МЕТОДА Практичні роботи ТЯГА_Гребенюк (2)

Таблиця 2.1 – Спрямлення профілю колії

	Заданий профіль					Спрямлений профіль
Номерелемента	Довжина елементаs, м	елементаУхил i, ‰	Крива		Довжинаспрямленоїділянки S	Спрямленийухил i		Фіктивний відпідйомкривої i	Приведенийухил		спрямленої№ ділянки
			кривоїРадіус або,мR,кут α˚	Довжина кривоїS			Перевірка			i
				м	м					‰ ,
				,	S,	‰		‰		" c
				кр						i
					=	,		,		+
						' c		" c		' c
					c					i
										=
										c

2. В цій частині практичної роботи необхідно обрати із заданої ділянки шляху елементи, що задовольняють умовам спрямлення, і зробити розрахунки по спрямленню з виконанням їх подальшої перевірки (спрямлення профілю колії). Результати розрахунку занести у відповідні графи таблиці 2.1.

Ухил (‰) спрямленої ділянки визначається за формулою:

і	і1S1	і2 S2	...	іn Sn	,	(2.1)
с	S1	S2	...	Sn

де і1, і2, іn – величина ухилу кожного iз елементiв, що береться для спрямлення, ‰;

S1, S2, Sn - довжини кожного iз елементiв, що береться для спрямлення , м;

Елементи профілю станцій з елементами ділянок, що до них прилягають, не спрямляються.

Перевірка можливості спрямлення кожного з обраних елементів виконується за допомогою виразу

Sn			2000			,	(2.2)
			ic in

3. Для спрямлення плану колії, тобто урахування впливу кривих на опір руху, криві в плані колії заміняються фіктивними підйомами наступними виразами залежно від того, як крива задана у вихідних даних

	i	700		Sкр i	або i	12, 2		о ,	(2.3)
	c	Sc		Ri	c		Sc
де Sc	Sn – довжина				ділянки,	що спрямляється			(або елемента,

якщо крива розташована на елементі, який не підлягає спрямленню), м;

21

Ri , Sкр i – радіуси і довжини кривих, що спрямляються, м;

α– центральний кут кривої, град.

4.Приведений ухил спрямленої ділянки

ic ic ic

(2.4)

5. Використовуючи дані таблиці 2.1 заданий та спрямлений профіль колії зображують, як показано на рисунку 2.1, у нижній частині аркуша міліметрового паперу з таким розрахунком, щоб надалі над ним можна було розмістити криві часу та швидкості.

Для виконання графічної частини практичної роботи використовують рекомендовані [1] (за вказівкою викладача) масштаби (таблиця 2.2).

В залежності від обраного масштабу для тягових розрахунків потрібен аркуш міліметрового паперу (планшет) розміром 297 500 (масштаб 2) чи 297 1000 мм (масштаб 1 і 3).

Таблиця 2.3 – Масштаби для графічних розрахунків

	Для вантажних та пасажирських			Для гальмівних
Величина		поїздів		розрахунків
	1	2	3	1	2
Сила, 1 кгс/т – k мм	12	6	10	2	1
Швидкість, 1 км/год – m мм	2	1	2	2	1
Відстань, 1 км – у мм	40	20	48	240	120
Час, 1 хв – х мм	10	10	10	-	-
Постійна - мм	30	30	35	-	-

Рисунок 2.1 – Спрямлений профілю колії

22

6. Провести і записати у звіті аналіз профілю колії, визначивши розрахунковий підйом, швидкісний підйом та обрати місце випробування гальм на ефективність.

Приклад виконання спрямлення

Спрямити два суміжних елементи шляху з такими вихідними даними:

-Перший елемент i1=3‰, S1=800м, Rкр1=900м, Lкр1=700м;

-Другий елемент i2=4‰, S2=900м, Rкр2=600м, Lкр2=300м.

Порядок спрямлення профілю колії

1. Визначаємо середньозважений ухил ділянки, що спрямляється за формулою (2.1)

Перевіряємо можливість спрямлення за виразом (2.2)

Таким чином, дані елементи умовам спрямлення задовольняють.

2.Оскільки на елементах профілю колії є криві, замінюємо їх фіктивним підйомом, що визначається за формулами (2.3)

3.Визначаємо приведений ухил спрямлених елементів за формулою

(2.4)

іс1-2 =іс′+іс′′ =3,5+0,5= 4 ‰.

Таким чином, два елементи з різними профілем і планом колії замінені однією ділянкою, на якій локомотивом буде виконуватися така сама робота.

7. Висновок Надати короткий висновок щодо призначення та порядку спрямлення

профілю колії, умов спрямлення а також проаналізувати спрямлену ділянку.

23

Практична робота № 3

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

МЕТА роботи:

-провести аналіз профілю колії;

-навчитися визначати масу вантажного поїзда та виконувати її перевірку за встановленими ПТР вимогами;

-визначити додатковий опір при зрушенні поїзда з місця, причини його виникнення, порядок розрахунку;

-творчо сприймати навчальний матеріал і його осмислювати.

Короткі теоретичні відомості

Маса поїзда, один з найважливіших показників, що впливає на ефективність роботи залізничного транспорту. Збільшення мас поїздів дозволяє підвищувати перевізну і пропускну здатність залізниць, знизити собівартість перевезень, більш ефективно використовувати тяговий рухомий склад. Але надмірне збільшення маси поїзда, може призвести до передчасного виходу з ладу локомотива, як правило, внаслідок перегріву тягових електричних машин.

Тому масу поїзда розраховують виходячи з максимального використання потужності локомотива при русі по найважчому (розрахунковому) підйомі з подальшою перевіркою її на зрушення з місця при зупинках, по можливості розміщення поїзда на приймально-відправних коліях станцій, по нагріву тягових електричних машин локомотива.

Масу состава пасажирських, а також пришвидшених вантажних та вантажопасажирських поїздів, при русі по декільком залізницям встановлює УЗ.

Визначення маси поїзда, сформованого з вантажних вагонів, та перевірка можливості зрушення поїзда з місця є частиною тягових розрахунків і виконується по формулах приведених в ПТР.

Провівши аналіз профілю колії (практична робота №2), визначивши розрахунковий підйом, далі, для заданого локомотива, визначають значення розрахункової швидкості – найменшої, допустимої ПТР швидкості руху по розрахунковому підйомі, а також реалізовуваної при цьому силі тяги – розрахункової сили тяги. Їх визначають по тяговій характеристиці локомотива, виходячи з найбільш повного використання його потужності та з урахуванням обмежень сили тяги.

Для вантажних електровозів постійного струму, як правило беруть точку на перетині характеристики повного збудження «П» з’єднання ТЕД з кривою обмеження по зчепленню коліс з рейками або по допустимому струму комутації.

24

На електровозах змінного струму беруть точку перетину характеристики при найбільшій напрузі на ТЕД при нормальному збудженні (33 позиція, інколи беруть 29, чи навіть 25 позицію) з лінією обмеження по зчепленню.

Для тепловозів їх визначають в точці перетину тягової характеристики на останній позиції контролера (як правило, 15-та), що відповідає повному використанню потужності дизеля і струмі тривалого режиму генератора з кривою обмеження по зчепленню.

Масу состава вантажного поїзда в залежності від характеру профілю колії визначають за умов руху:

по розрахунковому підйому зі сталою швидкістю; по найважчому підйому з несталою швидкістю з використанням

кінетичної енергії („живої сили”) поїзда, яку він запас на попередніх, «легших», елементах.

При русі поїзда по розрахунковому підйому запас його кінетичної енергії вичерпується на початковій частині підйому і швидкість руху досягає сталого значення. При подальшому русі сили опору руху поїзда долаються тільки за рахунок сили тяги електровоза., тобто врівноважуються і швидкість не змінюється. Таким чином, під розрахунковим підйомом треба розуміти найбільш важкий (крутий) в обраному напрямку руху підйом, довжина якого достатня для того, щоб швидкість поїзда досягла сталого значення (рисунок

3.1)

Рисунок 3.1 – Рух по розрахунковому підйомі

Якщо ж самий крутий підйом короткий і розташований за елементами колії з легким профілем колії, які дозволяють підійти до його початку з високою швидкістю, то цей підйом можна подолати за рахунок накопиченої кінетичної енергії поїзда і він не є розрахунковим. У цьому випадку за розрахунковий варто прийняти менш крутий підйом великої довжини.

В практичній роботі масу состава будемо визначати за умови руху по розрахунковому підйомі зі сталою швидкістю.

25

Порядок виконання роботи

1. Розрахунок маси составу за умови руху з рівномірною швидкістю на розрахунковому підйомі виконується за формулою

	F	w'	i		p	P
Q	кр	0					, (т),
								(3.1)
		"	i	)
		(w
		0	p

де Fкр – розрахункова сила тяги локомотива, кгс; P – маса локомотива, т;

w′о – основний питомий опір руху локомотива, кгс/т;

w″о – основний питомий опір руху вагонів (состава), кгс/т; iр – розрахунковий підйом, ‰.

1.1 Визначимо величину питомого опору руху за формулами з ПТР для безстикової колії.

Розрахунок проводимо для швидкості розрахункового режиму, тобто

V=Vрозр.

1.1.1 Основний питомий опір руху локомотива під струмом

o	1,9 0,08 V 0,00025 V2 .	(3.2)

1.1.2 Основний питомий опір руху состава

o

04

06

08 ,

(3.3)

де , , – виражена в частках одиниці маса відповідно чотирьох-, шестита восьмивісних вагонів у составі (з таблиці 4);

04 , 06 , 08 – основний питомий опір руху, кгс, відповідно чотирьох-, шестита восьмивісних вагонів який визначається за формулами:

04

06

08

	3			0,09 V	0,0025 V2
0,7							;		(3.4)
				qо
	8			0,08 V	0,002 V 2
0,7						;			(3.5)
				qо
	6			0,026 V	0,0017 V 2
0,7								,	(3.6)
				qо

де V– швидкість руху, V=Vрозр, км/год;

26

Fктр

qo – маса, яка приходиться на одну вісь вагона даного типу, т.

q 0 =		,	(3.7)

де qі – маса однотипного вагону (з таблиці4), т; m – кількість осей однотипного вагону.

1.2 Знайшовши значення питомого опору руху підставляємо необхідні дані у формулу (3.1) і розраховуємо масу составу, т. Округляємо отримане значення до 50 т в більшу сторону.

2. Перевірка маси состава при зрушені з місця виконується за формулою

	Qтр	Fктр		Р ,(Т ),
		(wтр	iтр )
				(3.8)

де Qтр – маса составу, який може бути узятий з місця, т;

– розрахункова сила тяги локомотива при зрушені з місця, визначається з тягової характеристики локомотива при V=0, кгс;

wтр – питомий опір руху состава при зрушені з місця, кгс; ітр – ухил перевіряємого місця зрушення, ‰.

Умова перевірки: якщо маса состава за умовами зрушення з місця, виявиться більшою маси, розрахованої за умовами руху на розрахунковому підйомі, то поїзд зможе зрушити з місця зупинки, тобто Qтр Q . Якщо

навпаки – зрушення неможливе.

2.1 Питомий опір руху состава при зрушенні з місця для формули (3.8) визначається для вагонів з роликовими буксами як

w	28		;
тр	q0	7
				(3.9)
Якщо в составі є вагони, що відрізняються значеннями				qo , питомий

опір поїзда при зрушуванні визначається як середньозважена величина за формулою (3.3).

2.2 Підставивши дані в формулу (3.8), необхідно перевірити зрушення на розрахунковому підйомі , тоді ітр = ір , і на площадці (ітр= 0 ‰). Отриману масу Qтр округлюємо до 50 т в більшу сторону.

3. Перевіряємо масу состава по довжині приймально-відправних колій станцій дільниці за умовою

27

lп lпв ,

(3.10)

де lп – довжина поїзда з урахуванням допуску 10 м на його установку; lпв – довжина приймально-відправних колій станцій на ділянці

обертання даного поїзда (приймається lпв = 850 м).

3.1 Довжину поїзда визначають за формулою, м
lп lс	lлок 10 ,	(3.11)
де lлок – довжина локомотива (таблиця 1-3);
lс – довжина состава;
10 – запас машиніста на встановлення поїзда на коліях станції.
3.2 Довжина состава визначається як
lс	nili ,	(3.12)

де ni – кількість однотипних вагонів в составі;

li – довжина однотипного вагону, згідно ПТР.

3.2.1 Кількість однотипних вагонів у составі визначається за формулою

ni	pi	Q
			,	(3.13)
	qi

де pi – частка (по масі) поїзда, що приходиться на групи однотипних вагонів (тобто , , у формулі (3.3);

Отримане число округляється в більшу сторону до цілого числа.

3.3 Визначивши довжину состава, підставляють отримані значення в формулу (3.11) і за виразом (3.10) виконують перевірку маси состава.

Довжина поїзда не повинна перевищувати корисну довжину приймально-відправних колій станцій.

4. Висновок Навести короткий висновок щодо можливості взяття поїзда з місця на

площадці та на розрахунковому підйомі. Якщо поїзд зрушити з місця неможливо, то дати рекомендації щодо проведення такого поїзда по ділянці. Зробити висновок щодо можливості розміщення поїзда на станції, при зупинці, за умови, що довжина приймально-відправних колій станцій ділянки 850 м. Якщо такої можливості немає, то про надати рекомендації щодо проведення поїзда по ділянці.

28

Практична робота № 4

ТЕМА: Розрахунок та побудова діаграм питомих прискорюючих і сповільнюючих сил

МЕТА роботи:

-закріпити знання з механіки руху поїзда, визначення сил, що діють на поїзд і характері впливу цих сил на рух поїзда;

-вміти оцінювати забезпеченість поїзда гальмами;

-аналізувати рівняння руху поїзда, набути вмінь його аналізу;

-набути практичних навичок побудови діаграми питомих прискорюючих і сповільнюючих сил;

-творчо сприймати навчальний матеріал і його оцінювати.

Короткі теоретичні відомості

Діаграми питомих прискорюючих і сповільнюючих сил fп (V), необхідні для побудови кривих руху (криві швидкості і часу), розраховують для трьох основних режимів ведення поїзда (тяга, вибіг, гальмування).

Розрахунку і побудові діаграм прискорюючих і сповільнюючих сил, що діють на поїзд, передує визначення сил тяги, сил основного опору руху, гальмівної сили поїзда.

Розрахунок сил тяги вище вже розглядався.

Основний опір руху діє на поїзд постійно і при русі поїзда направлений проти напрямку його руху. При вивченні сил опору руху необхідно знати фактори, що спричиняють основний опір руху, визначають його величину, а саме, тертя в буксах з підшипниками ковзання і кочення, тертя ковзання і кочення проміж колесом і рейками; опір від ударів колії при нерівностях, проходженнях стиків, опір мас повітря.

Розрахункові (емпіричні) формули, для визначення основного питомого опору руху вагонів, основного опору руху локомотива при холостому ході (режим вибігу) та в режимі тяги на стиковій і безстиковій колії залежно від швидкості, приведені в ПТР.

Гальмівними силами називають керовані зовнішні сили, які діють проти руху поїзда для зниження швидкості руху або підтримання її на спуску чи для зупинки поїзда. Від значення гальмівних сил залежить безпека руху поїздів. Тому повинна бути забезпечена висока надійність і ефективність гальм.

В залежності від принципу утворення гальмівних сил розрізняють

механічне або електричне гальмування. При механічному гальмуванні гальмівна сила утворюється в результаті тертя гальмівних колодок по поверхні кочення коліс, як реакція рейки на гальмівний момент, що при цьому утворюється, тобто гальмівна сила – це зовнішня сила, в утворенні якої приймає участь значно більша кількість колісних пар (локомотива і

29

вагонів), які утворюють значно більші гальмівні сили, ніж при електричному гальмуванні.

Гальмівну силу поїзда визначають як суму гальмівних сил, які розвиваються кожною колісною парою рухомого складу за формулою, кгс

Вт = 1000ΣК к ,

(4.1)

де К – сила натиску колодок на колісну пару, тс; к – дійсний коефіцієнт тертя колодки об колесо.

Даним методом зручно розраховувати гальмівну силу поїзда в тому випадку, якщо в поїзді знаходяться однотипні вагони з однаковими силами натиску колодок на колісні пари. Якщо вагони в составі мають різні сили натиску (різні типи вагонів), зазвичай використовують спрощений метод –

метод приведення, заснований на заміні дійсного коефіцієнту тертя к, який залежить від сил натиску, іншим коефіцієнтом тертя – розрахунковим кр, який не залежить від сили натиску колодки на колесо. Приймають умовну силу натиску (для вантажного напіввагона на порожньому і завантаженому режимах гальмування) для чавунних і композиційних колодок

(Кчав = 2,7 тс, Ккомп = 1,6 тс) і розраховують

кр за формулами (4.2- 4.3),

чисельні значення якого наведені в таблиці 4.1.

чав

кр

комп

кр

	0, 27		V	100	,
		5 V		100			(4.2)
	0,36		V	150		,
			2 V	150			(4.3)

Таблиця 4.1 – Значення розрахункового коефіцієнта тертя			кр колодок
Швидкість V, км/год	Чавунні колодки	Композиційні колодки
0	0,270	0,360
10	0,198	0,339
20	0,162	0,332
30	0,140	0,309
40	0,126	0,297
50	0,116	0,288
60	0,108	0,280
70	0,102	0,273
80	0,097	0,267
90	0,093	0,262
100	0,090	0,257
30