РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

Кафедра «Электрический подвижной состав»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине

«Электрические железные дороги»

на тему:

«Элементы тяговых расчетов»

Выполнила: студентка Семиглазова Е.А.

Группа: МЭ-2-626

Проверил: доц. Рубан В.Г.

Ростов–на–Дону

2010

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1 Спрямление профиля пути. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Определение массы состава. Проверка массы

состава. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 Расчёт удельных ускоряющих и замедляющих

сил поезда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4 Расчёт основного удельного сопротивления

движению поезда на выбеге . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5 Расчёт и построение кривых движения поезда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

6 Определение расхода электроэнергии на преодоление основного и дополнительного сопротивлений движению. . . . . . . . . . . . . . . 15

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Список используемой литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Введение

Тяговые расчеты являются составной частью науки о тяге поездов и служат для решения различного рода задач, связанных с движением поездов и возникающих при проектировании железных дорог, локомотивов, вагонов и в процессе их эксплуатации. В объем расчётов входят: предварительный выбор массы и типа поездов; расчёт времён хода и скоростей движения по перегонам; определение зависимостей потребления поездами тока или мощности от пути или времени и расхода энергии на их движение; расчёт нагревания тяговых двигателей и другого электротягового оборудования; окончательное уточнение параметров электроподвижного состава, масс поездов, режимов и эксплуатационных показателей их работы.

Для решения этих задач требуется построение кривых и графиков движения поездов и кривых потребляемых токов.

Утверждённые МПС Правила тяговых расчётов для поездной работы (ПТР) регламентируют нормативы, применяемые в расчётах эксплуатируемых и проектируемых железных дорог общего пользования России.

1 Спрямление профиля пути

Для упрощения тяговых расчётов произведём спрямление профиля пути, суть которого состоит в замене рядом лежащих, близких по крутизне элементов одним, длина которого равна сумме длин отдельных элементов. Кривые на спрямляемом участке заменим фиктивными подъёмами.

Последовательность спрямления профиля:

­– из заданного профиля пути сгруппируем смежные элементы, подлежащие спрямлению;

– группы элементов определим по формуле

,

где – сумма произведений спрямляемых элементов крутизной i_k и длинной S_k;

– сумма длин спрямляемой группы элементов, м;

Рассмотрим первую группу из следующих элементов профиля: 2,3,4

⁰/₀₀ .

Рассмотрим вторую группу из следующих элементов профиля: 8,9

⁰/₀₀ .

– произведём проверку возможности спрямления для каждого элемента, входящего в группу:

,

где – абсолютная разность между уклоном спрямленного участка и проверяемого элемента,

Таблица 1 – Спрямление профиля пути

№ элемента	ik,^0/00	Sk,м	^,0/00	,^0/00	,м	Проверка неравенства Sk 2000/ ik
2	2	1200	2,8	0,8	2500	выполняется
3	3	900		0,2	10000	выполняется
4	4	650		1,2	1666,6	выполняется
8	-3,7	700	- 4	0,3	6666,6	выполняется
9	-4,1	1800		0,1	20000	выполняется

– определим крутизну фиктивных подъёмов от кривых участков пути:

где S_кр.к и R_к – длина и радиус кривых в пределах спрямляемого участка пути соответственно, м;

– найдём окончательное значение уклона спрямляемого участка с учётом кривых (приведённый уклон)

Величина i ^‘_c может быть отрицательной (спуск) и положительной (подъём), а значение i ^“_c всегда положительное

Результаты спрямления представим в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты спрямления профиля пути

Спрямленный	№ элемента	1	2			3	4	5	6		7
профиль	i ,^0/00	0	3,03			0	9,5	0	-3,87		0
	S,м	900	2750			1300	4500	850	2500		1050
Заданный профиль	№ элемента	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	i ,^0/00	0	2	3	4	0	9,5	0	-3,7	-4,1	0
	S,м	900	1200	900	650	1300	4500	850	700	1800	1050

Расчетным участком пути является элемент, имеющий максимальный для данного участка подъем при максимальной длине. Это участок №6 заданного профиля или №4 спрямленного профиля (i_p = 9,5 ⁰/₀₀ , S_р=4500м)

2 Определение массы состава. Проверка массы состава

Массу состава определим, исходя из движения поезда по расчётному подъёму i_p

где F_кр – расчётная сила тяги электровоза, кгс;

P – масса электровоза, т;

i_p – крутизна спрямлённого расчётного участка пути, ⁰/₀₀

W^‘₀ ,W^“₀ – основное удельное сопротивление движению при установившейся (расчётной) скорости соответственно электровоза и вагонов по формулам, приведённым в (1), кгс/т

Основное удельное сопротивление движению для электровоза на бесстыковом пути при тяге определяется по формуле

,

3 кгс/т

Основное удельное сопротивление движению для 4–осного грузового вагона на подшипниках скольжения на бесстыковом пути определяется по формуле

,

где q₀ – средняя для состава нагрузка от оси на рельсы, т

,

0,94 кгc/т,

т.

Проверка массы состава Q на трогание с места осуществляется по формуле

,

где w_TP – удельное сопротивление поезда при трогании с места, кгс/т;

F_KTP – сила тяги электровоза, развиваемая при трогании с места, кгс.

,

где – удельные сопротивления при трогании с места локомотива, 4–, 6–, 8–осных вагонов на подшипниках скольжения и качения соответственно, кгс/т;

–весовая доля 4–,6–,8–осных вагонов в составе поезда соответственно.

Для подвижного состава на подшипниках скольжения

,

кгс/т,

1 кгс/т,

⁰/₀₀.

Таким образом, электровоз ВЛ82 с силой тяги F_KTP =47400 кгс обеспечит трогание с места поезда, составленного из 4–осных вагонов массой P+Q=4500 т на горизонтальном участке и всех подъёмах до =9,5⁰/₀₀ включительно.

3 Расчёт удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда

Ускоряющее усилие рассчитаем в следующей последовательности

, кгс,

где w₀ – полное сопротивление движению поезда, кгс;

– удельное сопротивление движению электровоза, кгс/т;

– удельное сопротивление движению вагона, кгс/т.

, кгс,

где F_y – ускоряющая сила, действующая на поезд, кгс;

F_K – касательная сила тяги электровоза, определяемая из тяговой

характеристики.

В расчётах используется упрощённая тяговая характеристика, имеющая пологий участок ограничения по сцеплению (от V=0 до V=V_p) и один крутой участок ограничения по ослаблению поля.

, кгс/т,

где f_y – удельное ускоряющее усилие, действующее на поезд, кгс/т.

=3 · 200+0,94 · 4300 = 4642 кгс,

= 65300 – 4642 = 60658 кгс,

кгс/т.

Результаты расчёта занесём в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчётные данные для построения зависимости f_y(V)

V,	wo',	wo",	wo' * P,	wo" * Q,	wo,	Fk,	Fy=Fk-wo,	fy= Fy /(P+Q),
км/ч	кгс/т	кгс/т	кгс	кгс	кгс	кгс	кгс	кгс/т
0	1,900	1,081	380,000	4648,095	5028,095	65300	60271,905	13,39
5	1,946	1,102	389,250	4740,238	5129,488	57000	51870,512	11,53
10	2,005	1,129	401,000	4852,857	5253,857	54700	49446,143	10,99
15	2,076	1,160	415,250	4985,952	5401,202	53400	47998,798	10,67
20	2,160	1,195	432,000	5139,524	5571,524	52400	46828,476	10,41
30	2,365	1,281	473,000	5508,095	5981,095	50600	44618,905	9,92
40	2,620	1,386	524,000	5958,571	6482,571	49100	42617,429	9,47
51	2,958	1,523	591,650	6548,695	7140,345	47400	40259,655	8,95
55	3,096	1,579	619,250	6787,857	7407,107	36400	28992,893	6,44
60	3,280	1,652	656,000	7105,238	7761,238	28600	20838,762	4,63
65	3,476	1,731	695,250	7443,095	8138,345	22400	14261,655	3,17
70	3,685	1,814	737,000	7801,429	8538,429	17600	9061,571	2,01
80	4,140	1,995	828,000	8579,524	9407,524	11400	1992,476	0,44
90	4,645	2,195	929,000	9439,524	10368,524	7500	-2868,524	-0,64
100	5,200	2,414	1040,000	10381,429	11421,429	5000	-6421,429	-1,43

Таким образом, нами вычислены значения удельных ускоряющих сил, действующих на поезд во всём диапазоне эксплуатационных скоростей.