Выбор расчётного подъёма и определение массы состава

 

Практическая работа №5

 

Тема: Выбор расчётного подъёма и определение массы состава

 

Цель:   Ознакомиться с порядком выбора расчетного подъёма, порядком расчета массы состава,  массы состава при трогании с места на расчетном подъеме и  порядком проверки массы поезда по длине приемоотправочных путей.

 

Порядок выполнения:

1. Ознакомиться с основными положениями по данной теме.
2. Рассмотреть порядок выбора расчетного подъёма, порядок расчета массы состава,  массы

состава при трогании с места на расчетном подъеме и  порядок проверки массы поезда по длине приемоотправочных путей на указанном примере.

3. Выбрать расчетный подъём, рассчитать  массу состава при трогании с места на расчетном подъеме и проверить массу поезда по длине приемоотправочных путей пути по заданному преподавателем варианту.

 

5.1 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 производной способности  дороги, измеряемой количеством  перевезенных грузов в год;

- определение  массы состава, соответствующей  наименьшей стоимости перевозок.

Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в 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 предшествует спуски и площадки, на которых поезд может развить высокую скорость, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолевает его за счет накопленной кинетической энергии.

В этом случае за расчетный подъем следует принять подъем меньшей крутизны, но большей протяженности.

В моем случае расчетным подъемом будет считаться элемент длиной 5800 м и крутизной 9,57, а не элемент длиной 1500 м и крутизной 12,7 который будет считаться круче подъемного.

 

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

 

Масса состава в тоннах на расчетном подъеме определяется по формуле:

                                  mc= ,                                               (5.1)

где Fкр- расчетная сила тяги, Н; -основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги; 

- основное  удельное сопротивление вагонов, Н/кН;

mc и mл – расчетные массы соответственно локомотива и состава, m; ip- расчетный подъем, ‰; g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Основное удельное сопротивление локомотивов в режиме тяги w0’ на звеньевом пути определяется по формуле:

                =1,9+0,01 +0,0003 2,                                     (5.2)

 

Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:

                            = ,                                           (5.3)

где - соответственно доли в составе по массе четырех, шести - и восьмиосных вагонов ( ); - соответственно основное удельное сопротивление четырех-, шести- и восьмиосных вагонов.

Основное удельное сопротивление движению четырехосных и шестиосных вагонов на роликовых подшипниках при массе, приходящейся на одну ось mво 6m на звеньевом пути определяется по формуле:

                  ,                                  (5.4)

Таблица 5.1

Основные расчетные характеристики локомотивов

Серия локомотива	Vр, км/ч	Fкр, Н (кгс)	mл, т	Fктр, Н (кгс)	lл, м	Vконстр., км/ч
ВЛ80 (2 секции)	43,5	502500 (51200)	192	679000 (66200)	33,0	110

 

Определяю массу состава, сформированного из четырёхосных крытых вагонов (α4=0,8, mво=21т) и шестиосных вагонов (α6=0,2, mво=22т) на расчётном подъёме iр=9,57‰ для электровоза ВЛ80 при движении по звеньевому пути.

Из таблицы 5.1 нахожу для электровоза ВЛ80:

=43,5 км/ч, Fкр=502500Н, mл=192 m.

Определяю основное удельное сопротивление движению локомотива по формуле (5.2):

=1,9+0,01·43,5+0,0003·43,52=2,902 Н/кН.

Рассчитываю основное удельное сопротивление состава по формулам (5,3),(5,2),(5,4):

= 0,7 + (3+0,1·43,5+0,0025·43,52)/21=1,27 Н/кН.

= 0,7 + (3+0,1·43,5+0,0025*43,52)/22=1,24 Н/кН.

= 0,8·1,27+0,2·1,24=1,264 Н/кН.

Нахожу массу состава по формуле (5.1):

mc=

4507 m.

Полученную массу состава для дальнейших расчетов округляю в меньшую сторону до значения кратного 50 или 100m. В нашем случае масса состава будет равна mc= 4500m.

 

5.2.2 Проверка массы состава на трогании с места на расчетном подъеме

 

Рассчитанная в подразделе 5.2.1 масса грузового состава должна быть проверена на трогании с места на расчетном подъеме по формуле:

                         ,                                                  (5.5)

где - сила тяги локомотива при трогании с места, Н; - удельное сопротивление  состава при трогании с места, Н/кН.

 

 Удельное  сопротивление состава при трогании  с места для вагонов на подшипниках  качения (роликах) определяется по  формуле:

                          ,                                                    (5.6)  

Определяю, сможет ли электровоз ВЛ80 взять с места состав массой 4500т на подъёме 9,57‰.

Из таблицы 5.1 для электровоза ВЛ80 нахожу  =679000 Н.

Определяю удельное сопротивление состава при трогании с места по формуле (5.6) для четырехосных вагонов:

= 28/(21+7)= 1 Н/кН.

и для шестиосных вагонов:                            

= 28/(22+7)= 0,965 Н/кН.

     Определяю средневзвешенное сопротивление состава при трогании с места по формуле (5.3):

=0,8 · 1+ 0,2· 0,965=0,993 Н/кН.

Определяю массу состава при трогании с места по формуле (5.5):

= 6360m.

Вывод: полученная масса превышает массу состава, рассчитанную по формуле (5.1), следовательно, электровоз ВЛ80 сможет взять с места состав массой 4500 т на расчетном подъеме.

 

5.2.3 Проверка массы поезда по длине приемоотправочных путей

 

Длина поезда не должна превышать полезную длину приемоотправочных путей станций на участках обращения данного поезда. На дорогах ОАО «РЖД» для путей приема-отправления грузовых поездов установлены следующие стандарты длины- 850,1050,1250,1500 м.

Длина поезда в метрах определяется из выражения:                                  

                       = ,                                                        (5.7)

где - длина состава; - число локомотивов в поезде; - длина локомотива, м; 10 – запас длины на неточность установки поезда, м.

Длина состава определяется по формуле:

                        = ,                                                               (5.8) 

 где  k- число различных групп вагонов в составе; - число однотипных вагонов в i-й группе; - длина вагона i-й группы, м

Число вагонов в i-й группе определяется из выражения:

                      =   ,                                                       (5.9)

где - доля массы состава , приходящаяся на i-го группу вагонов; - средняя масса вагона i-й группы, m.

Для графика движения поездов длину поезда (состава) и вместимость путей определяет в условных вагонах , длина которого принимается равной 14 м, по формуле :

                       =  /14,                                                           (5.10)

Характеристики вагонов, необходимые для определения длины поезда, приведены в табл.5.2

Таблица 5.2

Длина и масса вагонов грузового парка для определения длины поезда

Тип вагона	Масса брутто, т	Длина вагона
		Фактическая, м	Для расчётов, м	Условная, м
Платформа четырёхосная	93	14,62	15	1,05
Цистерна шестиосная	96	15,96	16	1,14

 

Длина приёмоотправочных путей грузовой станции равна 850м. Проверяю массу состава из примера 5.1

По формуле (5.16) определяю число вагонов в составе:

- четырехосных 

            43 вагон

- шестиосных 

= 0,2·4500/6·22 = 6,81 = 7 вагонов.

Из табл. 5.1 нахожу длину электровоза ВЛ80, равную 33м.

По формуле (5.7) определяю длину поезда:

                             = 16·7+15·44+33+10=815м.

Длина поезда получилась меньше длины приемоотправочный путей, поэтому для дальнейших расчетов принимаем массу состава 4500m.