Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего образования

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СГУПС)

Кафедра «Изыскания, проектирование и постройка железных и

автомобильных дорог»

Дисциплина «Тяговые расчёты»

Тема расчётно-графической работы:

«Тяговые расчёты при электрической и тепловозной тяге»

Руководитель Разработал студент гр. СД-314

____________Николаева Л.В. _____________Кирчанов А.А.

(подпись, дата проверки) (подпись, дата сдачи на проверку)

Краткая рецензия:

_______________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________

_____________________________________

(запись о допуске к защите)

_____________________________________ _____________________________

(оценка по результатам защиты) (подпись преподавателя)

2020

Содержание

Введение 3

1. Основные понятия и допущения в тяговых расчетах 4

1.1 Основные понятия 4

1.2 Определение удельных сил сопротивления движению локомотивов ВЛ82_(пост) и 2ТЭ10Л 5

2. Определение массы состава и длины поезда 8

2.1 Расчет массы состава и длины поезда локомотива ВЛ82_(пост) 8

2.2 Проверка массы состава по троганию с места 10

2.3 Расчет массы состава и длины поезда при тепловозе 2ТЭ10Л 11

3. Тормозные силы поезда 14

3.1 Расчет тормозной силы локомотива ВЛ82_(пост) 14

3.2 Расчет тормозной силы тепловоза 2ТЭ10Л 15

4. Сила тяги локомотива. Тяговая характеристика 17

5. Диаграмма удельных равнодействующих сил 19

5.1 Расчет удельных равнодействующих сил для локомотива ВЛ82_(пост) 19

5.2 Расчет удельных равнодействующих сил для тепловоза 2ТЭ10Л 21

6. Решение тормозной задачи 22

7. Спрямление продольного профиля 25

8. Построение кривой скорости 28

9. Построение кривой времени хода поезда 30

Заключение 31

Список литературы 32

Введение

При разработке проекта новой или реконструкции существующей железной дороги решают ряд задач: находят наилучшее положение трассы и наилучшее очертание продольного профиля, выбирают тип локомотива и массу грузового поезда, назначают пути увеличения провозной способности железной дороги. Для правильного решения поставленных задач применяют тяговые расчеты – методы определения параметров проектирования: массы состава, времени движения, скорости движения, затрат энергии и других.

Цель расчетно-графической работы – развитие умений практического решения ряда задач по определению массы поезда при известном продольном профиле трассы и заданном локомотиве, скорости движения и времени хода поезда, расхода электрической энергии при электрической тяге.

1. Основные понятия и допущения в тяговых расчетах

1.1 Основные понятия

1) Поезд принимается за материальную точку, расположенную в центре, масса которой равна массе поезда;

2) Силы, действующие на поезд, считаются положительными, если совпадают с направлением движения поезда;

P – масса локомотива, т; Q – масса состава, т; (P+Q)g – вес поезда, кН; W – сила сопротивления движению поезда, Н; B – тормозная сила, Н; F – сила тяги, Н.

Рисунок 1.1 – Модель поезда и силы, действующие на него

3) Силы, приложенные к поезду, в целом называются полными, измеряются в Н и обозначаются большими буквами. Силы отнесенные к массе поезда называются удельными, измеряются в Н/т и обозначаются малыми буквами.

В зависимости от того, какие силы действуют на поезд, различают 3 режима движения поезда:

1. Режим тяги: R = F – W, где R – равнодействующая сила, Н.

2. Режим холостого хода: R = -W.

3. Режим торможения: R = - (W+αB).

В зависимости от знака равнодействующей силы поезд может двигаться либо с постоянной скоростью (R=0), ускоренно (R>0), замедленно (R<0).

1.2 Определение удельных сил сопротивления движению локомотивов вл82(пост) и 2тэ10л

Сопротивление движению поезда – результирующая всех сил сопротивления, возникающих при движении и направленных против движения.

Удельная сила сопротивления движению поезда ω определяется по формуле:

ω = ω₀ + ω_д (1.1)

где ω₀ – основное удельное сопротивление, Н/т; ω_д – дополнительное удельное сопротивление, Н/т.

Основное удельное сопротивление присутствует всегда и обусловлено трением в подшипниках, трением качения, трением скольжения.

Дополнительное удельное сопротивление обусловлено сопротивлением движению поезда на уклон, в кривых участках пути, от встречного и бокового ветра, от низких температур и может быть вычислено по формуле:

ω_д = ω_i + ω_{R +} ω_t + ω_b (1.2)

где ω_i – дополнительное сопротивление движению поезда на уклон, H/т; ω_R – дополнительное сопротивление движению поезда в кривых участках пути, H/т; ω_t – дополнительное сопротивление движению поезда вызванное температурными изменениями, H/т; ω_b – дополнительное сопротивление движению поезда от встречного и бокового ветра, H/т.

Основное удельное сопротивление вычисляется по формуле:

₀ = (1.3)

где – основное удельное сопротивление движению локомотива, H/т; – основное удельное сопротивление движению вагонов, H/т.

Основное удельное сопротивление движению локомотива вычисляется по формуле:

= А + ВV + CV ² (1.4)

где V – скорость движения поезда, км/ч; А, В, C – числовые коэффициенты, зависящие от типа локомотива и типа верхнего строения пути.

Основное удельное сопротивление движению вагонов вычисляется по формуле:

= ω_о4 β₄ + ω_о6 β₆ + ω_о8 β₈ (1.5)

где ω_оi – основное удельное сопротивление движению вагонов, Н/т;

β_i– доля по массе вагонов, определяемая по формуле;

β_i = (1.6)

где – доля вагонов по количеству в составе; – масса вагонов в брутто, т, определяемые по формуле:

(1.7)

где – масса тары вагонов, т; – грузоподъемность вагонов, т; – коэффициент использования подъемной силы вагонов.

Основное удельное сопротивление движению вагонов вычисляется по формулам:

ω_оi = A_i + (1.8)

где A_i, B_i, C_i, D_i – числовые коэффициенты, зависящие от типа ВСП, осевой нагрузки, типа вагонов, типа подшипников; – осевая нагрузка в вагонах, т/ось, определяемая по формуле:

= (1.9)

Произведем расчет по приведенным выше формулам. Масса тары вагонов принимается равной [1]:

q_тары4 = 22 т; q_тары6 = 37,3 т; q_тары8 = 43,8 т;

q_гр4 = 63 т; q_гр6 = 90 т; q_гр8 = 125 т.

По формуле (1.7) определим массу вагонов в брутто:

q_бр4 = 22+0,91·63 = 79,33 т;

q_бр6 = 37,3 + 0,91·90 = 119,2 т;

q_бр8 = 43,8+0,91·125 = 157,55 т.

По формулам (1.9) определим осевую нагрузку в вагонах:

= = 19,83 т/ось;

= = 19,86 т/ось;

= = 19,69 т/ось.

По формулам (1.8) и данным из ПТР [1] определим основное удельное сопротивление движению вагонов:

ω_о4 = 5,2 + ;

ω_о6 = 6,9 + ;

ω_о8 = 6,9 + .

Долю по массе вагонов определим по формуле (1.6):

β₄ = ;

β₆ =

β₈ = .

Проверка:

β₄ + β₆ + β₈= 1; 0,098 + 0,378 + 0,524 ≈ 1 – верно

Определяем основное удельное сопротивление движению вагонов по (1.5):

= (5,2 + )·0,0982 + (6,9 + )· +(6,9 + )· = 9,97 + 0,0323V + 0,0012V².

Основное удельное сопротивление движению локомотива по ПТР [1]:

= 18,6 + 0,1V + 0,0029V².