Теория локомотивной тяги (стр. 4 )

Рассчитываем основное удельное сопротивление состава по форму - лам (2.6), (2.10) и (2.5):

Находим массу состава по формуле (2.1)

Полученную массу состава для дальнейших расчетов округляем в меньшую сторону до значения кратного 50 или 100 т. В нашем случае масса состава будет равна mс = 4100 т.

2.4. Проверка массы состава на трогание с места на расчётном подъёме

Рассчитанная масса грузового состава должна быть проверена на трогание с места на расчётном подъёме по формуле

, (2.14)

где Fктр – сила тяги локомотива при трогании с места, Н; wтр – удельное сопротивление состава при трогании с места, кгс/т

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

wтр = 28 / (mвo + 7). (2.15)

Пример 2.2. Определить, сможет ли тепловоз 2ТЭ10М взять с места состав массой 4100 т (пример 2.1) на подъёме 10,37 ‰.

Из табл. 2.1 для тепловоза 2ТЭ10М находим Fктр = 797500 Н. Определяем удельное сопротивление состава при трогании с места по формуле (2.13) для четырёхосных вагонов:

wтр = 28 / (20 + 7) = 1,037 кгс/т

и для восьмиосных вагонов:

wтр = 28 / (22 + 7) = 0,965 кгс/т.

Определяем средневзвешенное сопротивление состава при трогании с места по формуле (2.5)

wтр = 0,8 ∙ 1,037 + 0,2 ∙ 0,965 = 1,0226 кгс/т.

Определяем массу состава при трогании с места по формуле (2.12)

mтр =[ 797500 / 9,81(1,0226 + 10,37)] – 276 = 6860 т.

Полученная масса превышает массу состава, рассчитанную по формуле (2.1), следовательно, тепловоз 2ТЭ10 сможет взять с места состав массой 4100 т на расчётном подъёме.

2.5. Проверка массы поезда по длине приёмоотправочных путей

Длина поезда lп не должна превышать полезную длину приёмоотправочных путей lпоп станций на участках обращения данного поезда. На дорогах для путей приёма-отправления грузовых поездов установлены следующие стандартные длины – 850, 1050, 1250 м.

Длина поезда в метрах определяется из выражения

lп = lс + nл lл + 10, (2.16)

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

Длина состава определяется по формуле

, (2.17)

где к – число различных групп вагонов в составе; ni – число однотипных вагонов в i-й группе; li – длина вагона i-й группы, м.

Число вагонов в i-й группе определяется из выражения

, (2.18)

где ai – доля массы состава mc, приходящаяся на i-ю группу вагонов; mвi – средняя масса вагона i-й группы, т.

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

nу = lп / 14. (2.19)

Характеристики вагонов, необходимые для определения длины поезда, приведены в табл.2.2.

Таблица 2.2

Характеристики вагонов для определения длины
поезда

Тип вагонов	Максимальная масса брутто, т	Длина вагона
фактическая, м	для расчетов, м	условная
1. Вагоны колеи 1520 мм
Крытый четырехосный	93	14,73	15	1,05
Крытый четырехосный вагон-хопер для цемента	84	12,02	12	0,86
Крытый четырехосный для легковых автомобилей	84	24,68	25	1,76
Полувагон четырехосный	100	13,92	14	1,00
Платформа четырехосная	93	14,62	15	1,05
Платформа четырехосная для большегрузных контейнеров	91	19,62		1,40
Платформа двухъярусная для легковых автомобилей	46	21,66	22	1,55
Платформа четырехосная для леса в хлыстах	93	25,22	25	1,80
Цистерна четырехосная	83	12,02	12	0,86
Цистерна шестиосная	96	15,96	16	1,14
Восьмиосная цистерна	168	21,12	21	1,51
Восьмиосная цистерна для БАМа (в габарите Т)	176	18,69	19	1,35
Вагон-самосвал четырехосный	89	11,72	12	0,86
Вагон-самосвал шестиосный	132	14,9	15	1,07
Пассажирский цельнометаллический купейный	65	24,54	25	1,78
Пассажирский цельнометаллический некупейный	60	24,54	25	1,78
2. Вагоны колеи 1067 мм о. Сахалин
Крытый четырехосный	57,6; 67,6	14,73	15	1,05
Крытый четырехосный колеи 1520 мм на тележках колеи 1067 мм	72	14,73	15	1,05
Полувагон четырехосный	70	13,92	14	1,00
Полувагон четырехосный колеи 1520 мм на тележках колеи 1067 мм	74	13,92	14	1,00
Цистерна четырехосная	64	12,02	12	0,86

Пример 2.3. Проверить массу состава из примера 2.1. по длине приемоотправочных путей станции при lпоп = 850 м.

По формуле (2.18) определяем число вагонов в составе:

- четырехосных

n4 = a4 mс / 4mв0 = 0,8 ∙ 4100 / 4 ∙ 20 = 41 вагон;

- восьмиосных

n8 = a8 mс / 8mв0 = 0,2 ∙ 4100 / 8 ∙ 22 = 4,66 = 5 вагонов.

Из табл. 2.1 находим длину тепловоза 2ТЭ10М, равную 34 м.

По формуле (2.7) определяем длину поезда

lп = 21 ∙ 5 + 15 ∙ 41 + 34 + 10 = 764 м.

Длина поезда получилась меньше длины приёмоотправочных путей, поэтому для дальнейших расчетов принимаем массу состава 4100 т.

Если длина поезда получится больше длины приемоотправочных путей, массу состава подбором необходимо уменьшить до величины, при которой поезд поместиться на станционных путях.

2.6. Расчет массы состава с учётом использования кинетической энергии поезда

Массу состава, полученную по формуле (2.1), необходимо проверить на прохождение коротких подъёмов большей крутизны, чем расчётный, с учётом кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках.

Проверка выполняется по формуле [ 1 ]

, (2.20)

где S – длина проверяемого участка профиля пути, м; vк – скорость в конце проверяемого подъёма (эта скорость должна быть не менее расчетной, в курсовом проекте принимать vк = vр); vн – скорость поезда в начале проверяемого подъёма (для грузовых поездов принимать vн = 70 – 100 км/ч, но не выше конструкционной скорости локомотива); fкср – wкср – средняя ускоряющая сила, действующая на поезд в пределах интервала скорости от vн до vк.

Удельная касательная сила тяги локомотива fкср рассчитывается по формуле

, (2.21)

а общее удельное сопротивление движению поезда wкср – по формуле

(2.22)

где iпр – проверяемый подъём крутизной больше расчетного, ‰.

Величины Fкср и wкср определяются по среднему значению скорости рассматриваемого интервала vср :

. (2.21)

Значение силы тяги Fкср для средней скорости vср определяется по тяговой характеристике локомотива. Для электровоза значение Fкср принимается по расчётной тяговой характеристике (жирная линия, приведенная в [1, рис.4.1 – 4.17] и в [3, рис. П.3.1 – П.3.2]), а для тепловозов – по тяговой характеристике, соответствующей максимальному положению рукоятки контроллера машиниста, приведенной в [1, рис. 5.9 – 5.18] и в [3, рис. П.3.7].