Теория локомотивной тяги

align="center">  

       где – длина тепловоза 3ТЭ10М равна 51м. 

       Полученная  длина поезда удовлетворяет условие  ПОП (приемоотправочных путей) 1058 < 1550 м, следовательно, никаких мер по облегчению массы состава принимать не надо. 

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

       Учитываем, что перед преодоление крутого участка., составу предшествуют легкие элементы профиля. При этом путь, крутизна которого равна ⁰/₀₀, проходимый поездом с учетом кинетической энергии определяем по формуле: 

 м. 

где n_н – скорость в начале проверяемого подъема, т.е. эта та скорость, которая была развита на предшествующем элементе, принимаем равную 80 км/ч;

n_к – скорость в конце проверяемого подъема. Эта скорость должна быть не менее расчетной и ее принимаем равной расчетной скорости n_к=n_р= 23,4 км/ч;

(f_к – w_к)_ср – удельная сила, рассчитываем для среднего значения скорости, определяем по формуле: 

. 

       Значение  средней скорости равно:

 

       Значения F_к, , определяем для среднего значения скорости. Расчет ведем, так же как и при определении массы состава только значение скорости равно

       Среднее значение силы тяги равно: F_к^ср=367700 Н.

       Среднее основное удельное сопротивление локомотива равно: 

 

       Среднее основное удельное сопротивление 4-х осных вагона:

       

       на  подшипниках скольжения:  

 

       на  подшипниках качения: 

 

       среднее основное удельное сопротивление 6-ти осных вагона: 

 

       среднее основное удельное сопротивление 8-ми осных вагонов:

 

       Находим среднее удельное сопротивление  состава: 

 

       Подставляем полученные значения и находим удельную силу: 

 

       Найдем  путь, проходимый поездом на проверяемом нами подъеме с учетом кинетической энергии: 

       

       

       Вывод: 2904 м сможет пройти поезд по участку крутизной 13,9 ⁰/₀₀ с учетом запаса кинетической энергии, S_дейст. < S. Следовательно состав Q=6000т. преодолеет участок, т. к. запаса кинетической энергии хватит для преодоления действительной длины нашего участка. 

       Проверка  рассчитанной массы  состава на трогание с места на заданном участке. 

       Проверку, показывающую с каким весом мог бы тронуться локомотив 3ТЭ10М при крутизне элемента участка равного i_тр= 13,9 ⁰/₀₀. 

 

где F_{к тр} – сила тяги локомотива при трогании состава с места;

 – удельное дополнительное  сопротивление поезда при трогании с места, рассчитывается по формуле: 

.

       

       

где w^кач_тр4 , w^ск_тр4, w^кач_тр6 w^кач_тр8 – соответственно основное удельное сопротивление при трогании с места 4-х, 6-ти и 8-ми осных вагонов на подшипниках качения и подшипниках скольжения. 

       Основное  удельное сопротивление при трогании вагонов на подшипниках качения:

       Для 4-х осных вагонов: 

 

       Для 6-ти осных вагонов: 

 

       Для 8-ми осных вагонов: 

 

       Основное  удельное сопротивление при трогании вагонов на подшипниках скольжения: 

 

       Полученные  значения основных удельных сопротивлений  подставим и найдем сопротивление  всего состава при трогании. 

 

       Тогда максимальный вес, который мог бы взять локомотив с подъема i_тр=13,9 ⁰/₀₀  равен: 

       

       

       Найдем  теперь с какого подъема мог, бы тронуться наш локомотив, при расчетной массе состава Q = 6000 т.  

 ⁰/_{00 .} 

       Полученные  значения, как массы состава, так и максимально допустимого подъема свидетельствуют, что поезд не сможет самостоятельно тронуться с максимального подъема 13,9 ⁰/₀₀. Поэтому необходимо принять меры по отмене возможной остановки поезда, как на самом подъеме, так и перед подъемом, тем самым поезд сумеет скопить кинетическую энергию и пройдет данный подъем.   

 

5. Расчет и построение кривых ускоряющих и замедляющих усилий. 

       Расчет  диаграммы удельных равнодействующих сил выполняем для трех режимов  ведения поезда по горизонтальному  участку: для режима тяги для режима холостого хода для режима торможения: при служебном регулировочном торможении: при экстренном торможении:

       Расчет  ведем относительно скоростей от 0 до конструкционной , а так же для скоростей расчетных и скорости выхода на автоматическую характеристику. Все полученные расчеты сведем в таблицу.

       Рассмотрим  построение равнодействующих сил для  скорости n=10 км/ч. 

Для режима тяги. 

       При n=10км/ч основное удельное сопротивление локомотива равно: 

=1,9+0,01×10+0,0003×10²=2,03 Н/кН.

       Сопротивление с учетом массы локомотива: 

W₀^/=

×P·g=2,03×414×9,81= 8245 Н. 

где g-ускорение свободного падения принимаем равное 9,81м/с²

       Основное удельное сопротивление вагонов при n = 10 км/ч равно сумме основных удельных сопротивлений каждого рода вагонов:

сопротивление 4-х осных на подшипниках скольжения: 

 

       На  роликовых подшипниках: 

 

       Сопротивление 6-ти осных вагонов: 

 

       сопротивление 8-ми осных: 

       

       

       Основное  удельное сопротивление всех вагонов  при n=10км/ч  

 

       Основное удельное сопротивление вагонов с учетом массы 

 

       Общее сопротивление с учетом весов  локомотива и вагонов 

       Сила  тяги локомотива с учетом общих сил  сопротивления при n=10 км/ч 

F_к-W₀ =941750 – 64162 = 877588 Н. 

       Отношение силы тяги локомотива с учетом общих  сил сопротивления к массам локомотива и вагонов: 

 

Расчет  для холостого хода 

       Основное удельное сопротивление локомотива при n=10 км/ч равно: 

w_х=2,4 + 0,011·n+0,00035·n²=2,4+0,011·10+0,00035·10²=2,55 Н/кН

       Сопротивление с учетом массы локомотива: 

W_x=w_x·P·g=2,55·414·9,81 = 10356 Н 

       Общее сопротивление локомотива и вагонов: 

W_x+W₀^” = 10356 + 55917 = 66273 Н. 

       Основное удельное сопротивление всего поезда, при следовании локомотива на холостом ходу: 

Расчет  режима торможения 

       Для расчета режима торможения определим  в начале расчетный коэффициент  трения колодок о колесо, который  зависит от материала изготовления колодок и т. к. колодки композиционные то расчет ведем, для  n=10 км/ч, по формуле: 

 при композиционных колодках

       Далее считаем удельную тормозную силу поезда по формуле: 

b_т=1000·j_кр·ϑ_P Н/кН. 

где ϑ_P – расчетный тормозной коэффициент состава в кН/кН 

ϑ_P=

 

где – расчетные силы нажатия тормозных колодок соответственно на 4-х, 6-ти, 8-ми осного вагона = = 41,5 кН/ось при композиционных колодках;