Росжелдор

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВПО РГУПС)

Кафедра “Локомотивы и локомотивное хозяйство”

Курсовая работа

на тему:

«Эксплуатация грузового поезда

на участке железной дороги»

по дисциплине

«Тяга поездов»

Выполнил: Мирзагаев Г. К.

студент группы ДГС-2-224

Принял:

руководитель

ассистент Илларионов А. В.

2012 Реферат

Курсовая работа содержит 38 листов, 7 рисунков, 6 таблиц, Правила тяговых расчетов для поездной работы – М.: Транспорт,1985. 287 с., Осипов С.И., Осипов С.С. Основы тяги поездов - М.:УМК МПС России, 2000, Гребенюк П.Т. и др. Тяговые расчеты. Справочник - М.: Транспорт, 1987, Шапшал С.М., Шапшал А.С. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теория локомотивной тяги». РГУПС, Ростов на Дону, 2003

ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ, СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ, МАССА СОСТАВА, РАСЧЕТНЫЙ ПОДЪЕМ, РАСЧЕТНАЯ СКОРОСТЬ, РАСЧЕТНАЯ СИЛА ТЯГИ, ТОРМОЗНОЙ ПУТЬ, РАСХОД ЭНЕРГОРЕСУРСОВ.

Данная курсовая работа способствует лучшему усвоению учебного материала, в частности, методов определения массы состава, принципов анализа профиля пути, расчетов по построению диаграмм удельных равнодействующих сил, анализ по этим диаграммам условий движения поезда, способов определения скорости и времени движения поезда по участку, расчетов по определению расходов электроэнергии и топлива локомотива на тягу поездов.

Содержание

Задание………………………………………………………………………4

1. Введение……………………………………………………………………..5

2. Спрямление профиля пути и его анализ…………………………………..6

3. Определение массы состава………………………………………………..10

4. Проверки массы состава с учетом ограничений…………………….…....14

4.1. Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей станции…………………………………………………………………………14

4.2. Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии………………..16

4.3Проверка массы состава на трогание с места на заданном участке…….19

5. Построение диаграмм удельных равнодействующих сил………………21

6. Определение максимально допустимой скорости движения поездов на заданном участке………………………………………………30

7. Определение времени хода поезда по участку…………………………...34

8. Определение расхода энергоресурсов на тягу поездов на заданном участке……….………………………………………………………………38

9. Заключение………………………………………………………………….43

Список использованных источников……………………………………...44

Введение

Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономического расходования электрической энергии и топлива. В процессе обучения основам тяги поездов выполняется достаточно большой объем различных расчетов.

Тяговые расчеты – важная составная часть науки о тяге поездов. С помощью тяговых расчетов устанавливают вес состава, скорость и время следования поезда, определяют размещение тяговых средств на сети железных дорог, рассчитывают себестоимость перевозки и т. д.

Тяговые расчёты используются при проектировании железных дорог, проектировании подвижного состава, организации эксплуатации локомотивов, организации движения поездов.

Данная курсовая работа предназначена для лучшего усвоения учебного материала, в частности методов определения массы состава, принципов анализа профиля пути, расчётов по построению диаграмм, удельных равнодействующих сил, анализа по этим диаграммам условий движения поезда, способов определения скорости и времени движения поезда по участку, расчетов по определению расходов электроэнергии и топлива локомотивами на тягу поездов.

1. Спрямление профиля пути на заданном участке

В основе спрямления профиля пути лежит равенство механических работ на спрямлённом профиле и на действительном профиле.

Спрямление профиля состоит в замене двух или нескольких смежных элементов продольного профиля пути одним элементом, длина которого равна сумме длин спрямляемых элементов (,, …,) т.е.

а крутизна вычисляется по формуле:

где ,, …,– крутизна элементов спрямляемого участка.

Чтобы расчёты скорости и времени движения поезда по участку были достаточно точными, необходимо выполнить проверку возможности спрямления группы элементов профиля по формуле:

где – длина спрямляемого элемента, м;

–абсолютная величина разности между уклоном спрямлённого участка и уклоном проверяемого элемента, , т.е..

Кривые на спрямлённом участке заменяются фиктивным подъёмом, крутизна которого определяется по формуле:

где и– длина и радиус кривых в пределах спрямлённого участка, м.

Крутизна спрямлённого участка с учётом фиктивного подъёма от кривой:

Объединять в группы для спрямления следует только близкие по крутизне элементы профиля одного знака. Горизонтальные элементы (площадки) могут включаться в спрямляемые группы как с элементами, имеющими положительный знак крутизны, так и с элементами отрицательной крутизны. Элементы, на которых расположены раздельные пункты, не спрямляются.

Не следует включать в подлежащие спрямлению группы элементов расчётный подъём, а также крутой подъём, на котором выполняется проверка возможности преодоления его поездом с учётом накопленной на предшествующих элементах кинетической энергии. Площадки на перегоне между элементами разного знака также нельзя включать в спрямление. Спрямлённый профиль должен сохранить характерные особенности действительного профиля в смысле относительного расположения повышенных и пониженных точек.

Спрямление первой группы элементов профиля.

м;

м

м

Крутизна спрямлённого участка с учётом фиктивного подъёма от кривой определяется по формуле:

Спрямление остальных групп производим аналогично, а результаты сводим в табл. 1.

Анализируя профиль пути, выявляем:

– расчетный подъём ,м;

– максимальный спуск ,м;

– максимальный подъем ,м;

Длина участка м.

Заданный профиль																спрямленный профиль
№ элемента	i,‰	S, м	R, м	Sкр., м	i*S		∑i*S	∑S	ic´=(∑i*S)/(∑s),‰	∆i=⃓ic´-i⃓,‰	(2000/∆i)≥S	Sкр./R	∆Sкр./R	ic″=(700/∑S)*(∑Sкр/R),‰	ic=ic′+ic″,‰		ic=-ic′+ic″,‰	№ элемента
1	2	3	4	5	6		7	8	9	10	11	12	13	14	15		16	17
1	0	800			0										0,00		0,00	1
2	-3,0	1200	1000	900	-3600		-4930	1900	-2,59	0,41	>	0,90	1,65	0,6	-2,00		3,20	2
3	-1,9	700	800	600	-1330					0,69	>	0,75
4	0	1000			0										0,00		0,00	3
5	2,5	600			0										0,00		0,00	4
6	Р 9,4	4500			42300										9,40		-9,40	5
7	0	700	1200	400	0										0,00		0,00	6
8	9,4	3700			0										0,00		0,00	7
9	0	800			0										0,00		0,00	8
10	0	700			0
11	-1,9	700			-1330		-3180	1200	2,65	0,75	>		0,3	0,175	-2,475		2,825	9
12	-3,7	500	1300	400	-1850					1,05	>	0,3
13	m -9,1	3900			-35490										-9,10		9,10	10
14	0	600			0										0,00		0,00	11
15	M 12,1	1800			21780										12,10		-12,10	12
16	1,2	1200	1400	700	1440		4330	2900	1,49	0,29	>	0,50	0,50	0,12	1,61		-1,37	13
17	1,7	1700			2890					0,21	>
18	0	900			0										0,00		0,00	14

Таблица 1. Спрямление профиля пути.

2. Определение массы состава

Масса состава – один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы составов позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. поэтому массу состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.

Для выбранного расчётного подъёма массу состава в тоннах вычисляют по формуле:

где – расчётная сила тяги локомотива, кгс;

–расчётная масса локомотива, т;

–основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т;

–основное удельное сопротивление состава, кгс/т;

–крутизна расчётного подъёма, .

Величины иопределяют для расчётной скорости локомотива

Основное удельное сопротивление локомотива, кгс/т:

Основное удельное сопротивление состава в кгс/т определяют по формуле:

,

где ,,– соответственно доли 4-, 6- и 8-осных вагонов в составе по массе;

–основное удельное сопротивление 4-осных груженых вагонов при подшипниках скольжения:

при роликовых подшипниках

–основное удельное сопротивление 8-осных груженых вагонов:

где , – средняя нагрузка от оси на рельсы в т/ось 4-,6- и 8-осного вагона:

;

;

где – масса брутто 4-, 6- и 8- осного вагона, т;

, – доли 4-осных вагонов на подшипниках скольжения и качения

кгс;

т;

;

км/ч;

кгс/т;

;;;

;;

т/ось;

т/ось;

т/ось;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

т.

2. Проверка массы состава с учётом ограничений

3.1 Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии, накопленной на предшествующих «легких» элементах профиля, выполняется аналитическим способом. При этом используют расчетное соотношение

м;

где – путь, проходимый поездом с учётом кинетической энергии, м;

–скорость в начале проверяемого подъёма;

–скорость в конце проверяемого подъёма (принимаем равной );

Удельную силу в пределах выбранного интервала изменения скоростей принимают равной удельной силе при средней скорости интервала, т.е. в формулу

кгс/т,

подставляются значения ,и, определённые по среднему значению скорости рассматриваемого интервала,

;

Значение силы тяги для средней скоростиопределяют по тяговой характеристике заданного локомотива;

Для того же среднего значения скорости определяют основное удельное сопротивление локомотива, основное удельное сопротивление состава

Полученное расстояние должно быть больше или равно длине проверяемого подъёма

;

км/ч;

км/ч;

км/ч;

кгс; ;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

м;

м >м.

Вывод: Локомотив серии ВЛ60^к с составом, массой т надежно преодолевает проверяемый подъем, крутизной, который больше расчетного, с учетом накопленной, к началу элемента, кинетической энергии.

3.2 Проверка массы состава на трогание с места на заданном участке выполняется по формуле:

где – сила тяги локомотива при трогании состава с места, кгс;

–крутизна наиболее трудного элемента на раздельных пунктах (станциях) заданного участка (в сторону движения);

–удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), кгс/т.

где – удельное сопротивление при трогании с места соответственно для 4-, 6-, 8-осных вагонов на подшипниках качения и на подшипниках скольжения.

Для вагонов на подшипниках качения

Для вагонов на подшипниках скольжения

В этих формулах – нагрузка от оси на рельсы для данной группы вагонов.

кгс; т;т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т;

Вывод: Локомотив серии ВЛ60^к с составом, массой т обеспечивает взятие состава с места на уклонвключительно, что большеmax встречающегося на участке подъема.

3.3 Проверка массы состава по длине приемо-отправочных путей станции.

Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемоотправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приемоотправочных путей станций.

Число вагонов в составе грузового поезда:

;

;

Полученное число вагонов следует округлить до целого числа.

Длины вагонов принимаем равными: 4-осного – 15 м, 6-осного – 17 м, 8-осного –20 м.

м,

(здесь 10 м – запас длины на неточность установки поезда).

Проверка возможности установки поезда на приемоотправочных путях выполняется по соотношению:

где – длина приемоотправочных путей, м;

ваг;

ваг;

ваг_.

м,

_Принимаем Q=2950 т.

Длина локомотива м.

м;

м м.

Вывод: Локомотив серии ВЛ60^к с составом массой 2950т и длиной состава 538м вмещается в длину приемо-отправочных путей станции 1050м.

4. Расчёт и построение диаграммы удельных равнодействующих усилий поезда

Для построения диаграмм предварительно составляется таблица для трёх режимов ведения поезда по прямому горизонтальному участку:

а) для режима тяги ;

б) для режима холостого хода ;

в) для режимов торможения:

– при служебном регулировочном торможении ;

– при экстренном торможении .

Таблица удельных равнодействующих сил, заполняется для скоростей от 0 до конструкционной через 10 км/ч; кроме того, следует вносить величины скоростей, соответствующих характерным точкам тяговой характеристики заданного локомотива: скорость выхода на автоматическую характеристику, расчётную скорость.

Далее в таблицу заносятся величины силы тяги локомотива для указанных скоростей. Значение силы тяги определяются по расчётной тяговой характеристике заданного локомотива. Скоростикм/ч (момент трогания поезда с места) соответствует значение силы тяги.

Основное удельное сопротивление локомотива при движении под током , основное удельное сопротивление составадля занесённых в расчётную таблицу скоростей определяется по тем же формулам, что и выше.

Основное удельное сопротивление локомотива на холостом ходу для разных значений скорости определяется по формуле:

_,

Основное удельное сопротивление всего поезда (при следовании его по прямому горизонтальному пути) при движении локомотива на холостом ходу подсчитывают по формуле:

,

_где – расчётная масса локомотива, т;

–масса состава, т.

Величины ,,иопределяются указанным путём для скоростей, начиная с 10 км/ч и выше. Значения этих величин при(в момент трогания поезда с места) принимаются соответственно такими же, как прикм/ч.

Удельные тормозные силы поезда в кгс/т вычисляют по формуле:

_,

где – расчётный коэффициент трения колодок о колесо (подсчитывается для всех скоростей, кромеи):

при чугунных колодках

при композиционных колодках

–расчётный тормозной коэффициент состава в тс/т

где – суммарное тормозное нажатие, тс;

–число соответственно осей 4-,6-и 8-осных вагонов состава: .Значенияподсчитываются выше.

–расчётные силы нажатия тормозных колодок на ось 4- и 8-осного вагона (при чугунных колодках тс/ось, а при композиционных колодкахтс/ось).

Удельная замедляющая сила, действующая на поезд на режиме торможения, в кгс/т;

– при служебном регулировочном торможении ;

– при экстренном торможении .

Пример расчета для скорости км/ч:

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс;

кгс

кгс;

кгс;

кгс;

кгс/т;

кгс/т;

кгс;

кгс;

кгс/т;

кгс/т;

тс/т;

кгс/т;

кгс/т;

кгс/т.

Все результаты вычислений вносим в табл.2. По данным этой таблицы следует построить по расчётным точкам диаграмму удельных равнодействующих сил для режима тяги , режима холостого хода, режима служебного торможенияи режима экстренного торможения.

Заданный профиль																спрямленный профиль
V, км/ч	Fк, кг/с	wo´, кгс/т	Wo´=wo´*Р, кгс	wo´´,кгс/т	Wo´´=wo´´*Q,кгс		Wo=Wo´+Wo´´,кгс	Fk-Wo, кгс	fk-wo, кгс/т	wx, кгс/т	Wx=wx*P, кгс	Wx+Wo´´, кгс	wоx кгс/т	φкр	bт=1000*φкр*9р, кгс/т		wox+0,5bт, кгс/т	wox+bт, кгс/т
1	2	3	4	5	6		7	8	9	10	11	12	13	14	15		16	17
0	96000	2,03	609	0,97	6693		7302	88698	12,32	2,40	720	7413	1,03	0,270	105,030		53,545	106,060
10	96000	2,03	609	0,97	6693		7302	88698	12,32	2,55	765	7458	1,04	0,198	77,022		39,551	78,058
20	91875	2,22	666	1,06	7314		7980	83895	11,65	2,76	828	8142	1,13	0,162	63,018		32,640	64,149
30	87500	2,47	741	1,18	8142		8883	78617	10,92	3,05	915	9057	1,26	0,140	54,616		28,566	55,873
40	83750	2,78	834	1,33	9177		10011	73739	10,24	3,40	1020	10197	1,42	0,126	49,014		25,923	50,430
50	82000	3,11	933	1,49	10281		11214	70786	9,83	3,78	1134	11415	1,59	0,117	45,326		24,248	46,911
60	82500	3,15	945	1,5	10350		11295	71205	9,89	3,83	1149	11499	1,60	0,116	45,013		24,103	46,610
70	81000	3,32	996	1,59	10971		11967	69033	9,59	4,02	1206	12177	1,69	0,112	43,654		23,518	45,345
80	62500	3,58	1074	1,71	11799		12873	49627	6,89	4,32	1296	13095	1,82	0,108	42,012		22,825	43,831
90	43750	4,07	1221	1,94	13386		14607	29143	4,05	4,89	1467	14853	2,06	0,102	39,678		21,902	41,741
100	32500	4,62	1386	2,19	15111		16497	16003	2,22	5,52	1656	16767	2,33	0,097	37,811		21,234	40,140

Таблица 2. Удельные ускоряющие и замедляющие силы. Электровоз ВЛ85. Масса состава 6900т.