при движении под током, Н/кН;

i_р- расчетный подъем, ⁰/₀₀;

w ₀^//-удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.

Для всех серий электровозов величина w₀^/ рассчитывается по выражению

w ₀^/=1,9+0,01V+0,0003V²,

где V-скорость движения (V=V_р), км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величина w₀^// рассчитывается по формуле

w ₀^//= ₄ w ₀₄^//_{+ 8} w ₀₈^//,

где _{4, 8} - доля четырехосных и восьмиосных вагонов (по массе) в составе;

w ₀₄^//, w ₀₈^//-удельное основное сопротивление движению вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых вагонов определяется по формулам

четырехосные вагоны на роликовых подшипниках

w ₀₄^//=0,7+ ,

восьмиосные вагоны на роликовых подшипниках

w ₀₈^//=0,7+ ,

где m₀₄,m₀₈-масса,приходящаяся на ось вагона, т.

При расчете массы состава величины w ₀^/ и w ₀^//определяют при V=V_р.

В соответствии с ПТР, полученная в результате расчета масса состава округляется с точностью до 50 т.

Рассчитанная масса состава проверяется:

·  на трогание с места на остановочных пунктах

где F_ктр- сила тяги при трогании, Н;

- сопротивление движению при трогании с места, Н/кН;

i - подъем места трогания, ⁰/₀₀. i=2,5⁰/₀₀.

Сопротивление движению при трогании с места определяется по формуле

где m_во – нагрузка на ось вагона с роликовыми подшипниками, Н/кН.

Масса состава должна быть m_C ≤ m_ТР

· по длине приемоотправочных путей

l_П = l_Лn_Л + ∑lв_inв_i + 10

где l_Л – длина локомотива по осям автосцепок, м;

n_Л – количество локомотивов;

lв_i – длина вагонов по осям автосцепок, м;

nв_i – количество однотипных вагонов;

10 – неточности установки вагонов, м.

Что бы поезд установился в пределах длины приемоотправочных путей должно быть l_П ≤ l_ПОП

Количество однотипных вагонов рассчитывается по формуле

nв_i =

где mв_i – масса однотипных вагонов, т.

Практическая работа 4

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ УДЕЛЬНЫХ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ

Зависимости удельной результирующей силы, действующей на поезд, получают для всех возможных режимов ведения поезда: тяги, выбега и торможения (электрического и механического).

В тяговом режиме

f_у=f_к- w ₀,

в режиме выбега

f_у= - w _оx,

в режиме механического торможения

f_у= -(0,5b_т+ w _ox)-служебное торможение, f_у= -(b_т+ w _ox)-экстренное торможение,

где f_у - удельная результирующая сила, Н/кН;

f_к- удельная сила тяги, Н/кН;

w ₀-удельное основное сопротивление движению поезда под током, Н/кН;

w _ox-удельное основное сопротивление движению поезда без тока, Н/кН;

b_т –удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН

В свою очередь,

w ₀ = ,

w _ох = ,

f_к= ,

b_т=1000· _кр· _р,

где w _х- удельное основное сопротивление движению электровоза при работе без тока, Н/кН;

F_к- сила тяги электровоза, Н;

_кр- расчетный коэффициент трения колодки о бандаж;

_р- расчетный тормозной коэффициент.

Для всех серий электровозов

 

w _х=2,4+0,011V+0,00035V².

Для чугунных колодок               Для композиционных колодок

_кр =0,27                         _кр =0,36

Расчет зависимостей f(V) выполняют для ряда скоростей в диапазоне от V=0 до V_к с интервалом 10 км/ч.

В диапазоне от V=0 до скорости V_р выхода на характеристику ПВ (НВ) силу тяги принимают раной силе сцепления.

Все удельные силы рассчитать с точностью до сотых, полученные данные занести в таблицы 7, 8, 9, 10.

Таблица  7 -Расчет удельных основных сопротивлений движению поезда

V,км/ч	w о/,Н/кН	w 04//,Н/кН	w 08//,Н/кН	4 w 04//, Н/кН	8 w 08//, Н/кН	w 0//,Н/кН
0 10 20 30 40 Vр 50 60 70 80 90 100

 

Таблица 8 - Расчет удельных ускоряющих усилий для режима тяги

Режим движения	V,км/ч	w о/,Н/кН	w 0//,Н/кН	w 0, Н/кН	Fк,Н	fк,Н/кН	fу,Н/кН
1	2	3	4	5	6	7	8
Разгон     ПВ     ОВ1	0 10 20 30 40 Vр 50 60 70 80 90 100 50 60 70 80 90

Продолжение таблицы 8

1	2	3	4	5	6	7	8
ОВ2     ОВ3     ОВ4	100 60 70 80 90 100 60 70 80 90 100 60 70 80 90 100

 

 

Таблица 9 - Расчет удельных замедляющих сил для режима выбега

V,км/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
w x,Н/кН
w 0//,Н/кН
w 0X,Н/кН

 

Таблица 10 - Расчет удельных замедляющих сил в режиме торможения

V,км/ч	w 0X,Н/кН	кр	bт,Н/кН	0,5bт,Н/кН	fз,Н/кН экстр.торм.	fзН/кН служ.торм.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рассчитанные зависимости f_У(V) построить на миллиметровой бумаге, используя следующие масштабы: m_V=2мм/1км/ч, m_f=12мм/1Н/кН.

 

Пример диаграммы удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Диаграмма удельных ускоряющих и замедляющих сил при электровозной тяге

Практическая работа 5

ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ СКОРОСТИ В РАЗНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ

Для определения скорости движения поезда необходимо решить уравнение движения поезда графическим методом. При движении поезда ускоряющая сила изменяется в связи с изменением режима работы локомотива и изменением профиля пути. Поэтому наиболее общим случаем является ускоренное или замедленное движение поезда.

Для построения кривой скорости необходимо наличие диаграммы f_у(V), заданный участок с действительным и спрямленным профилем пути и оси V, t, I_э, I_д, построенные на миллиметровой бумаге. Пример построения участка движения приведен на рисунке 7. Масштабы скорости и пути: m_v=2мм/1км/ч, m_s= 40мм/1км.

В практической работе выбрать критерий движения поезда, так что бы получить наименьшее время хода по участку, использовать наиболее полную мощность локомотива при наименьшем расходе топливно-энергетических ресурсов.

Порядок построения кривой V(S):

а) совместить спрямленный профиль пути и диаграмму удельных сил так, чтобы ось пути совпала с удельной осью диаграммы, оси скорости зависимостей V(S) и f_у(V) должны быть параллельны;

б) выбрать режим ведения поезда;

в) задать интервал скорости 10 км/ч на кривой удельных сил, выбранного режима ведения поезда. (В ПТР установлены наибольшие интервалы скорости для различных режимов движения поезда: для режима тяги при разгоне – 10 км/ч, для режима тяги при ПВ и ОВ – 5 км/ч, для режима выбега – 10 км/ч, для режима торможения 5 - км/ч);

г) найти среднее значение скорости в данном интервале (действительная кривая удельных сил заменяется определённым постоянным значением ускоряющей силы, взятой при средней скорости в данном интервале);

д) уклон учесть смещением нулевой точки диаграммы удельных сил влево – подъём, вправо – спуск;

е) через точку средней скорости и точку на оси удельных сил, соответствующую уклону элемента профиля пути провести луч, затем из точки начала профиля пути восстановить перпендикуляр к лучу, довести его до горизонтальной линии на уровне 10 км/ч (до конца выбранного интервала скорости). Полученный отрезок представляет собой первый участок кривой скорости;

ж) аналогично строить для последующих интервалов скорости, конец предыдущего отрезка является началом для следующего отрезка кривой скорости;

з) если при очередном интервале скорости, кривая скорости выходит за пределы элемента профиля пути, брать меньший интервал скорости, а отрезок кривой скорости провести только до границы элемента;

и) в случае излома линии удельных ускоряющих сил брать интервалы скорости до точки излома и после неё;

к) при переходе с режима тяги на режим выбега или торможения переходить на соответствующие кривые удельных сил начиная с той скорости с какой поменяли режим движения;

л) если скорость растет, то интервалы на диаграмме удельных сил брать вверх, если скорость падает, интервалы брать в низ;

м) при движении по затяжному спуску желательно поддерживать скорость постоянной, близкой к максимальной, используя выбег и торможение;

н) при торможении перед остановками или местами с ограничением скорости, когда известна точка, к которой необходимо подойти с заданной скоростью выполняют обратное построение кривой скорости.

На кривой скорости все точки излома должны быть пронумерованы арабскими цифрами, а в местах изменения режима ведения поезда делаются отметки, которые необходимы для последующего построения кривой тока.

Кривую скорости построить без остановки на промежуточной станции Б, учитывая ограничение скорости по станции. В начале участка выполнить пробу тормозов на эффективность.

Пример построения кривой скорости приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 - Построение кривой скорости способом МПС

Рисунок 7 – Пример оформления профиля пути

Практическая работа 6