TLT_2012

Таблица 2

Расчётные нормативы локомотивов

	Расчётнаяскорость v	Расчётнаясила Fтяги	Скоростьвыхода на	,	км/ч	тягиСилапри выхоавтоматичеснаде - характерикую - стикуF	тягиСилапри троганиис места, F	Расчётнаямасса локомотиваР, т	ч	локомотиваДлина L, м
				автоматическуюхарактеристикуv					Конструкционная Vскорость
Серия	ч / км ,	Н ,		авт		Н ,	Н		/ км ,
локомотива							,
(тепловозы)	p						к
2М62	20	392400		11,5		574850	700450	240	100	36
2ТЭ10Л	23,4	496400		22		522700	750450	258	100	34
2ТЭ10В,М	23,4	496400		19		599600	797550	276	100	34
2ТЭ116	24,2	496400		19,5		596450	797550	276	100	36
3ТЭ10М	23,4	744600		19		899400	941750	414	100	51
2ТЭ121	26,6	588600		24,9		628050	865250	300	100	43
2ТЭ25К	24	660000		23		670000	803000	288	110	40
2ТЭ25А	18,5	780000		24		595000	883000	282	120	40
2ТЭ70	26,7	608000		31		562500	828000	282	110	43

4.Проверки массы состава с учётом ограничений

4.1.Проверка массы состава с учетом использования

кинетической энергии

Проверка массы состава на возможность надёжного преодоления встречающегося на участке короткого подъёма крутизной больше, чем у расчётного, с учётом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих «лёгких» элементах профиля, выполняется аналитическим способом. При этом используют расчётное соотношение

s =	4,17( v	2 −v 2	)	м,
	к	н			(14)
	( fк − wк )ср

где S – расстояние, проходимое поездом на проверяемом подъёме с учётом кинетической энергии, м;

vн – скорость в начале проверяемого подъёма; выбирается из условий подхода к проверяемому элементу iпр (для грузовых поездов можно принимать

11

vн = 70–90 км/ч, но не выше конструкционной скорости заданного локомотива и вагонов);

vк – скорость в конце проверяемого подъёма. Эта скорость должна быть не менее расчётной, т. Е. должно выдерживаться условие vк ≥ vр. В курсовом проекте рекомендуется принимать vк = vр.

Удельную силу (fк–wк)ср в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т.е. в формулу

	(fк −wк )ср =	Fк − P( w0′ +iпр )g −Q( w0′′+iпр )g	, Н/ кН, (15)
		( P +Q )g

подставляются значения Fк ,w0′и w0″, определённые для среднего значения скорости в рассматриваемом интервале,

vср = vн +2 vк .

Значение силы тяги Fк для средней скорости vср определяют по тяговой характеристике заданного локомотива (см. прил. 2).

Для того же среднего значения скорости определяют основное удельное сопротивление w0′ локомотива – по графикам в ПТР или по формуле (7) ,

основное удельное сопротивление состава w0″ – по формуле (8) с использованием формул (9) – (13).

Если полученное по формуле (14) расстояние больше или равно длине

проверяемого подъёма sпр
s ≥ sпр,	(16)
то на этом проверка заканчивается и делается	вывод о том, что при

рассчитанной массе состава Q поезд надёжно преодолевает проверяемый подъём крутизной больше, чем у расчётного, с учётом использования

накопленной к началу элемента кинетической энергии. Если же путь s, который может быть пройден за счёт разгона, окажется короче длины проверяемого

подъёма sпр, то необходимо руководствоваться требованиями ПТЭ и инструкцией по движению поездов.

12

4.2. Проверка рассчитанной массы состава на трогание с места на заданном участке

Выполняется по формуле

	QТР =	Fктр		− P ≥ Q,		(17)
		( wтр +iтр )g
	где Fк тр – сила тяги локомотива при		трогании		состава	с места, Н (см.
	табл. 2);
	wтр – удельное дополнительное сопротивление				поезда	при трогании с
	места (на площадке), Н/кН;

iтр – крутизна наиболее трудного элемента заданного участка ‰ (в сторону движения).

Выражение (17) целесообразно решить относительно iтр с целью определения наибольшего подъёма, на котором заданный локомотив возьмёт с места состав рассчитанной массы.

				i	=	Fктр		− w	‰.		(18)
						( P +Q )g
				ТР				тр,
	wтр		= α( α4кач wтркач4		+ αск4 wтрск		4 ) + βwтркач6			+ γwтркач8 .	(19)
Здесь	wкач	и	wск	– удельное		сопротивление при				трогании с	места
	тр4		тр4

соответственно для 4-осных вагонов на подшипниках качения и на подшипниках скольжения;

α4кач и αск4 – соответственно				доли (не %!) 4-осных вагонов с
подшипниками качения и подшипниками скольжения (см. задание).
Для вагонов на подшипниках качения
wкач	=			28 .			(20а)
ТР			q0 +7
Для вагонов на подшипниках скольжения
wск	=			142 .			(20б)
ТР		q0 +7

13

В этих формулах q0 – нагрузка от оси на рельсы для данной группы

вагонов (при вычислении по ним значений	wкач	,	wск	,	wкач	и	wкач
	тр4		тр4		тр6		тр8

подставляются величины q0, полученные ранее по формулам (13)). Полученный результат необходимо сравнить с величиной максимального

подъёма на заданном участке. Должно выполняться условие iтр ≥ imax. Если это условие не выполняется, необходимо руководствоваться ПТЭ.

4.3. Проверка массы состава по длине приёмо-отправочных путей станции

Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приёмо-

отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приёмо-отправочных путей

станций.
Число вагонов в составе грузового поезда :			Qγ ;
	m	=
8-осных	8		q8	(21)
	m	= Qβ;
6-осных	6		q6	(22)
	m	= Qα.
4-осных	4		q4	(23)

Полученное число вагонов следует округлить до целого числа.

Длины вагонов принимаются равными: 4-осного – 15 м, 6-осного – 17 м, 8-осного – 20 м. Длины локомотивов приведены в табл. 2. Общая длина поезда

lп = 20m8 + 17m6 + 15m4 + lл + 10 м

(24)

(здесь 10 м – запас длины на неточность установки поезда).

Проверка возможности установки поезда на приёмо-отправочных путях выполняется по соотношению

lп ≤ lпоп ,

(25)

где lпоп – длина приёмо-отправочных путей, м (см. задание).

Если длина поезда меньше (или равна) длине приёмо-отправочных путей станций заданного участка, то масса состава не корректируется и делается вывод о том, что массу состава уменьшать не надо.

14

Если же вычисленная длина поезда получилась больше длины приёмоотправочных путей, указанной в задании, то масса состава уменьшается так, чтобы длина поезда равнялась длине приёмо-отправочных путей на раздельных пунктах, либо решается вопрос об отмене остановки поезда на данной станции, если стоянка не предусмотрена технологическим процессом работы.

5. Построение диаграмм удельных равнодействующих сил

Для построения диаграмм предварительно составляют таблицу для трёх режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:

а) для режима тяги fк–w0 = f1(v);

б) для режима холостого хода wох = f2(v); в) для режимов торможения:

при служебном регулировочном торможении wох + 0,5bт = f3(v),

при экстренном торможении wох + bт= f4(v).

При построении графических зависимостей следует пользоваться масштабами, приведёнными в табл. 3.

Таблица удельных равнодействующих сил, форма которой приведена

ниже (табл. 4), заполняется для скоростей от 0 до конструкционной vконстр через 10 км/ч (1-я графа); кроме того, в эту графу следует вносить величины скоростей, соответствующих характерным точкам тяговой характеристики заданного локомотива: скорость выхода на автоматическую характеристику, расчётную скорость.

Во 2-ю графу заносят величины силы тяги локомотива Fк для скоростей, указанных в 1-й графе. Значение силы тяги определяют по расчётной тяговой характеристике заданного локомотива (см. табл. 2 и прил. 1). Скорости v = 0 км/ч (момент трогания поезда с места) соответствует значение силы тяги

Fк тр (табл. 2).

Расчётную тяговую характеристику заданного локомотива

необходимо вычертить на миллиметровой бумаге и привести в курсовом проекте.

Основное удельное сопротивление локомотива при движении под током w0′ определяется по графикам, приведённым в [3, 4], или по формуле (7).

Основное удельное сопротивление состава w0″ для скоростей, занесённых в расчётную таблицу, определяется по формуле (8) с использованием формул (9)

– (13) или по графику w0″ = f(v), который может быть предварительно

построен по четырём точкам для скоростей 10, Vp, Vcp и 100 км/ч (этот график следует привести в курсовом проекте).

15

Основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу (при движении без тока) для разных значений скорости определяется по графикам

wx = f(v), приведённым в ПТР; основное удельное сопротивление локомотивов, для которых эти графические зависимости в ПТР отсутствуют, может быть вычислено по формуле на звеньевом пути

wx = 2,4 + 0,011v + 0,00035v2.	(26а)
на бесстыковом пути
wx = 2,4 + 0,009v + 0,00035v2.	(26б)

Основные удельные сопротивления w0′, wx и w0″ можно определять, используя расчётные табл. 1.10; 1.1; 1.3; 1.5, приведённые в [4].

Основное удельное сопротивление всего поезда (при следовании его по прямому горизонтальному пути) при движении локомотива на холостом ходу (без тока) подсчитывают по формуле

w	′′	,
	= Pwx +Qw0		(27)
0 x	P +Q
где P – расчётная масса локомотива, т;
Q – масса состава, т.
Величины w0′, wx, w0″ и	wox определяются		указанным путём для

скоростей, начиная с 10 км/ч и выше. Значения этих величин при v = 0 (в момент трогания поезда с места) принимаются соответственно такими же, как при v = 10 км/ч.

Удельные тормозные силы поезда, Н/кН, вычисляют по формуле
bT =1000ϕкрϑР ,	(28)

где φкр – расчётный коэффициент трения колодок о колесо: при чугунных колодках

16

	ϕкр = 0,27	v +100	;	(29)
		5v +100

при композиционных колодках

	ϕкр = 0,36	v +150	,	(30)
		2v +150

величины φкр подсчитываются или принимаются по табл. 2.8 [4] для всех скоростей, занесённых в табл. 4, кроме vp и vавт;

ϑР – расчётный тормозной коэффициент состава, кН/кН,

		∑kp			(kp4n4 + kp6n6	+ kp8n8 ) σ	*
	ϑР =			=			,	(31)
		Q	g		Q	g
	где ∑KP – суммарное тормозное нажатие, кН;
	n4, n6, n8 – число осей соответственно в группах 4-, 6-,							и 8-осных

вагонов состава: n4 = 4m4, n6 = 6m6, n8 = 8m8, (значения m4, m6, и m8 подсчитывались в п. 4.3);

		kp4, kp6, kp8	– расчётные силы	нажатия тормозных	колодок
соответственно на			ось 4-, 6- и 8-осного вагона (при чугунных		колодках
kp4	=	kp6 = kp8	= 68,5 кН/ось, а при композиционных		колодках
kp4	=	kp6 = kp8	= 41,5 кН/ось);

σ– доля исправных тормозных осей в составе.

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

Удельная замедляющая сила, действующая на поезд в режиме торможения, Н/кН;

при служебном регулировочном торможении wox + 0,5bТ; при экстренном торможении wox + bТ†

* Значение расчётного тормозного коэффициента ϑp следует вычислять до третьего знака после запятой.

† Обращаем внимание на то, что значения ϕкр , bT , а соответственно (wox +0,5bT ) и (wox +bT ) надо и при скорости v = 0 вычислять по формулам, т. е. так же, как и для других скоростей.

17

Все результаты вычислений требуется внести в расчётную табл. 4. На основании данных этой таблицы по расчётным точкам следует построить

диаграмму удельных равнодействующих сил для режима тяги fк – w0 = f1(v),

режима холостого хода wox = f2(v) и режима служебного торможения

wox + 0,5bТ = f3(v) (рис. 1).

Пользуясь построенной диаграммой для определённой массы состава и типа локомотива, можно анализировать условия и характер движения поезда на различных элементах профиля пути: определять равномерную скорость движения поезда на элементах различной крутизны, удельную равнодействующую силу на разных элементах в зависимости от скорости и т. Д.

	Масштабы				Таблица 3
	Для общих расчётов			Для тормозных
Величины				расчётов
	1		2	3	4
Удельные силы 1 Н/кН = k, мм	6		12	1	2
Скорость 1 км/ч = m, м	1		2	1	2
Путь 1 км = y, мм	20		40	120	240

Примечание. При выполнении курсового проекта предпочтительнее группа масштабов, приведенная в графах 2 и 4.

Диаграммы удельных равнодействующих сил вычерчивают на миллиметровой бумаге, расчётные точки наносят на планшет заточенным карандашом, чётко, чтобы их положение было заметно.

18

19

Н/кН		WOX+0.5·вТ=f3 (v)

20

w0, Н/кН		WOX,Н/кН
	W +0.5·в ,Н/кН
	OX	Т

Рис. 1. Диаграмма удельных равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил (локомотив ; масса состава т)