Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал, зарисовать в тетради рисунок 3.1 и привести расчетные формулы.

2. По заданной электромеханической характеристике тягового электродвигателя построить тяговую характеристику локомотива. Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.3.

3. Определить касательную мощность локомотива на расчетном режиме.

Таблица 3.3

Исходные данные

Наименование	Вариант
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Нагрузка от колесной пары на рельс, кН	230	235	240	250	260	240	250	250	260	270
Конструкционная скорость, км/ч	100	100	110	110	100	110	110	100	120	120
Серия локомотива	Электровозы постоянного тока					Электровозы переменного тока
Число движущих колесных пар локомотива (тяговых электродвигателей)	8	6	12	8	16	12	12	8	16	12

Данное задание рекомендуется выполнить с применением программы Microsoft Exсel.

Контрольные вопросы:

1. Какие ограничения нанесены на тяговую характеристику локомотива?

2. Какова суть основного закона локомотивной тяги?

3. Почему идеальная тяговая характеристика локомотива должна иметь вид гиперболы?

4. Какие характеристики отнесены к электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя?

5. Что произойдет в случае превышения силы тяги над силой сцепления?

Практическое занятие № 4 Силы сопротивления движению поезда

Содержание: изучение сил основного и дополнительного сопротивления движению поезда и решение задач по теме.

Сопротивлением движению поезда называют результирующую неуправляемых сил, возникающих в результате движения и действующих в направлении, противоположном ему. Ре­зультирующую силу, как и все ее составляющие силы сопротивления движению, принимают приложенными к ободом колесных пар вагонов и локомотива.

Сопротивление движению возникает в результате: контактного вза­имодействия твердых тел подвижного состава и пути, сопровождаю­щегося трением скольжения и качения, упругой и пластической дефор­мацией; потери кинетической энергии от ударов на стыках и от неравноупругости пути; соударения подвижного состава при неравномерном движении; сопротивления воздуха; появления составляющей силы тяжести на уклонах, кривых участках пути; низкой температуры воздуха.

Сопротивление движению зависит от устройства и состояния под­вижного состава и пути, от режима движения поезда. Оно определяет потребные мощность и силу тяги локомотивов, нормы массы поездов, провозную и пропускную способность дорог, затраты энергоресурсов на перевозочную работу. Для унификации расчетов и исследования факторов, влияющих на сопротивление движению, установлена клас­сификация сил сопротивления движению. В основу ее положено разде­ление по следующим признакам: видам подвижного состава, режимам и условиям движения.

По режимам и условиям движения различают сопротивление троганию с места, основное сопротивление и дополнительные сопротивле­ния.

Сопротивлением троганию с места называют сопротивление поезда, которое возникает в процессе перехода его час­тей из состояния покоя в состояние движения, начиная от локомотива и кончая последним вагоном поезда.

Основным сопротивлением называют совокупность сил, постоянно действующих в результате движения подвижного со­става и не зависящих от условий движения. Численно оно равно сопро­тивлению на прямом горизонтальном пути при движении с равномер­ной скоростью. В зависимости от режима движения основное сопро­тивление разделяют на сопротивление в режиме тяги и в режиме холос­того хода локомотива.

Дополнительными сопротивлениями назы­вают временно действующие силы, обусловленные условиями движе­ния: уклоном, кривизной пути, подвагонными электрогенераторами, ветром и низкой температурой воздуха.

По видам и типам подвижного состава различают сопротивление: тепловозов, электровозов, электро- и дизель-поездов, вагонов с разде­лением по числу осей и типам буксовых подшипников.

Все сопротивления по единицам измерения разделяют на удельные и полные. Удельное сопротивление движению представ­ляет собой сопротивление движению 1 т массы подвижного состава. Понятие введено для удобства расчетов.

Полное сопротивление представляет собой сопро­тивление всей массы подвижного состава: локомотива, вагона, соста­ва, поезда.

Обозначения полного основного сопротивления локомотива: в ре­жиме тяги — W₀^’, в режиме холостого хода — W_X, состава — W₀^’’, поезда — W₀. Соответственно обозначаются удельные сопротивления:

Основное сопротивление движению возникает в результате: тре­ния шеек осей в буксовых подшипниках; трения качения колес по рель­сам; трения скольжения колес по рельсам; сопротивления от рассея­ния энергии движения поезда верхним строением пути и подвижным составом; воздушного сопротивления. В таблице 4.1. приведены эмпирические формулы для определения основного удельного сопротивления движению локомотива и вагонов.

Дополнительное сопротивление движению от уклона пути представляет собой составляющую W_i силы тяжести P от единицы подвижного состава при движении ее по подъёму AB (рисунок4.1). Уклон пути выражают в промилле (⁰/₀₀) и обозначают символом i=1000 tga. Так как уклоны пути не превышают обычно 2,5⁰, то можно считать tga=sin a. Из треугольника аbc найдём: W_i=Gsina. Из подобия треугольников аbc и ABC определим

(4.1)

Тогда

(4.2)

Удельное сопротивление движению от уклона в Н/т

(4.3)

О

Рисунок 4.1 Сила сопротивления движению от подъёма

т кривизны пути. При движении на кривых участках пути происходит поперечное смещение колесных пар к на­ружному рельсу под действием центробежных сил. При этом между набегающими гребнями колёс наружного рельса происходит трение. Центробежная сила прижимает торцы подшипников к поверхности вращающейся ступицы колеса, что также вызывает трение. Поворот шкворней тележек в кривой и боковых скользунов под действием опрокидывающего момента сопровождается трением.

Таблица 4.1