Тяговые расчеты

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

Амурский институт железнодорожного транспорта – филиал Дальневосточного государственного университета путей  сообщения

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра: «Тепловозы и тепловые

двигатели»                                                                                 

                                       

                                        

                                        ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ

по дисциплине  «Тяга поездов»

 

КР 190701.65  ИИФО 1С - ПЗ

 

 

 

 

 

                                                                              Выполнил:

 

 

 

                                                                             Проверил:

                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

                                                   Хабаровск

2009  

                                         ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Локомотив                                                                               2ТЭ10М

Состав поезда в долях  по массе:

        - 4- осных вагонов                                                           0,8

        - 6- осных  вагонов                                                           0,2

Масса вагонов брутто,:

        - 4- осных вагонов                                                          88

- 6- осных вагонов                                                        126

Тормозные колодки                                                               чугунные                                                                                          

Доля тормозных осей в  составе                                           0,99

Путь                                                                                          звеньевой             

Скорость по боковым путям, км/                                           30

План и профиль пути  № С

 

№ элемента	Профиль пути		План пути
	Si,  М	ij,   ‰	R,  М	Sкр,   М	α,  град
1	850	0	Ст. А
2	400	-3,5
3	650	-4,3
4	1250	-6,0
5	500	0,0
6	15	+11,0
7	950	0,0
8	5500	+10,6	800	750
9	500	+3,0
10	800	+4,2
11	850	0,0	Ст. Б
12	450	0,0
13	800	-4,7
14	4500	-10,2	700		30º
15	1000	0,0	850	600
16	1200	-12,2
17	450	0,0
18	650	+3,7	850	400
19	850	+2,5	800	350
20	850	0,0	Ст. В

 

ВВЕДЕНИЕ

 

      В единой  транспортной системе страны, обеспечивающей  потребности хозяйства и населения  в перевозках, важная роль принадлежит  железнодорожному транспорту. Часто  железные дороги сравнивают с  кровеносной системой, без которой  невозможна жизнедеятельность нашей  страны.

      На железные  дороги приходится около половины  грузооборота и трети пассажирооборота  всех видов транспорта.

      Железнодорожный  транспорт представляет собой  в настоящее время огромную  разветвленную сеть, составляющую  более 150 тыс. км, имеющую сложные  инженерные сооружения и технические  средства. Железнодорожные линии  соединяют все жизненно важные  районы страны, что способствует  их ускоренному развитию.

      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.

       Для  технически грамотного управления  процессом перевозок помимо специальных  знаний необходимо знать устройство  и работу подвижного состава,  их основные характеристики, основы  теории движения поездов. 

Полученные с помощью тяговых  расчетов данные служат основой для  решения следующих задач:

- составления  графиков  движения  поездов;

- нормирования расхода  топлива и электрической энергии  на тягу поездов;

- расчета  пропускной  и провозной способности;

- проектирования новых  и реконструкции существующих  железных дорог.

 

 

1. СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ПУТИ

1.1 Общие положения

Продольным профилем железнодорожного пути называется вертикальный разрез земной поверхности по трассе железнодорожной  линии.

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

Элементами профиля пути являются уклоны и площадки. Граница смежных  элементов называется переломом  профиля. Расстояние между смежными переломами профиля пути образует элемент  профиля.

Элементами плана пути являются кривые и прямые участки пути.

Кривые, длина которых задаётся градусами центрального угла, пересчитываются  в метры по формуле:

                                       

                                    (1.1)

где S_кр – длина кривой, м;  R – радиус кривой, м; α – центральный угол в градусах.

Определяем длину кривой на элементе 4 по формуле (1.1):

S_кр=2∙3,14∙700∙30º/4500 = 366,3 м

1.2 Спрямление  профиля пути

 

  Действительный профиль пути  настолько сложен, в силу комбинаций  различных спусков, подъёмов и  кривых, что пользование им крайне  затруднительно, поэтому его упрощают. Упрощение заключается в замене  его условным профилем – спрямлённым.

  Решить этот вопрос помогает  инерция поезда, благодаря которой,  незначительное изменение профиля  он проходит без заметного  изменения скорости, что позволяет  «спрямить» профиль, т.е. заменить  большое число мелких элементов  пути меньшим числом более  длинных.

  Спрямление профиля состоит  из двух операций:

- спрямление в продольном профиле,  путём объединения группы элементов  пути, лежащих рядом и имеющих  близкую друг к другу крутизну  и замена величины эквивалентным уклоном;

- спрямление в плане путём  замены кривых фиктивным подъёмом в пределах спрямлённых элементов.

  Правила спрямления. Спрямлению не подлежат элементы на которых находятся остановочные пункты, самый затяжной подъем и спуск, самый крутой подъем и спуск.

  Проверка возможности спрямления  должна производиться для каждого  элемента действительного профиля  пути, входящего в спрямляемый  участок, по формуле:

                                            Δi·Sj ≤  2000                                     (1.2)

 где Δi – абсолютная разность (по модулю) между фиктивным уклоном спрямлённого элемента и действительным уклоном i-го элемента, ‰;

   S_i – длина j-го элемента действительного профиля пути, входящего в спрямлённый участок, м.

  Уклон спрямленного участка  в продольном профиле пути  i^/_с определяется по формуле, ‰:

             I'_с = ( i₁˙S₁ +i₂·S₂ +···+ i_j·S_j +···+ i_n·S_n ) / S_с ,                      (1.3)

  где  i_j – уклон каждого из элементов профиля, входящих в спрямляемый участок, ‰; s_j – длина каждого из элементов профиля, м; S_с – длина спрямленного участка, м.

                     

                         S_с    = S₁ +  S₂   +  … + S_j +…+  S_n .                          (1.4)

  Крутизна спрямлённого участка  в плане при наличии кривых  в пределах спрямленного  элемента  определяется по формуле, ‰:

                                         ,                                 (1.5)

  где S_крi,- длина кривой в пределах спрямляемого элемента, м;R_i - радиус кривой в пределах спрямляемого элемента, м.

       Окончательный  уклон спрямленного участка   в продольном профиле и плане,  определяется по формуле, ‰,

                                        _{ic = i^'с + i^"с} .              (1.6)

 Выполним спрямление профиля  пути.  Анализ заданного профиля  и плана пути показывает, что  предварительно можно объединить  в группы следующие  элементы: 2, 3 и 4; 9 и 10; 12, и 13; 17, 18 и 19.  Элементы 1, 6, 8, 11,114, 16 и 20  не объединяются по правилам спрямления.

   Определяем  длину и эквивалентный  уклон  спрямляемых элементов  2 – 4:        

   - длина                    S_с=400+650+1250=2300 м;

- эквивалентный уклон  спрямляемого  участка                                     

_{i^'с =(-3,5 · 400 - 4,3 · 650 + 6,0 · 1250) / 2450= -5,08}  ‰

 Проверяем возможность данного  спрямления по формуле (1.2):

               I- 3, 5 +5, 08I·400= 6322000 – выполняется;

                       I- 4, 3 +5, 08I·650= 5072000 – выполняется;

                       I -6, 0 +5, 08I·1250= 11502220 – выполняется.

Спрямление элементов 2, 3 и 4 допустимо.

Спрямляем элементы 9-10.

       Определяем  длину и эквивалентный уклон элементов  9 – 10:     

       - длина                     S_с=500+800=1300 м;

            - эквивалентный уклон  спрямляемого  участка                                                          

_{i^'с =(+3,0 · 500 + 4,2 · 800) / 1300= +3,74} ‰

  Проверяем возможность данного  спрямления по формуле (1.2):

                       I+ 4, 8- 3,74I·500= 3702000 – выполняется;

                       I+4, 2 -3,74I·800= 532, 52000 – выполняется.

  Спрямление элементов 9-10 допустимо.

Спрямляем элементы 12-13.

       Определяем  длину и эквивалентный уклон элементов  12 – 13:     

       - длина                     S_с=450+800+350 =1250 м;

            - эквивалентный уклон  спрямляемого  участка                                                          

_{i^'с =(0,0 · 450 - 4,7 · 800 ) / 1250= -3,01}  ‰

  Проверяем возможность данного  спрямления по формуле (1.2):

                       I0, 0- 3,01I·450= 1354,52000 – выполняется;

                       I-4, 7 -3,01I·800= 13522000 – выполняется.                    

  Спрямление элементов 12-13 допустимо.

Спрямляем элементы 17-19.

       Определяем  длину и эквивалентный уклон  элементов  17 – 19:     

       - длина                     S_с=450+650+850 =1950м;

            - эквивалентный уклон  спрямляемого  участка                                                          

_{i^'с =(0,0 · 450 + 3,7 · 650+ 2,5 · 850 ) / 1600= +2,32}  ‰

  Проверяем возможность данного  спрямления по формуле (1.2):

                       I0, 0 – 2,32I·450= 10442000 – выполняется;

                       I+3, 7 -2,32I·650= 8972000 – выполняется;

                       I+2,5 -2,32I·850= 2792000 – выполняется.

  Спрямление элементов 17-19 допустимо.

Спрямление элементов в плане  пути.

  Определяем фиктивный подъём от кривой на элементе пути 8 по     формуле (1.5)

= +0,12 ‰ .

  Определяем фиктивный подъём от кривой на элементе  пути 14 по формуле (1.5)

= +0,08 ‰ . 

  Определяем фиктивный подъём  от кривой на элементе  пути 15 по формуле (1.5)

= +0,49 ‰ . 

       Определяем фиктивный подъём от кривых  на элементах  пути 18-19 по формуле (1.5)

= +0,33‰ .

Определяем суммарную крутизну спрямлённого участка  по формуле (1.6):

     - на элементе 8         i_с = +10, 6 + 0, 12 = 10, 72  ‰ ;

     - на элементе 14      i_с = -10, 2 + 0, 08 = 10, 12  ‰ ;

- на элементе  15      i_с = 0,0 + 0, 49 = + 0,49‰ ;

  - на участке17 - 19    i_с = +2, 32 + 0, 35 = +2,65  ‰ .

Результаты расчётов по спрямлению профиля и плана  пути  приведены  в  таблице 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Таблица 1.1- Расчёты по спрямлению профиля  и плана пути

№	Профиль		План		Sс=∑ Si , м	i'с = ( i1˙S1 +i2·S2 +···+ ij·Sj +···+ in·Sn ) / Sс , ‰	, ‰	ic = i'с + i"с, ‰
	Sj,м	ij,‰	R,м	Sкр, м				Туда
1	850	0,0	-	-	-	Станция А	-	0,0
2	400	-3,5	-	-	2300	-5,08	-	-5,08
3	650	-4,3	-	-
4	1250	-6, 0	-	-
5	500	0,0	-	-	-	-		0,0
6	1500	11,0	-	-	-	-	-	11,0
7	950	0,0	-	-	-	-	-	0,0
8	5500	+10,6	800	750	-	-	+0,12	+10,72
9	500	+3,0	-	-	1300	3,74		3,74
10	800	+4,2	-	-
11	850	0,0	-	-	-	Станция Б	-	0,0
12	450	0,0	-	-	1250	-3,01	-	-3,01
13	800	-4,0	-	-
14	4500	-10,2	700	366,3	-	-	+0,08	-10,12
15	1000	0,0	850	600	-	-	+0,49	+0,49
16	1200	-12,2	-	-	-	-		-12,20
17	450	0,0	-	-	1950	+2,32	+0,33	+2,65
18	650	+3,7	850	400
19	850	+2,5	800	350
20	850	0,0	-	-	-	Станция В	-	0,0