Расчет массы состава

Задание на контрольную работу

1. Провести анализ профиля пути.
2. Установить крутизну расчетного подъема.
3. Определить массу состава по выбранному расчетному подъему.
4. Выполнить проверку массы состава по длине приемоотправочных путей раздельных пунктов заданного участка.
5. Рассчитать таблицу и построить диаграмму удельных равнодействующих сил.
6. Определить максимально допустимую скорость движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах поезда.
7. Построить кривые скорости v=f(s) и времени t=f(s).
8. Рассчитать скорость и время хода поезда по участку аналитическим способом.

 

Исходные  данные для контрольной  работы.

Вариант 1229

 

Профили пути 

 

Расчетные параметры локомотива

 

1. Провести  анализ профиля пути.

  Согласно  задания состав движется от Ст.А к ст.К. Профиль пути состоит из 9 элементов среди которых имеются спуски, подъемы, площадки. Крутизна максимального спуска составляет    i=-9 ‰, максимального подъема i=+9 ‰.

2. Установить крутизну расчетного подъема.

  Расчетный подъем- это наиболее трудный для  движения в данном направлении элемент  профиля пути, на котором достигается  расчетная скорость.

  Наибольший  подъем крутизной i=+9 ‰ имеет протяженность S= 2000 м, но его нельзя использовать как расчетный, так как он небольшой длины и пред ним расположены спуски, позволяющие поезду подойти к этому подъему с большей скоростью.

  Расчетным подъемом будет элемент, имеющий  крутизну i=+7 ‰ и длину S= 6000 м.

3. Определить массу состава по выбранному расчетному подъему.

  Для выбрано расчетного подъема массу  состава в тоннах вычисляют по формуле. 

  где

   -расчетная сила тяги локомотива, Н

   - расчетная масса локомотива, т

  - основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН

   - основное удельное сопротивление состава, Н/кН

   -крутизна расчетного подъема, ‰

   - ускорение свободного падения. 
 
 

  где q₀₄ – масса приходящаяся на одну колесную пару четырехосного вагона, т/ось. 

    т/ось 
 

4. Выполнить проверку массы состава  по длине приемоотправочных  путей раздельных пунктов заданного  участка.

  Чтобы выполнить проверку массы состава  по длине приемоотправочных путей, необходимо определить число вагонов  в составе. 
 

  Общая длина поезда

  L_n=15m₄+lл+10, м

  где 15- длина четырехосного вагона

        10- запас длины на  неточность установки поезда.

   L_n=15х91+50+10=1425, м

  Проверка  возможности установки поезда на приемоотправочных путях

  L_n≤ L_nоп

  где L_nоп- длина приемоотправочных путей, м

  1425<1550

5. Рассчитать таблицу и построить диаграмму удельных равнодействующих сил.

  Для построения диаграммы удельных равнодействующих сил предварительно составляем таблицу  для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному пути.

  Таблицу удельных равнодействующих сил, заполняем  для скоростей от 0 до конструктивной v_констр через 10 км/ч.

  Удельные  тормозные силы поезда вычисляются  по формуле. 

  где

  - расчетный коэффициент трения колодок о колесо

   - расчетный тормозной коэффициент состава 

  где  - число осей состава, =4m4=364

        - расчетные силы нажатия тормозных колодок на ось вагона на ось вагона 
 

  Диаграмма удельных равнодействующих сил предоставлена  в Приложении 2.

6. Определить максимально допустимую скорость движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах поезда.

  Полный  (Расчетный) тормозной путь.

  Sт=Sn + Sg

  где Sn- путь подготовки тормозов к действию

     Sg- действительный тормозной путь на протяжении которого поезд движется с действующими в полную силу тормозами.

     , м

   где          -скорость в начале торможения

               - время подготовки  тормозов. 

   Ic- крутизна уклона, для которого решается задача

   bт- удельная тормозная сила при начальной скорости торможения .

   Число осей в составе  n=4m4=364 

   Sno=0     Snконструкт=0,27810015,267=424,4

7. Построить кривые скорости v=f(s) и времени t=f(s).

   Графическое решение тормозной задачи приведено  в Приложении 3.

   Имеется несколько графических методов  определения скорости и времени  движения поезда по участку.

   В настоящее время  для графических  расчетов принято два способа:

• Способ инж. Липеца, для построения зависимости скорости от пройденного пути v=f1(s);
• Способ инж. Лебедева, представляющий дальнейшее развитие способа Липеца, для построения зависимости времени хода поезда от пройденного пути t=f2(s)

   Кривые  скорости и времени предоставлены  в Приложении 4. 

8. Рассчитать  скорость и время  хода поезда по участку  аналитическим способом.

   Определим время хода поезда по участку от момента трогания до прохода последнего элемента участка.

1. Первый элемент участка

S1=1800   i=-1.5 ‰

В интервале  v=0÷10 по диаграмме удельных равнодействующих сил в режиме тяги при средней скорости 5 км/ч

(f-w₀+i)ср=9,68+1,5=11,18 Н/кН 
 
 

v=10÷20    (f-w₀+i)ср=8,6+1,5=10,1 Н/кН 
 

v=20÷30    (f-w₀+i)ср=8,23+1,5=9.73 Н/кН 
 

v=30÷40    (f-w₀+i)ср=7.8+1,5=9.3 Н/кН 
 

v=40÷46.7    (f-w₀+i)ср=7.5+1,5=9.0 Н/кН 
 

v=46.7÷50    (f-w₀+i)ср=7.3+1,5=8.0 Н/кН 
 

v=50÷60    (f-w₀+i)ср=6.4+1,5=7.9 Н/кН 
 

 Пройденный  путь до достижения поездом скорости 60 км/ч составляет.

 S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7=37+124+214+314+269+166+580=1704 м

 Методом подбора найдем повышение скорости при которой поезд проходит оставшиеся 96 м.

v=60÷61,5    (f-w₀+i)ср=5,8+1,5=7.3 Н/кН 
 
 

2. Второй  элемент участка

S2=2800   i=-6 ‰

v=61,5÷70    (f-w₀+i)ср=4,4+6=10,4 Н/кН 
 

v=70÷80    (f-w₀+i)ср=2,4+6=8,4 Н/кН 
 

v=80÷90    (f-w₀+i)ср=1,2+6=7,2 Н/кН 
 

v=90÷93    (f-w₀+i)ср=0,5+6=6,5 Н/кН 
 

Скорость  достигла максимально допустимой -93 км/ч. Необходимо произвести служебное торможение снизив скорость до 90 км/ч. Используя кривую служебного торможения диаграммы удельных равнодействующих.

v=93÷90    (f-w₀+i)ср=-27,05+6=-21,5 Н/кН 
 

3. Третий  элемент участка

S3=8000   i=-9 ‰ 

v=90÷80    (f-w₀+i)ср=-27,7+9=-18,7 Н/кН 
 

v=80÷70    (f-w₀+i)ср=-28+9=-19 Н/кН 
 
 

v=70÷60    (f-w₀+i)ср=-29+9=-20 Н/кН 
 
 

Отпустив  тормоза двигаемся на холостом ходу.

v=60÷70    (f-w₀+i)ср=-1.8+9=7.2 Н/кН