Теория локомотивной тяги

БАМиЖТ – филиал ДВГУПС в г. Тынде

 

 

 

 

                                                   Кафедра: «Тяга поездов»

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: «Теория  локомотивной тяги»

 

 

 

 

 

                                                                         Выполнил: студент

                                                                                                            Бединина Е.В.

                                                                                                             КТ10 – ОПУ - 659

                                                                                          Проверил: преподаватель

 

 

 

 

                                                        г. Тында

                                                           2012 г.

 

 

Оглавление.

Введение.

1. Построение профиля пути.
2. Выбор расчетного подъема  и определение массы состава.
3. Расчет и построение диаграмм, удельных сил действующих на поезд.
4. Определение наибольших допустимых скоростей движения поездов по условиям торможения.
5. Приближенное определение времени и средних скоростей движения поезда на участке способом установившихся скоростей.
6. Определение скорости и времени хода поезда графическим методом.

Заключение.

 

 

Введение.

Железнодорожный  путь  является  одним  из  важнейших  технических

средств железнодорожного  транспорта. Он  представляет  собой  комплекс

инженерных  сооружений  для  пропуска  по  нему  поездов  установленной

массы  с  высокой  скоростью.  Для  эксплуатации  железнодорожного  пути

создана  разветвленная  сеть  предприятий и  органов  управления, объединенных общим названием  – путевое хозяйство. Основные функции  путевого хозяйства – эффективное  использование всех технических  средств железнодорожного  пути  и  постоянное  обеспечение  непрерывности  и  безопасности движения поездов.

При эксплуатации, а также  при определении путей перспективного развития железных дорог, возникают  многочисленные практические задачи, которые решаются с помощью теории локомотивной тяги и ее прикладной части – тяговых расчетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Построение и спрямление профиля пути.

1.1. Общие положения.

Вертикальный разрез земной поверхности по трассе железнодорожной  линии называется продольным профилем железнодорожного пути (профиль пути).

Вид железнодорожной линии  сверху или, как принято говорить, проекция трассы на горизонтальную плоскость  называется планом железнодорожной  линии (план пути).

Элементами профиля пути являются уклоны (подъёмы и спуски) и площадки (горизонтальный элемент, уклон которого равен нулю). Граница смежных элементов называется переломом профиля. Расстояние между смежными переломами профиля пути образует элемент профиля.

На профиле пути отмечают крутизну и протяженность элемента, высоты (отметки) переломных точек над  уровнем моря, оси раздельных пунктов, границы станций километровые отметки.

На плане пути наносят  радиусы (углы) и длины кривых и  прямых участков пути и их месторасположение.

 

1.2. Построение  профиля и плана пути.

 

Отметки переломных точек  рассчитываются по формуле

 

 

 

где h_kj – конечная для j-го элемента пути отметка профиля, м;h_нj-  начальная для j-го элемента пути отметка профиля, м; i_j- уклон (подъем или спуск), ‰. Знак (+) ставится для подъема, знак (-) - для спуска; S_j – длина элемента профиля пути, м.

 

№	Профиль пути		План пути
	Sj ,м	Ij, ‰	R,м	Sкр, м	αº,град.
1	1050	0	Станция А
2	400	-2,0
3	450	-2,7
4	400	0
5	3800	9,2	1000	700
6	1100	0	900		45º
7	4000	-9,9	450	700
8	500	0
9	900	3,0
10	1050	0	Станция Б
11	350	-2,5	800	300
12	500	-3,0	1000	400
13	300	-2,0
14	1300	11,5
15	950	0
16	1250	11,9
17	500	6,0
18	1350	5,7
19	550	1,7
20	1050	0	Станция В
∑Sj	21750

Таблица 1.1. План и  профиль пути 

Для расчета отметок профиля  пути используются данные из таблицы 1.1.

 

Таблица 1.2. Расчет отметок  профиля пути

№ элемента	Sj,м	ij,‰	hkj = hнj ± (ij/1000)Sj,м
1	1050	0	hk1 =0
2	400	-2,0	hk2 =100 - (2/1000) 400 = 99.2
3	450	-2,7	hk3 =99.2 - (2.7/1000) 450 =97.98
4	400	0	hk4 =97.98
5	3800	9,2	hk5 =97.98 + (9.2/1000) 3800 =132.94
6	1100	0	hk6 = 132.94
7	4000	-9,9	hk7 = 132.94 - (9.9/1000) 4000 = 93.34
8	500	0	hk8 = 93.34
9	900	3,0	hk9 = 93.34 + (3/1000) 900 = 96.04
10	1050	0	hk10 = 96.04
11	350	-2,5	hk11 = 96.04 - (2.5/1000) 350 = 95.16
12	500	-3,0	hk12 = 95.16 - (3/1000) 500 = 93.66
13	300	-2,0	hk13 = 93.66 - (2/1000) 300 = 93.06
14	1300	11,5	hk14 =93.06 + (11.5/1000) 1300 = 108.01
15	950	0	hk15 = 108.01
16	1250	11,9	hk16 = 108.01 + (11.9/1000) 1250 = 122.89
17	500	6,0	hk17 = 122.89 + (6/1000) = 125.89
18	1350	5,7	hk18 = 125.89 + (5.7/1000) 1350 = 133.59
19	550	1,7	hk19 = 133.59 + (1.7/1000) 550 = 134.53
20	1050	0	hk20= 134.53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор расчетного  подъема и определение массы состава

 

2.1. Общие положения

Определение массы состава  производится для решения одной  из следующих задач:

• расчет наибольшей (критической) массы состава, соответствующей данному локомотиву, плану и профилю пути (на расчетном подъеме);
• определение массы состава, соответствующей наибольшей проводной способности дороги, измеряемой количеством перевезенных грузов на год;
• определение массы состава, соответствующей наименьшей стоимости перевозок.

2.2.Выбор расчетного подъема

Расчетный подъем – это  наиболее трудный для движения на выбранном направлении элемент  профиля пути, на котором достигается  расчетная скорость, соответствующая  расчетной силе тяги локомотива.

Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный.

Если же наиболее крутой подъем имеет небольшую протяженность  и ему предшествуют спуски и площадки, на которых поезд может развить  высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолеет его  за счет накопленной кинетической энергии.

В этом случае за расчетный  подъем следует принять подъем меньшой  крутизны, но большой протяженности.

За расчетный подъем берем  наиболее продолжительный с наибольшей крутизной элемент профиля пути не менее 2000 м. В нашем случае 4000 м с уклоном 9,9 ‰.

Крутизна участка в  плане при наличии кривых в  пределах этого элемента определяется по формуле:

 

 

 

 

где , – длина и радиус кривой, м; – длина элемента профиля пути.

 

 

 

 

Окончательный уклон участка  определяется по формуле:

 

 

 

 

 

Расчетный подъем складывается из двух составляющих из основного9,9 и фиктивного 0,27 и равно 10,17.

 

      2.3. Определение массы состава  при движении поезда по расчетному  подъему с равномерной скоростью

 

Масса состава в тоннах на расчетном подъеме определяется по формуле:

 

 

 

где – расчетная сила тяги, Н;  - основное удельное сопротивление локомотивов в режиме тяги, Н/кН; - основное удельное сопротивление вагонов, Н/кН; и – расчетные массы соответственно локомотива и состава, т; – расчетный подъем, ‰; – ускорение свободного падения, 9,81 м/с² .

Таблица 2.1. Основные расчетные  характеристики локомотива

Серия локомотива	Vp , км/ч	Fkp , H	тл , т	Fkmp , H	lл , м	Vконстр., км/ч
3ТЭ10М(У)	23,4	744500	414	978500	51	100

 

Основное удельное сопротивление  локомотива в режиме тяги на звеньевом пути определяется по формуле:

 

 

 

 

 

Основное удельное сопротивление  движению вагонов на роликовых подшипниках  при массе, проходящей на одну ось т_во≥ 6 т, определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

Основное удельное сопротивление  состава определяется по формуле:

 

 

 

 

 

Находим массу состава  по формуле (2.3):

 

 

 

 

    - реальный вес который 3_хсекционный тепловоз может вести по этому участку.

0,7 – это коэффициент  по износу локомотивного парка.

Полученную массу состава  для дальнейших расчетов округляем  в меньшую сторону до значения кратного 50 или 100. В нашем случае масса состава будет равна  4850 т.

 

2.4. Проверка массы  состава на трогание с места  на расчетном подъеме

 

Рассчитанная в подразд.2.3. масса грузового состава должна быть верена на трогание с места  на расчетном подъеме по формуле:

 

 

 

F_kmp – сила тяги локомотива при трогании с места,H; w_mp – удельное сопротивление состава при трогании с места, Н/кН.

 

Масса четырехосного вагона 22т, масса восьмиосного вагона 22т, средняя масса т_во=21т.

 

                                             (2.8)

 

Определить, сможет ли тепловоз  3ТЭ10М(У) взять с места состав массой 4850 т на подъеме 10,17 ‰.

Определяем средневзвешенное сопротивление состава при трогании с места по формуле (2.8):

 

 

 

Определяем массу состава  при трогании с места по формуле (2.7):

 

 

 

Полученная масса превышает  массу состава, рассчитанную по формуле (2.3), следовательно, тепловоз  3ТЭ10М(У) сможет взять с места состав массой 4850 т на расчетном подъеме.