МЕТОДА Практичні роботи ТЯГА_Гребенюк (2)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДВНЗ «КИЇВСЬКИЙ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИЙ КОЛЕДЖ»

МЕТОДИЧНІ

РЕКОМЕНДАЦІЇ

для виконання практичних робіт з навчальної дисципліни

«Основи локомотивної тяги та управління локомотивом»

Київ 2013

2

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДВНЗ «Київський електромеханічний коледж»

«Розглянуто та схвалено»	“ Затверджую”
цикловою комісією	Заступник директора
спеціальності 5.07010501	з навчальної роботи
« 09» жовтня 2013 р.	«10» жовтня 2013 р.
Голова циклової комісії
____________ Ю.В. Клєцов	__________ О.І. Марченко

ОСНОВИ ЛОКОМОТИВНОЇ ТЯГИ ТА УПРАВЛІННЯ ЛОКОМОТИВОМ

Методичні рекомендації

для виконання практичних робіт студентами четвертого курсу

денного відділення спеціальності 5.07010501

«Технічне обслуговування, ремонт та експлуатація тягового рухомого складу»

Розробив викладач коледжу:

Гребенюк О.В.

Київ 2013

3

Увага!

Шановні студенти!

Зверніть увагу на необхідність правильно вести розрахунки і записи при виконанні розрахунків. Розрахункові формули записуються спочатку в загальному вигляді з літерними позначеннями, а тільки потім в формулу підставляються чисельні значення величин! І далі, після знаку рівності («=»), ставиться чисельний результат розрахунку з обов’язковим

зазначенням одиниць вимірювання величин, якщо такі є.

Наприклад:

sп =0,278·vн·tп ;

sп = 0,278 ·80 ·10,0 = 222,4 м.

4

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Програмою з навчальної дисципліни «Основи локомотивної тяги та управління локомотивом» передбачено вивчення сил, що діють на поїзд, режимів і характеру руху поїзда в результаті дії цих сил, характеристик тягових двигунів та електрорухомого складу постійного й змінного струму, способів регулювання швидкості обертання тягових електродвигунів, методів виконання тягових розрахунків та питань пов'язаних з управлінням ТРС.

При вивченні предмета необхідно брати до уваги рішення Міністерства інфраструктури України та Укрзалізниці з питань розвитку залізничного транспорту й максимального використання резервів тягового рухомого складу, інших нормативних документів та інструкцій щодо раціональних режимів ведення поїздів.

Вивчення даної навчальної дисципліни базується на отриманих знаннях з відповідних розділів навчальних дисциплін, таких як: «Фізика», «Технічна механіка», «Електротехніка», «Електричні машини», «Електрорухомий склад залізниць», «Тепловози та дизельпоїзди», «Автоматичні гальма РС», «Охорона праці в галузі», а також набутих практичних навичок при проходженні виробничо-технологічної практики після третього курсу.

Для закріплення теоретичних знань, навчальною програмою передбачено виконання дев’яти практичних робіт, завдання на які, розміщені в цих методичних рекомендаціях. Задачею виконання практичних робіт є не лише закріплення отриманих знань в області тяги поїздів, але й формування у студентів вміння самостійно вирішувати питання, пов’язані із

найбільш раціональним використанням потужності локомотивів.
Практичні	роботи	треба	виконувати	поступово,	в	міру

вивчення матеріалу програми. Роботи необхідно виконувати обдумано

застосовуючи	розрахункові формули і ретельно	перевіряючи
висновки і результати. Недопустимо механічне застосування		формул

і виконання по них розрахунків. Дані методичні вказівки не звільняють

студента від необхідності глибоко і уважно розібратися	в питаннях,
що розглядаються, використовуючи рекомендовану	літературу. При

невиконанні цих вимог, студент не отримає необхідних знань і виявиться непідготовленим до заліку з дисципліни.

5

ЗАГАЛЬНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

У методичних рекомендаціях розглянуто методику виконання тягових розрахунків, а також приведені довідкові дані для їх виконання. При виконанні робіт, пов'язаних з тягою поїздів, користуються «Правилами тяговых расчетов для поездной работы» (ПТР), які є офіційним документом, затвердженими МШС СРСР у 1985 р. Для деяких нових серій локомотивів та МВРС можна користуватися і новими «Правилами тягових розрахунків для поїзної роботи», затвердженими УЗ в 2011 р. (ЦТ-0199). В ПТР приведені методи і порядок проведення розрахунків, розрахункові формули і нормативи, якими керуються при виконанні практичних робіт.

При виконанні практичних робіт необхідно дотримуватись наступних вимог:

1.Роботи виконуються на стандартних аркушах паперу формату А4 (розміром 210x297 мм), перевіряються викладачем і захищаються студентом,

ав кінці курсу звіти зшиваються в зошит з жорсткою обкладинкою і здаються викладачу разом з планшетом, виконаним на координатному папері.

2.Роботи повинні бути написані акуратно, розбірливим почерком, без скорочення слів;

3.Вихідні дані повинні бути обов’язково приведені на початку роботи;

4.Розрахунки необхідно супроводжувати поясненнями. Розрахункові формули слід приводити спочатку в загальному вигляді із застосуванням прийнятих буквених позначень, після чого підставити в формулу числові значення величин і проставити результат. Необхідно вказати, що являють собою величини, які входять у формулу, обов’язково проставляючи для іменованих величин їхні одиниці виміру(дивись приклад на стор. 4);

5.Пояснення необхідно викладати з дотриманням прийнятої в технічній літературі термінології.

6.Графічна частина практичних робіт виконується на міліметровому (координатному) папері у відповідному масштабі. Графіки вклеюються на сторінки звіту, а планшет з тяговим розрахунком – зшивається вкінці зошиту звітів.

При зображенні графічних залежностей необхідно: а) на кожному графіку мати осі координат;

б) графічні залежності викреслювати акуратно, гостро заструганим олівцем;

в) осі координат виділяти більш тонкою лінією, залежність - товщою;

г) на осях координат проставляти буквені позначення величин, що відкладаються, і їхні одиниці виміру;

д) на осях координат нанести числові шкали у відповідності з прийнятими масштабами зображення величин. Масштаби приводять на графіках у правому верхньому куті.

При побудові графічних залежностей на міліметровому папері потрібно вибрати початок координат у точці перетину жирних ліній; круглі значення числових шкал на осях координат бажано ставити навпроти більш

6

жирних рисок на осі;

7.Таблиці і графіки необхідно приводити на сторінці не повертаючи їх на 90°, щоб ними було зручно користуватися (неможна приклеювати графіки до полів сторінок!). Приводити графіки і таблиці в зошит потрібно відразу ж за тією сторінкою, де є перше посилання на них;

8.Сторінки роботи, таблиці і графіки повинні бути пронумеровані. Таблиці повинні мати найменування, графіки – під рисункові підписи.

9.Точність обчислень при виконанні розрахунків повинна у відповідності з ПТР прийматися:

- для мас поїздів (вантажних) - з округленням до 50 т; - для сил, що діють на поїзд (сили тяги, опору, гальмівні) - з округлен-

ням до 50 Н; - для крутизни ухилів при вимірюванні в тисячних (проміле, ‰) - з

одним знаком після коми; - для питомих сил при вимірюванні в кгс/т, Н/кН - з двома знаками

після коми; - для відстаней при вимірюванні в метрах (для елементів профілю) і в

кілометрах (для перегонів) - з одним знаком після коми; - для швидкостей при вимірюванні в км/год - з одним знаком після

коми;

- для витрат пального - з округленням до 10 кг; - для питомих витрат пального - з округленням до 0,1 кг/104 ткм; - для струмів - з округленням до 5 А;

- для витрат електроенергії - з округленням до 10 кВт·год; - для питомих витрат електроенергії при вимірюванні в кВт·год/ткм - з

одним знаком після коми; - для перегонних часів ходу - розрахункове до 0,1 хв.

10.Витирати і закреслювати зауваження викладача забороняється. Виконавши будь-яке виправлення (коректором) і отримавши новий числовий результат, варто, якщо це потрібно, внести відповідні поправки в подальші розрахунки.

7

ВСТУП

Сучасний технічний прогрес на залізничному транспорті характеризується оновленням локомотивного і вагонного парків та вдосконаленням системи утримання рухомого складу. Спеціалісти різних галузей залізничного транспорту повинні мати певний мінімальний рівень знань щодо будови та принципів функціонування окремих вузлів та в цілому одиниць рухомого складу. У визначенні норм і показників експлуатаційної роботи залізниць велике значення має виконання тягових розрахунків.

Наука про тягу поїздів вивчає комплекс питань, пов'язаних з теорією механічного руху потягу, раціонального використання локомотивів і економних режимів ведення поїздів з мінімальними витратами електричної енергії і палива, дозволяє розраховувати основні параметри нових проектованих ліній, дільниць, що переходять на нові види тяги, намічати основні вимоги до локомотивів, що розробляються, — електровозам і тепловозам, моторвагонному рухомому складу — електро- і дизель-поїздам, а також і до вагонів. В тязі поїздів визначають сили, що діють на поїзд, вплив цих сил на характер його руху, знаходять оптимальні маси поїздів, розраховують швидкості руху в будь-якій точці шляху з урахуванням безпеки руху поїздів, а також час ходу по кожному перегону і ділянці шляху, визначають витрати електричної енергії або палива на тягу поїздів і перевіряють використання потужності локомотива (з дотриманням обмежень по нагріву тягових електричних машин).

На підставі цих даних складають графік руху потягів, визначають пропускну і провізну спроможність залізниць і розраховують експлуатаційні показники локомотивного господарства.

Завданням тяги поїздів також є пошук прихованих резервів в кожному з наведених напрямків і вирішення поставлених задач найбільш раціонально з найменшою затратами ресурсів. Домагаються введення в експлуатацію якомога більш потужніших електровозів і тепловозів, що забезпечить значне підвищення продуктивності праці і підвищення об'єму перевезень, а також зниження їх собівартості. З цією метою, найнапруженіші напрямки залізниць електрифікують для підвищення пропускної і перевізної здатності дільниць.

У зв'язку з тим, що в нашій країні всі перевезення на залізничному транспорті здійснюються електрорухомим складом (електровозами і електропоїздами) і тепловозами (дизель-поїздами), в методичних вказівках всі питання розглянуті стосовно цих двох видів тяги.

Для виконання тягових розрахунків студенти повинні знати основні конструктивні особливості тягового приводу ЕРС, тягового приводу тепловозів, принципи регулювання їх швидкості та залежність механічних і електричних параметрів тягових двигунів під час руху поїзда.

Мета практичних занять допомогти студентам поглибити знання з теоретичних питань та допомогти в засвоєнні тем, призначених для самостійного вивчення. Проведення практичних занять сприятиме кращому засвоєнню лекційного матеріалу по характеристиках електрорухомого складу та тепловозів, принципах регулювання швидкості руху електровозів різного

8

типу, методиці виконання тягових розрахунків та основним прийомам управління ТРС.

Навчальною програмою передбачено виконання дев’яти практичних робіт, в яких поєднано і вивчення характеристик ТЕД і ТРС, і способів регулювання швидкості, і режимів руху локомотива, і саме основне, тягових розрахунків (в об’ємі, достатнім для ОКР «молодший спеціаліст») з вибором раціональних режимів ведення поїздів і їх обґрунтуванням.

Практична робота № 1

ТЕМА: Побудова тягової характеристики локомотива.

Практична робота № 2

ТЕМА: Спрямлення профілю колії.

Практична робота № 3

ТЕМА: Вибір розрахункового підйому. Розрахунок маси поїзда з перевіркою на зрушення з місця на горизонтальній прямолінійній ділянці колії і на розрахунковому підйомі.

Практична робота № 4

ТЕМА: Розрахунок та побудова діаграм питомих прискорюючих та сповільнюючих сил.

Практична робота № 5

ТЕМА: Побудова кривих швидкості руху поїзда графічним методом.

Практична робота № 6

ТЕМА: Побудова кривих часу руху поїзда графічним методом.

Практична робота № 7

ТЕМА: Побудова кривої струму електровозу чи кривої струму тягового генератора тепловозу.

Практична робота № 8

ТЕМА: Перевірка вибраної маси поїзда за умов нагрівання електричних машин локомотива.

Практична робота № 9

ТЕМА: Визначення витрат електричної енергії (палива) на тягу поїздів.

Проведення тягових розрахунків вимагає великих витрат часу. Для їх зменшення в даний час широко використовують обчислювальну техніку, якою оснащені обчислювальні центри залізниць та навчальні заклади залізничного транспорту.

До програм, що можна використовувати в тязі поїздів, наприклад для масових розрахунків, можна віднести пакет MS Excel, MathCAD, MATLAB, а для графічних побудов AutoCAD, Corel Draw, КОМПАС тощо.

Дані методичні рекомендації складені відповідно до навчальної програми з дисципліни «Основи локомотивної тяги та управління локомотивом» для полегшення виконання практичних завдань студентами спеціальності 5.07010501 «Технічне обслуговування, ремонт та експлуатація тягового рухомого складу».

9

ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

Вихідні дані, для виконання практичних робіт, викладач видає згідно індивідуального варіанту студента.

1.Тип локомотива і тягового двигуна, кількість рушійних осей n,

маса електровоза Р, середня потужність допоміжних машин електровоза Рвп , питомі витрати палива на власні потреби тепловозу gх обираються за номером по списку в журналі групи з таблиць 1-3. Як приклад, у таблиці 1 і далі, жирним шрифтом виділені вихідні дані для 20 варіанту.

2.Дані, що характеризують состав (відсоток різних типів вагонів в составі, маса вагонів), вибираються з таблиці 4 за номером у списку в журналі групи (для групи 4ЕТ-9А), з додаванням 1 до номеру, у групі 4ЕТ9Б, 2 - у групі 4ЕТ-11.

3.Значення ухилів і довжини елементів профілю наведені в таблицях 5 і 6.

4.Максимальну швидкість руху прийняти для локомотива – 100 км/год, для вантажного поїзда – 80 км/год.

5.Електромеханічні, струмові і теплові характеристики тягових двигунів наведені в ПТР, а нових двигунів – в додатках 1-3.

Таблиця 1 – Типи і основні параметри електровозів постійного струму

	Номер	1	2	4	6	8	10	15	20	25	30
	варіанту
	Тип	ВЛ8	ВЛ10У	ВЛ11	2ЕЛ4	ВЛ10	ДЕ1	ВЛ11	ВЛ82	ВЛ82М	ВЛ8
	електровоза
	Тип	НБ-406	ТЛ-2К	ТЛ-2К	ДТК800А	ТЛ-2К	ЭД141	ТЛ-2К	НБ-407Б	НБ-407Б	НБ-406
	ТЕД
	n	8	8	8	8	8	8	12	8	8	8
	Р, т	184	200	184	192	184	184	276	190	200	184
	Довжина
	локомотива	28,0	33,0	33,0	35,0	33,0	32,0	46,5	33,0	33,0	28,0
	lл, м
	Рвп,	1,67	2,08	2,08	1,40	2,08	1,45	3,12	4,17	4,17	1,67
	кВт г/хв

Таблиця 2 – Типи і основні параметри електровозів змінного струму

	Номер	3	7	11	13	16	18	21	23	26	28
	варіанту
	Тип	ВЛ82М	2ЕЛ5	ВЛ80к	2ЭС5К	ВЛ80к	ВЛ80с	ВЛ60к	ВЛ82	ВЛ80т	ВЛ60к
	електровоза
	Тип ТЕД	НБ407Б	ДТК820	НБ-418К	ДТК820	НБ418К	НБ-418К	НБ412К	НБ407Б	НБ-418К	НБ412К
	n	8	8	8	8	8	8	6	8	8	6
	Р, т	200	192	184	192	184	190	138	190	190	138
	Довжина
	локомотива	33,0	35,0	33,0	35,0	33,0	33,0	21,0	33,0	33,0	21,0
	lл, м
	Рвп,	4,17	4,5	4,83	4,0	4,83	5,5	3,33	4,17	5,5	3,33
	кВт г/хв
	10