Расчет касательной силы тяги

Ток Iд, А	Скорость V, км/ч	Сила тяги электродвигателя Fkд, кН	Касательная сила тяги локомотива Fk, кН
1	2	3	4
. . .	. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .	. . .

Данные 2 и 4 столбцов таблицы 3.1 являются координатами точек искомой тяговой характеристики. Нанеся эти точки на планшет с системой координат F_k,- V и, соединив их плавной кривой (с помощью лекала), получаем тяговую характеристику локомотиваF_k=f(V).

На построенную тяговую характеристику следует нанести ограничения силы тяги по сцеплению колес локомотива с рельсами и по конструкционной скорости.

Для наложения на тяговую характеристику ограничения по условию сцепления движущих колес с рельсами необходимо рассчитать и построить зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована локомотивом при отсутствии боксования колес, от скорости движения F_сц=f(V),

, (3.2)

где F_сц– наибольшая сила тяги локомотива, допускаемая по условиям сцепления колес с рельсами, кН;

Р_сц– сцепной вес локомотива (нагрузка, передаваемая от движущих колес на рельсы), кН.

(3.3)

где П₀– нагрузка от движущей колесной пары на рельсы, кН;

m- число движущих колесных пар локомотива (равное количеству тяговых электродвигателей);

- расчетный коэффициент сцепления. Формулы для расчета коэффициента сцепления приведены выше (практическое занятие 2)

Величина F_сцвычисляется для нескольких значений скорости (0, 10, 20, 30, 40, 50 и т.д. км/ч).

Результаты расчета зависимости F_сц=f(V) удобно свести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Расчет силы тяги по условию сцепления колес с рельсами

Скорость V, км/ч	Коэффициент сцепления,	Сила тяги по сцеплению Fсц, кН
1	2	3
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .

По данным столбцов 1 и 3 таблицы 3.2 наносим точки на планшет с тяговой характеристикой и соединяем их плавной кривой. Это и будет графическая зависимость F_сц=f(V ) – ограничение по условиям сцепления движущих колес локомотива с рельсами.

Ограничение по конструкционной скорости наносится в виде вертикальной линии, проходящей через значение V_конст.

Пример тяговой характеристики с нанесенными ограничениями, построенной указанным способом, представлен на рисунке 3.2.

Построение выполняется на миллиметровой бумаге. Тяговая характеристика и ограничивающие линии проводятся остро заточенным карандашом. Для построения рекомендуются следующие масштабы:

скорость V : 1 км/ч – 1 мм;

сила тяги F: 50 кН – 10 мм.

В точке пересечения кривой F_сц=f(V ) и тяговой характеристики F_k=f(V) полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность тяговых электродвигателей.

Поэтому режим работы локомотива, соответствующий этой точке (F_kр и V_р), может быть принят за расчетный при определении массы состава.

Касательная мощность локомотива (на ободе движущих колес) при расчетных тяговых параметрах (F_kр и V_р) может быть вычислена по формуле:

кВт. (3.4)

Рисунок 3.2 Тяговая характеристика локомотива