МЕТОДА Практичні роботи ТЯГА_Гребенюк (2)

Із рівності дійсних і розрахункових гальмівних сил визначають Кр. Тоді, гальмівна сила поїзда для будь-якої швидкості розраховується наступним чином:

1.Визначають по таблицях (ПТР, ЦТ-ЦВ-ЦЛ- 0015) розрахункову силу

натиснення колодки на колесо Кр для кожної групи однотипних одиниць рухомого складу (вагонів, локомотивів, тощо);

2.Множать знайдену силу натиснення Кр на кількість таких осей і додають, отримуючи сумарне натиснення колодок поїзда ΣКр;

3. Потім визначають за формулами наведеними в ПТР значення	кр;
4. Розраховують гальмівну силу поїзда Вт.
Отже гальмівна сила поїзда, кгс
Вт = 1000· к р ·ΣКр,	(4.4)
Питома гальмівна сила, кгс/т

(4.5)

Відношення сумарних сил розрахункового натиску колодок на колесо до маси поїзда називають розрахунковим гальмівним коефіцієнтом поїзда р .

Тоді
bт=1000 ·	р ·	кр	(4.6)
Розрахунковий гальмівний коефіцієнт поїзда характеризує ступінь
забезпеченості поїзда гальмами. Чим	більше	значення	р, тим більший

гальмівний ефект створять гальмівні сили, тим швидше можна зупинити поїзд. Так, ПТР та Інструкцією з експлуатації гальм, встановлене найменше значення розрахункового гальмівного коефіцієнта при пневматичних гальмах на чавунних та композиційних колодках для вантажних поїздів 0,33, а для пасажирських 0,60 (на швидкостях до 120 км/год).

При визначенні розрахункового гальмівного коефіцієнта вантажних поїздів на спусках до 20 ‰ маса і гальмівні засоби локомотива зазвичай не враховуються, що спрощує розрахунки і не знижує їхню точність.

Визначивши сили, що діють на поїзд, аналізують рівняння руху поїзда. Характер руху поїзда в режимі тяги визначається різницею сили тяги і сил

опору руху поїзда, тобто на поїзд діє прискорюючи сила:
fп fк wo .	(4.7)

31

В режимі вибігу на площадці (i = 0‰) на поїзд діє сила основного опору руху поїзда, тобто сповільнюючи сила, так як вона направлена проти напрямку руху поїзда:

fп wo х або fп wo х .

(4.8)

У режимі екстреного гальмування питома сповільнююча сила складається з суми гальмівної сили і основного опору руху, направлена проти напрямку руху поїзда і дорівнює:

fп bк wox .

(4.9)

Екстрене гальмування застосовується в випадках, коли виникає загроза безпеці руху поїзда, тому цей режим в тязі поїздів використовується тільки при розв’язку гальмівних задач.

Для передбачених розкладом руху зупинок на станціях або роздільних пунктах застосовується зупиночне гальмування, якому відповідає гальмівна сила 0,5bк, тобто в цьому випадку питома сповільнююча сила має вид:

fп

0,5bк

wox .

(4.10)

Порядок виконання роботи

1. Для побудови діаграми питомих рівнодіючих сил попередньо

складається таблиця за формою

таблиці 4.2 для трьох режимів ведення

поїзда по прямій горизонтальній дільниці.

Таблиця 4.2 – Значення питомих рівнодіючих сил

Режим тяги

Режим вибігу

Режим

гальмування

''

)/(P+Q)

)/(P+Q)

кгс, /т

,кгс/т

P,· кгст/

,кгс/т

Q,· кгст/

кгст/

кгс, /т

W-

,кгс/т

P,· кгст/

,кгст/

'' o

кр

, кгст/

кгс, /т

+W

кгс,

ω=

ω=

,

W-

=(F /т

'ω=

W+

х /т

кр

p

+0,5b

+b

W

o

o

W+

φ

км,V/год

′ 0

'' 0

' o

o

к

х

'' o

т

т

F

ω′

W

ω

W

W

F

f кгс

ω'

W'

W'

ω

кгс

φ

b

ω

ω

к

о

' o

" 0

'' o

o

к

ω

х

х

х

=(W'

υ=1000

0х

х0

=

0

k

х0

т

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0

10

…

Vконс

32

2. Таблиця 4.2 заповнюється для швидкостей (1-й стовпчик) від 0 до конструкційної Vконс через 10 км/год до виходу на ходову характеристику найвищого з’єднання, а на ходовій характеристиці з інтервалом 5 км/год. Крім цього, в цей стовпчик необхідно внести також величини швидкостей, що відповідають характерним точкам тягової характеристики заданого локомотива: швидкість виходу на ходову характеристику та розрахункову швидкість.

У2-й стовпчик заносяться значення сили тяги локомотива для вказаних

в1-му стовпчику швидкостей. Значення сили тяги визначаються за тяговою характеристикою локомотива, яка розрахована і побудована практичній роботі №1. Швидкості V=0 км/год (момент зрушення поїзда з місця)

відповідає значення сили тяги Fктр на тяговій характеристиці.

Значення основного питомого опору руху локомотива під струмом (колонка 3) розраховуються за формулою (3.2).

Значення основного питомого опору руху состава розраховується аналогічно практичній роботі №3 за формулами (3.3-3.7) і заноситься до колонки 5. Для полегшення розрахунку результати зводять в проміжну таблицю 4.3

Таблиця 4.3 – Розрахунок опору руху состава

V, км/год	w 04 , кгс/т	w 06 , кгс/т	w08 , кгс/т	w o , кгс/т
1	2	3	4	5

Основний питомий опір руху локомотива без струму (режим вибігу) (колонка 10) на безстиковій колії розраховується для всіх швидкостей за формулою:

ωx = 2,4 + 0,009v + 0,00035v2 .

(4.11)

Опір руху при швидкості 0 км/год, відповідно до ПТР, приймають рівним опору руху при 10 км/год.

Розрахунковий коефіцієнт тертя колодки об колесо φкр (колонка 14) визначається для чавунних гальмівних колодок в составі.

Розрахунок питомої гальмівної сили (колонка 15) проводимо за формулою (4.6), попередньо визначивши значення розрахункового гальмівного коефіцієнту состава р за формулою:

( ni K p i ) Р%

р

Q

,

(4.12)

де nі – кількість осей однотипного рухомого складу в поїзді;

33

Р % – відсоток гальмівних осей в поїзді, у десятковому вигляді (згідно вихідних даних);

К рі – натиск колодок на колесо у однотипного рухомого складу, згідно ПТР сила натиску колодки на колесо у вантажного вагона з чавунними колодками складає К р = 7 тс.

Значення р розраховується з точністю до третього знака після коми. 3. За даними таблиці 4.2 будуються і приводяться в звіті криві

основного питомого опору при русі поїзда під струмом o (V ) і при русі поїзда без струму ox (V ) (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Сили основного питомого опору руху поїзда

4. За даними таблиці 4.2 будується і наводиться в звіті діаграма питомих гальмівних сил, що діють на поїзд (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Питомі гальмівні сили поїзда

34

5. За даними таблиці 4.2 на планшеті будуємо діаграму питомих

прискорюючих і сповільнюючих сил для режимів тяги fк		ox (V ) , вибігу
ox (V ) та гальмування 0,5bТ	ox (V ) (рисунок 4.3).

Побудова діаграм виконується у вказаному викладачем масштабі графічних побудов тягових розрахунків (таблиця 2.3).

Рисунок 4.3 – Діаграми питомих прискорюючих і сповільнюючих сил

6. Висновок Надати короткий висновок щодо різниці основних сил опору руху

поїзда під струмом і без струму та причин їх виникнення. Проаналізувавши розраховане значення гальмівного коефіцієнту надати висновок щодо забезпеченості поїзда гальмами.

Практична робота № 5

ТЕМА: Побудова кривих швидкості руху поїзда V=f(S) графічним методом

МЕТА роботи:

-Розв’язувати рівняння руху поїзда графічно знаходячи швидкість поїзда по перегонам;

-Навчитися будувати криві швидкості графічним методом, визначати час руху поїзда в режимах тяги, вибігу і гальмування;

-Закріпити знання з основних прийомів ведення поїздів;

-Знати основні принципи раціонального ведення поїздів з

35

економією ресурсів та повним використанням тягових властивостей локомотивів;

-Творчо сприймати навчальний матеріал і його осмислювати.

Короткі теоретичні відомості

Побудова кривої швидкості виконується методом А.І. Ліпеця (Метод Міністерства шляхів сполучення) [1,2].

У відповідності з ПТР, при виконанні тягових розрахунків поїзд розглядається як матеріальна точка, в якій зосереджена вся його маса і до якої прикладені зовнішні сили, діючі на реальний об’єкт (поїзд). Умовно приймають, що ця матеріальна точка розташована в середині поїзда.

При побудові кривих руху (швидкості і часу) дотримуються наступних вимог:

1.Криві руху будуються в масштабі (таблиця 2.3) з урахуванням спрямленого і приведеного профілю заданої ділянки.

2.Крива швидкості будується від осі початкової до осі кінцевої на заданій ділянці станції в двох варіантах: із зупинками і без зупинок на проміжних станціях.

3.Швидкість руху не повинна перевищувати максимально припустиму швидкість за умовами безпеки руху (80 км/год) і конструкційну швидкість рухомого складу.

4.При графічних побудовах вважаємо, що центр маси поїзда розташовується приблизно посередині поїзда по його довжині, осі станцій - в середині елементів, на яких вони розташовані, вхідні стрілки - відповідно на

відстані 425, 525, 625 і 775 м від осі станції lвхід/2 . Коли локомотив, наприклад, входить на вхідні стрілки, центр маси поїзда знаходиться від них на

відстані, рівній половині довжини поїзда lп/2 . Це необхідно враховувати при побудові кривої швидкості при зупинці поїзда на станції. У даному випадку допустима швидкість руху 50 км/год для точки, яка зображує центр маси поїзда, повинна витримуватись не на границі, де розташовані стрілки, а на відстані lп/2 від вертикальної лінії, що проведена через місце розташування вхідних стрілок на станційному елементі профілю колії (рисунок 5.5-5.6)

5.При побудові кривої V S на елементах з обмеженням

швидкості руху слід враховувати, що по таких елементах не тільки центр ваги, але й головна і хвостова частини поїзда повинні проїхати без перевищення допустимої швидкості.

6.У режимі гальмування крива швидкості будується в зворотному порядку, тобто від місця зупинки до перетину з кривою швидкості, що описує рух поїзда перед зупинкою.

7.Прирости швидкості, прийняті при побудові кривої V S , не

повинні перевищувати: на вибігу – 10 км/год; у режимі гальмування при швидкостях від 0 до 50 км/год – 5 км/год, а при більших швидкостях руху – 10 км/год.

36

Місця зміни режиму ведення поїзда (тяга, вибіг, гальмування) позначають відповідними написами «тяга», «вибіг», «гальмування», а точки зміни швидкості нумерують (1, 2, 3 і т.д.).

Для досягнення найбільшої пропускної спроможності ділянки при побудові кривої швидкості V=f(S) необхідно забезпечити мінімальний час руху поїзда по ділянці при мінімальних витратах електричної енергії на тягу поїздів. Цього можна досягти шляхом раціонального управління рухом поїзда, яке залежить від використання оптимальних режимів роботи локомотива (тяга, вибіг, гальмування).

При зрушенні з місця і розгоні поїзда, локомотив працює в режимі тяги і швидкість зростає за рахунок прискорювальних сил (надлишкової сили тяги, що залишається після компенсації сил опору руху). Для забезпечення оптимального режиму ведення поїзда необхідно вибирати режим руху залежно від профілю колії і допустимої швидкості руху. При проходженні поїзда по ділянці необхідно уміло використовувати кінетичну енергію поїзда під час руху на підйоми і режим вибігу на площадці й ухилах.

При досягненні граничної швидкості, що допускається на дільниці, застосовують службове гальмування зі зниженням швидкості на величину не менш 1 5 - 2 0 км/год.

Режим повного службового гальмування використовують для зупинки поїзда на станціях. Перед гальмуванням повинні передбачити режим вибігу довжиною не менше 400 м, протягом якого відбувається підготовка гальм до дії.

Також, при проведенні поїзда на площадці передбачається (або невеликому спуску) перевірка гальм на ефективність, яка, згідно з інструкцією з експлуатації гальм, виконується при досягненні поїздом швидкості 50 - 60 км/год. Зниження швидкості при цьому допускати для вантажних поїздів на 15 - 20 км/год. Перевірка гальм виконується службовим гальмуванням.

При побудові кривих швидкості та часу руху треба передбачити усі задані умови руху поїзда.

Порядок виконання роботи

1.Побудову кривої швидкості в функції шляху виконують по спрямленому і приведеному профілю колії використовуючи діаграми прискорюючих та сповільнюючих сил для ходових позицій, які побудовано на планшеті. В даній практичні роботі, для спрощення розрахунків, ми користуємося тільки «П» (ПЗ) з’єднанням ТЕД електровозів постійного струму, 33 позицією (НЗ) електровозів змінного струму, 15 позицією рукоятки контролера машиніста тепловозів.

2.Побудову виконують для двох варіантів руху: а) з зупинкою на проміжній станції Б; б) без зупинки на проміжній станції.

3.Побудову розпочинають з режиму тяги (рисунок 5.1). Задаються інтервалом швидкості (при початку руху 0-10 км/год, і так далі, збільшуючи

37

швидкість руху) на рисунку 5.1, відповідно, V0 –V1. На діаграмі прискорюючих сил, знаходять середнє значення діючої на заданому інтервалі сили - точка «а», відповідає силі, яка діє на даному інтервалі при середній швидкості Vс1. Якщо рух починається на станції, де зазвичай і=0 ‰, лінійку прикладають до точки «а» і початку координат точки «О». Якщо рух починається на елементі профілю колії з ухилом, то для врахування додаткового опору руху від ухилу, початок координат подумки переносять на відповідну величину ухилу по координатам опору руху і прикладають лінійку до «нового» початку координат.

Щоб врахувати додатковий опір руху від спуску чи підйому, початок координат потрібно подумки змістити вліво на величину ίс - при проходженні підйому , або вправо від початку координат на величину ίс - при спуску.

В даному випадку, на рисунку 5.1, рух відбувається на підйомі, тому лінійку прикладають до точки «а» на діаграмі прискорюючої сили і до «нового» початку координат, перенісши його на величину ухилу вліво. До лінійки прикладають прямокутний трикутник і під кутом 90º поводять відрізок кривої V(S) від швидкості V0 (точка А) до швидкості V1 (точка В).

Далі задаємося інтервалом швидкості від V1 до V2, визначаємо середню швидкість інтервалу Vс2 і відповідну їй прискорюючу силу на діаграмі (т. «в»). Побудову наступного відрізку кривої швидкості (B-D), виконують аналогічно, враховуючи профіль, на якому проводимо поїзд (оскільки початок наступного інтервалу приросту швидкості припадає на площадку лінійку прикладаємо до т. О-в)

У випадку переходу на ходову характеристику (злам кривих на діаграмі питомих прискорюючих сил), необхідно інтервал приросту швидкості зменшити до 5 км/год (наприклад, від 50 до 55 км/год).

Дивись підручник, Осипов стор.191-196.

Рисунок 5.1 – Побудова кривої швидкості в режимі тяги (метод МШС або інж. Ліпеця)

38

На розрахунковому підйомі швидкість руху повинна бути сталою (пряма лінія) і дорівнювати Vр, тобто, сила тяги буде повністю компенсувати опір руху поїзду.

3. Перехід з режиму тяги на режим вибігу зводиться до використання кривої питомих сил опору ох =f(v) (сповільнюючих сил) в режимі вибігу,

замість діаграми прискорюючих сил в режимі тяги (рисунок 5.2), але принцип побудови кривої швидкості залишається аналогічним. Однак інтервали зміни швидкості беруть рівними 10 км/год, звичайно ж з урахуванням профілю колії елемента по якому відбувається рух. Продовжують побудову кривої з тієї швидкості, при якій перейшли на вибіг.

На рисунку 5.2 видно, що початок інтервалу приросту швидкості (т. а)припадає на площадку, тому обравши інтервал швидкості V1 (a-b), на діаграмі ох =f(v) визначають середнє значення сили, що діє на поїзд Vс1.

Оскільки рух відбувається по площадці, то лінійку прикладають до початку

координат (т. О) і до точки Vс1	і приклавши до неї кутник, проводять
перпендикуляр в усьому інтервалі	V1.

Наступний інтервал (b-c) з середнім значенням сили, що діє на поїзд в точці Vс2, знаходиться на підйомі, тому. Що врахувати додатковий опір руху від підйому, початок координат подумки переносимо вліво на величину опору руху по осі і прикладаємо лінійку в цю точку і в точку Vс2. Приклавши кутник до лінійки проводять перпендикуляр в інтервалі швидкості V2.

Спуск і2 враховується перенесенням початку координат вправо на величину спуску (т. –і2). Далі побудова налогічна.

Рисунок 5.2 – Побудова кривої швидкості в режимі вибігу

39

4. При включенні механічних гальм, переходять до використання діаграми сповільнюючи сил при механічному гальмуванні (0,5bт + ωoх)=f (V).

Після відправлення зі станції і розгону до 50-60 км/год, випробовують гальма на ефективність, знижуючи швидкість руху на 15-20 км/год.

При повній зупинці (наприклад, на станціях) використовують зворотній порядок побудови кривої швидкості (від осі станції зупинку) починаючи з 0 до 5км/год з інтервалом 5км/год до виходу на ходову характеристику, а при швидкостях більших розрахункової, задаються інтервалом в 10 км/год (рисунки 5.3, 5.4).

На рисунку 5.3 зображено таку зворотну побудову. Задавшись, наприклад, інтервалом зміни швидкості V5 , знаходять його середнє значення і відкладають його на діаграмі (0,5bт + ωoх)=f (V) (точка f). Оскільки місце зупинки знаходиться на підйомі, то для врахування додаткового опору руху від підйому, початок координат переносять вліво на величину цього підйому (точка і1) . Приклавши лінійку до точок і1- f і приставивши кутник до неї, проводимо перпендикуляр, відклавши обраний інтервал зміни швидкості

V5 у вигляді відрізку H-F, який і буде ділянкою кривої швидкості для механічного гальмування. Подальшу побудову проводять аналогічно, враховуючи вищенаведені вимоги обрання інтервалу зміни швидкості, до поєднання з основною кривою швидкості, обов’язково передбачивши рух поїзда в режимі вибігу для спрацювання гальм (рисунок5.4).

Рисунок 5.3 – Побудова кривої швидкості в режимі механічного гальмування

40