Теория локомотивной тяги

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В результате выполнения курсового проекта произвели спрямление заданного профиля пути, определили расчетную массу поезда, построили диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, определили допустимые скорости движения поезда по спускам участка на основе решения тормозной задачи второго типа. Также построили диаграммы скорости и времени хода поезда по участку, рассчитали показатели локомотива… Читать ещё >

Теория локомотивной тяги (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

(МИИТ) ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА ТЕХНИКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

(ИТТОП) Кафедра: «Локомотивы и локомотивное хозяйство»

Курсовая работа по дисциплине «Теория локомотивной тяги»

Выполнил: студент группы ТЛТ-451

Меркулов П.М.

Консультант: профессор Руднев В.С.

1. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме

2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов

2.3 Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей

2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем

3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ

4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ

5. ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономичного расходования электрической энергии и дизельного топлива.

Теория электрической и тепловозной тяги позволяет решать широкий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитывать основные параметры вновь проектируемых линий, участков, переводимых на новые виды тяги, намечать основные требования к вновь разрабатываемым локомотивам и вагонам. С их помощью в данной курсовой работе определяем силы, действующие на поезд; оцениваем их влияние на характер движения; определяем оптимальную массу состава для прохождения заданного профиля пути при выбранной серии локомотива; рассчитываем расход электрической энергии или дизельного топлива; находим коэффициент полезного действия локомотива; определяем наибольшие скорости движения, допустимые по имеющимся тормозным средствам при движении по спускам заданного участка.

На основании этих данных составляют график движения поездов, определяют пропускную и провозную способность железных дорог и рассчитывают эксплуатационные показатели локомотивного хозяйства.

На действующих линиях теория позволяет найти рациональные режимы вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов. При разработке проектов электрификации железных дорог определяют, пользуясь теорией электрической тяги, токи, потребляемые электроподвижным составом в различных точках пути, на основании которых рассчитывают систему электроснабжения.

Теория тяги поездов позволяет найти скрытые резервы в каждом из этих направлений и решить поставленные задачи наиболее рационально с меньшей затратой сил и средств.

При выполнении расчётов, связанных с тягой поездов, пользуются Правилами тяговых расчётов для поездной работы (ПТР), являющимися основным официальным документом. В них приведены методы и порядок проведения расчётов, расчётные формулы и нормативы, которыми руководствуются при выполнении расчётов. Все расчеты производятся в системе СИ.

1 АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ

Уклон спрямленного профиля пути рассчитывается по формуле:

(1.1)

где i' - уклон, полученный в результате замены группы

нескольких элементов профиля, ‰

i" - фиктивный подъем, полученный в результате замены кривых

участков пути, ‰.

Уклон спрямляемого элемента рассчитывается по формуле:

‰ (1.2)

где Si — длина элемента профиля, м

i — его уклон Возможность спрямления следует проверять по формуле

(1.3)

Фиктивный уклон от кривой для спрямленных участков профиля рассчитывается по формулам:

‰ (1.4)

‰ (1.5)

Фиктивный уклон от кривых для не спрямленных участков профиля:

(1.6)

(1.7)

где Sкр — длина кривой, м

Rкр — радиус кривой, м.

Спрямленный профиль пути.

Таблица № 1.1


	Действительный профиль	Спрямляемый профиль	Проверка
№
п/п	S, м	I,‰	I,‰	S, м	№
					п/п
						Станция «А»
		— 7	— 6,1			1200?2222
		— 5				1000?1818



		— 4	— 4,4			2200?5000
		— 5				1500?3333
		— 9	— 9


						расчетный

		— 4	— 3,5			900?3636
		— 3				1100?4444

			7,2			650?1666
						900?2500
			1,2			2200?2500
						1600?1666

						Станция «В»

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОТМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме

Расчетный вес грузового поезда:

кН (2.1)

Основное удельное сопротивление движению локомотива на звеньевому пути:

(2.2)

где V_р — расчетная скорость,;

Н/кН Основное удельное сопротивление движению для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках:

(2.3)

m_во — масса, приходящаяся на ось колесной пары вагона, т

Н/кН Основное удельное сопротивление движению шестиосных вагонов на роликовых подшипниках:

(2.4)

Н/кН Основное удельное сопротивление движению восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках:

(2.5)

Н/кН Основное удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:

(2.6)

Н/кН Тогда расчетная вес поезда:

кН

2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов

кН (2.7)

где m-масса грузового вагона i-го типа, т

n-число вагонов i-го типа в составе поезда

(2.8)

Число 4-осных вагонов:

Число 6-осных вагонов:

Число 8-осных вагонов:

Тогда кН

2.3 Проверка массы поезда по длине приемоотправочных путей

Длина поезда l_п не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей l_поп=1250м на участках обращения данного поезда с учетом допуска 10 м на установку поезда.

Длина поезда определяется из выражения:

(2.9)

где l_л =36м — длина локомотива;

Условие lп

2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем

Максимальный подъем при трогании поезда определяется по формуле, рекомендованной ВНИИЖТом:

‰ (2.9)

Удельное сопротивление состава при трогании с места:

Н/кН (2.10)

н/кН

н/кН Тогда:

Н/кН (2.11)

н/кН

‰

Масса грузового поезда Мп, с учетом ограничений по условиям эксплуатации,

(2.12)

т С учетом всех проверок выбираем массу состава М_П=5500 т.

3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ

На поезд действуют силы: касательная сила тяги F_к, сила сопротивления движению поезда W_к и тормозная сила B_т. Или в удельных единицах к весу поезда:

Н/кН (3.1)

Н/кН (3.2)

Н/кН (3.3)

где m — масса поезда, m=m_{состава}+m_{локомотива}, т.

Режимы движения поезда (в удельных силах к весу поезда):

1. Режим тяги: f_{у (з)}=f_к-w_к;

2. Режим выбега: f_{у (з)}=-w_к;

3. Режим торможения: f_{у (з)}=-(b_т+w_к).

Силы сопротивления движению поезда бывают основные и дополнительные. Основные возникают при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути при нормальных условиях. К дополнительным относят сопротивления на подъемах уклонах, сопротивления от кривых, ветра, температуры. Основные удельные сопротивления рассчитываются по эмпирическим формулам [1]:

Для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

Н/кН (3.4)

где m_в0 — средняя масса вагона, приходящаяся на ось колесной пары, т;

V — скорость движения, км/ч.

Для шестиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

Н/кН (3.5)

Для восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:

Н/кН (3.5)

Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме тяги:

Н/кН (3.6)

Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме выбега:

Н/кН (3.7)

Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:

Н/кН (3.8)

Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги:

Н/кН (3.9)

где m_л и m_с — массы локомотива и состава соответственно, т.

Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме выбега:

Н/кН (3.10)

Удельная тормозная сила поезда:

Н/кН (3.11)

где — расчетный коэффициент трения:

(3.12)

— расчетный тормозной коэффициент, =0,33

Во время экстренного торможения на поезд действует сила, а при служебном торможении —, Н/кН.

По данным таблицы 3.1 строим графики зависимостей:, и (рис. 3.1, 3.2)

Ускоряющие и замедляющие силы, действующие на поезд в режимах тяги, выбега, служебного и экстренного торможений в зависимости от скорости движения.

Таблица 3.1


№	Расчетный параметр			19,5	24,2

	Fk
	fk	15,137	12,664	11,320	9,421	7,758	5,958	4,781	3,910	3,415	2,998	2,670	2,402
	wo`	1,900	2,030	2,209	2,318	2,470	2,780	3,150	3,580	4,070	4,620	5,230	5,900
	wo4``	0,950	1,054	1,192	1,274	1,388	1,617	1,888	2,200	2,554	2,950	3,388	3,867
	wo6``	1,406	1,516	1,662	1,749	1,869	2,112	2,399	2,730	3,105	3,524	3,988	4,495
	wo8``	1,144	1,188	1,258	1,304	1,369	1,506	1,674	1,873	2,104	2,365	2,658	2,981
	wo``	0,983	1,084	1,219	1,299	1,411	1,636	1,902	2,210	2,559	2,949	3,381	3,854
	wo	1,029	1,132	1,269	1,350	1,464	1,694	1,965	2,279	2,635	3,034	3,474	3,957
	fk-wo	14,108	11,533	10,051	8,071	6,294	4,264	2,816	1,631	0,779	— 0,036	— 0,804	— 1,555
	wx	2,400	2,545	2,748	2,871	3,045	3,400	3,825	4,320	4,885	5,520	6,225	7,000
	wox	1,054	1,158	1,296	1,378	1,493	1,725	1,999	2,317	2,677	3,079	3,525	4,013
	bt	89,100	65,340	53,911	50,073	46,332	41,580	38,186	35,640	33,660	32,076	30,780	29,700
	0,5bt+wox	45,604	33,828	28,251	26,415	24,659	22,515	21,092	20,137	19,507	19,117	18,915	18,863
	bt+wox	90,154	66,498	55,207	51,452	47,825	43,305	40,185	37,957	36,337	35,155	34,305	33,713

4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОРСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ

Согласно графику допустимых скоростей движения поезда на основе решения тормозной задачи второго типа в зависимости от уклона, определяем допустимые скорости движения на каждом из участков спрямленного профиля пути. Причем максимальная скорость движения поезда не должна превышать 80 км/ч .

Допустимые скорости движения поезда на каждом элементе спрямленного профиля пути.

Таблица 4.1


№эл	i, ‰	V, км/ч	Примечание
	0,0		Стрелка, крестовина марки 1/11
	— 7.8		По обеспечению поезда тормозами
			По состоянию вагонов и пути
	+12		По состоянию вагонов и пути
			По состоянию вагонов и пути
	+10		По состоянию вагонов и пути
			По состоянию вагонов и пути
	— 7.1		По обеспечению поезда тормозами
			По состоянию вагонов и пути
	+5.95		По состоянию вагонов и пути
			По состоянию вагонов и пути
	+8		По состоянию вагонов и пути
			Стрелка, крестовина марки 1/11

Наносим значения допустимых скоростей на диаграмму скорости и времени хода поезда по участку и строим графики скорости V (S) и времени хода t (S), руководствуясь литературой .

5 ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Пользуясь данными ПТР находим характеристики Iгн=f (V), T=f (V),. По построенным графикам средний ток тяговых двигателей на каждом промежутке скорости и определяем их нагрев.

Полученные данные сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1


№	Iгн	Iгк	Iгср	Iтэд	?t	T			?0

									11,00
					0,5		0,011	0,989	15,00	2,727	14,830	17,56
					0,4		0,011	0,989	17,56	1,789	17,372	19,16
					0,5		0,015	0,985	19,16	1,765	18,880	20,64
					0,3		0,010	0,990	20,64	0,794	20,445	21,24
					0,3		0,010	0,990	21,24	0,776	21,018	21,79
					0,7		0,025	0,975	21,79	1,800	21,249	23,05
					0,8		0,027	0,973	23,05	2,027	22,435	24,46
					0,5		0,017	0,983	24,46	1,350	24,054	25,40
					1,5		0,050	0,950	25,40	3,800	24,134	27,93
					0,5		0,017	0,983	27,93	1,267	27,468	28,73
					0,7		0,022	0,978	28,73	1,969	28,106	30,07
					1,0		0,031	0,969	30,07	2,844	29,135	31,98
					1,5		0,047	0,953	31,98	4,172	30,480	34,65
					0,7		0,022	0,978	34,65	1,969	33,894	35,86
					1,0		0,031	0,969	35,86	2,844	34,742	37,59
					1,0		0,031	0,969	37,59	2,844	36,411	39,25
					1,0		0,031	0,969	39,25	2,875	38,028	40,90
					1,0		0,031	0,969	40,90	2,906	39,625	42,53
					1,0		0,030	0,970	42,53	2,879	41,242	44,12
					1,0 0,3		0,030 0,009	0,970 0,991	44,12 45,69	2,909 0,909	42,784 45,278	45,69 46,19

					0,5		0,016	0,984	46,19	1,453	45,465	46,92
					1,7		0,055	0,945	46,92	4,223	44,345	48,57
					0,3		0,011	0,989	48,57	0,771	46,727	48,82
					1,2		0,043	0,957	48,82	3,086	46,727	48,57
					0,6		0,021	0,979	49,81	1,543	48,745	48,82
					0,4		0,014	0,986	50,29	1,034	48,047	48,18
					0,8		0,027	0,973	50,63	2,027	46,727	47,79
					0,3		0,010	0,990	51,31	0,776	48,745	47,60

					1,2		0,043	0,957	51,55	3,171	49,341	52,51
					0,5		0,018	0,982	52,51	1,321	51,575	52,90
					1,0		0,033	0,967	52,90	2,533	51,133	53,67
					0,2		0,006	0,994	53,67	0,529	53,320	53,85
					1,5		0,047	0,953	53,85	4,266	51,325	55,59
					0,2		0,006	0,994	55,59	0,576	55,254	55,83
					1,5		0,045	0,955	55,83	4,318	53,292	57,61
					2,5		0,078	0,922	57,61	6,953	53,109	60,06
					0,7		0,023	0,977	60,06	1,852	58,706	60,56
					2,4		0,075	0,925	60,56	6,675	56,016	62,69
					1,1		0,034	0,966	62,69	3,094	60,536	63,63
					0,3		0,010	0,990	63,63	0,794	63,014	63,81
					1,0		0,034	0,966	63,81	2,586	61,607	64,19
					0,8		0,029	0,971	64,19	2,114	62,359	64,47
					0,9		0,036	0,964	64,47	0,000	62,152	62,15
					1,0		0,040	0,960	62,15	0,000	59,666	59,67
					0,3		0,012	0,988	59,67	0,000	58,950	58,95
					0,3		0,012	0,988	58,95	0,000	58,243	58,24
					0,3		0,012	0,988	58,24	0,000	57,544	57,54
					0,9		0,036	0,964	57,54	0,000	55,472	55,47
					2,0		0,080	0,920	55,47	0,000	51,035	51,03
					1,4		0,056	0,944	51,03	0,000	48,177	48,18
					0,2		0,008	0,992	48,18	0,000	47,791	47,79
					0,1		0,004	0,996	47,79	0,000	47,600	47,60
					0,1		0,004	0,996	47,60	0,000	47,410	47,41

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА

Общий расход топлива тепловозом на перемещение состава определяется как сумма расходов топлива за отрезки времени, соответствующие постоянному расходу топлива и средней постоянной скорости движения в режиме тяги, и расхода топлива за время движения на холостом ходу:

кг (5.1)

где G — расход топлива, соответствующий скорости движения поезда при используемой позиции контроллера машиниста, кг/мин

t — время работы дизеля, в пределах которого скорость движения поезда принята постоянной;

g_х — расход топлива тяговыми силовыми установками тепловоза на холостом ходу, g_х=0,76 кг/мин;

t_х — время движения поезда по участку на холостом ходу, мин .

кг Удельный расход натурального дизельного топлива на единицу работы:

(5.2)

кг где S_уч — длина участка, S_уч=31 900 м;

Qмасса поезда, Q =69 950 кН.

Удельный расход условного топлива:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОТЧНИКОВ

1. Правила тяговых расчетов для поездной работы — М.: Транспорт 1985.-287с.

2. Михаилиди К. Г., Долгачев Н. И., Чернышов Л. А., Математическое моделирование в среде MathCad: Методическое указание к лабораторным занятиям. Часть 1.-М.: МИИТ, 2005.-68с.

3. Правила технической эксплуатации железных дорог РФ. М.: Дом печати, 2002.-189с.

4. Осипов С. И., Осипов С. С., Основы локомотивной тяги. М.: Транспорт, 1979.-440с.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой