ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА (МАССЫ) СОСТАВА ПОЕЗДА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

2.1. Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда

Вес состава грузового поезда является одним из важнейших качественных показателей работы железных дорог. Правильный выбор веса состава грузового поезда позволяет снизить себестоимость и повысить экономичность перевозок, наиболее полно использовать мощ­ность локомотивов без снижения надежности их работы в эксплуата­ции. В то же время превышение весовых норм поездов может вызвать порчи локо­мотивов в пути следования и, соответственно, привести к нарушению графика движения поездов. В качестве примера: в 2011 году средний вес грузового поез­да на сети железных дорог России составил 39000 кН (39000 т), в его составе – примерно 66 четырехосных вагонов. Расчетный вес состава грузового поезда определяется исходя из усло­вий полного использования мощности заданной серии локомотива при равномерном движении по расчетному подъему с расчетной скоростью. Другими словами, должно быть выполнено условие, что скорость движения поезда по расчетному подъему не должна опускаться ниже расчетной. В противном случае, может произойти перегрев тяговых электродвигателей локомотива и его порча в пути следования, кН:

где - расчетная сила тяги локомотива (с учетом числа секций) при расчетной скорости , H;

- служебный вес локомотива (с учетом числа секций), кН;

- основное удельное сопротивление движению локо­мотива в режиме тяги, Н/кН;

- основное удельное сопротивление движению грузо­вого состава (вагонов), Н/кН;

- крутизна расчетного подъема, ‰.

Расчетные значения силы тяги, скорости и служебного веса основных серий локомотивов приведены в ПТР [3] и таблице 2.1 [1]. Эм­пирические формулы для расчета основного удельного сопротивле­ния движению локомотива, вагонов и поезда – в таблице 3.2 [1].

Расчетная масса состава грузового поезда, т:

где - ускорение свободного падения, м/с².

2.2. Уточнение веса грузового состава с учетом ограничений

Расчетный вес состава грузового поезда, определенный из условия равномерного движения по расчетному подъему с рас­четной скоростью, следует уточнить (проверить) по условиям эксплуатации. К числу ограничений веса поезда по условиям эк­сплуатации можно отнести: длину приемо-отправочных путей стан­ций; возможность трогания поезда о места; перегрев обмоток тяговых электродвигателей локомотивов; прочность автосцепных приборов и ряд других. Также расчетный вес поезда следует про­верить на возможность преодоления более крутых подъемов, чем принятый за расчетный, за счет использования кинетической энергии поезда.

1. Проверка на возможность преодоления проверяемых подъемов за счет использования кинетической энергии поезда.

Данная проверка проводится в том случае, если затруднен однозначный выбор величины расчетного подъема.

Основная задача проверки – установить, сможет ли локомотив провести поезд расчетного веса по самым трудным для преодоления элементам профиля (кроме расчетного подъема) со скоростью в конце подъемов не ниже расчетной, используя кинетическую энергию движущегося поезда.

В общем случае проверка может состоять из двух этапов.

На первом этапе возможность преодоления проверяемых подъемов только за счет использования кинетической энергии поезда устанавливается с помощью номограммы, представленной на рис.1. При этом считается (условно), что локомотив ведет поезд по проверяемым подъемам в режиме холостого хода.

Порядок пользования номограммой (см. рис. 1):

1. Задаемся значением начальной скорости движения поезда по проверяемому подъему: можно принять км/ч (точка "А").

2. Из точки "А" восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой , построенной для крутизны, равной уклону проверяемого элемента. В качестве примера проверим подъем +8/1000, в результате получаем точку "В".

3. Точку "В" переносим на ось ординат и получаем точку "С". От точки "С" вниз откладываем длину проверяемого участка, нап­ример, как в нашем примере - 1000 м и фиксируем точку "Д" (S_пр).

4. Точку "Д" проектируем вновь на кривую для +8/1000 - получаем точку "Е". Затем через точку "Е" проводим прямую линию до пересечения с осью абсцисс (точка "F") и в ре­зультате получаем скорость поезда в конце проверяемого элемента 40 км/ч.

При выполнении условия для всех проверяемых подъ­емов можно сделать вывод, что расчетный подъем выбран правиль­но и приступить к следующим проверкам или уточнениям величины расчетного веса поезда.

Второй этап проверки проводится в случае невыполнения ус­ловия для одного или нескольких проверяемых

Рис 1. Определение конечной скорости движения поезда на проверяемом подъеме

подъе­мов. При этом учитывается то обстоятельство, что локомотив ве­дет поезд по подъемам в режиме тяги и на движущийся поезд дей­ствуют одновременно сила тяги и ранее накопленная им кинетическая энергия.

Путь , который может пройти поезд по проверяемому подъ­ему при работе локомотива в режиме тяги, используя ранее накоп­ленную кинетическую энергию при снижении скорости не ниже рас­четной, не должен быть меньше длины данного подъема , т.е. .

В соответствии с ПТР [3] расчет длины пути выполня­ется для каждого из проверяемых подъемов по формуле, м:

где - число интервалов изменения скорости от начальной (можно принять км/ч) до конеч­ной (можно принять равной расчетной скорости, т.е. ) с шагом км/ч;

- заданный интервал (шаг) изменения скорости от на­чальной до конечной , т.е. ;

- средняя скорость движения поезда на i-ом интер­вале ее изменения, т.е. , км/ч;

- среднее значение удельной равнодействующей, силы, действующей на поезд в каждом интервале скоростей , Н/кН:

где - крутизна проверяемого элемента профиля, ‰;

- сила тяги локомотива, соответствующая средней ско­рости движения в i - ом интервале ее изменения; определяется по внешней тяговой характеристике , Н;

, - основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов; определяются по формулам, приведенным в [1], для , Н/кН.

При невыполнении условия на любом из проверяемых элементов профиля за расчетный подъем следует принять крутизну данного, проверяемого подъема и вновь по формуле (1) определить величину расчетного веса состава грузового поезда.

Второй этап данной проверки рекомендуется выполнить на ПЭВМ.

2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов.

При расчете величины не учитывалось то обстоятельство, что поезд состоит из конкретного числа вагонов различного типа (см. задание). Поэтому расчетный вес поезда необходимо уточнить в соответствии с реальным числом вагонов, кН:

где - масса грузового вагона i -го типа, т (из задания);

- число вагонов (целое число) i -го типа в составе поезда:

где - доля (не процент!) веса вагонов i-го типа в составе поезда (из задания).

3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции.

Длина поезда при уточненном весе состава не должна превышать длину приемо-отправочных путей станции (для возможности скрещения, остановки или обгона), т.е. (величина приводится в задании).

Длина поезда, с учетом допуска на неточность установки поезда 10 м, м:

где - длина вагона i -ого типа по осям автосцепок, м (приведена в табл. 3)

- длина локомотива по осям автосцепок, м.

Таблица 3

Условная длина некоторых типов вагонов

При невыполнении условия число вагонов (любого типа) в составе и, пропорционально, вес грузового состава должны быть уменьшены.

4. Определение максимальной крутизны подъема ,на котором возможно трогание с места поезда весом Q после остановки ‰:

где - максимальная сила тяги локомотива при трогании, Н ;

- удельное сопротивление состава поезда при трогании с места на прямом горизонтальном пути, Н/кН:

где - удельное сопротивление при трогании с места вагона i-ого типа, Н/кН.

Для вагонов i-ого типа на подшипниках качения, Н/кН:

Для 4-осных вагонов на подшипниках скольжения, Н/кН:

2.3. Определение веса (массы) пассажирскогосостава

Вес состава пассажирских вагонов, кН:

где - число пассажирских вагонов (из задания);

- масса пассажирского вагона, т (из задания).

Уточнение веса пассажирского состава можно не проводить, так как пассажирские локомотивы, как правило, имеют запас по мощ­ности дизеля или тяговых электродвигателей и длина пассажирского поезда может быть ограничена лишь длиной пассажирской платформы.

Дата добавления: 2014-09-08; просмотров: 1974; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!