Методические рекомендации для обучающихся

по выполнению курсовой работы

ПМ.01. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(электроподвижной состав)

МДК        01. 02 Эксплуатация подвижного состава и обеспечение безопасности движения поездов  (электроподвижной состав)

для специальности

23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог

                                                                                                         Рузаевка

Рецензент:

Методические рекомендации по выполнению курсовой работы обучающимися по профессиональному модулю ПМ.01. Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава (электроподвижной состав), МДК 01. 02 Эксплуатация подвижного состава и обеспечение безопасности движения поездов (электроподвижной состав), для специальности 23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог,

Методические рекомендации определяют цели, задачи, порядок выполнения, а также содержат требования к лингвистическому и техническому оформлению курсовой работы/проекта, практические советы по подготовке и прохождению процедуры защиты. Методические   рекомендации   адресованы   обучающимся        очной и заочной формы обучения        по        специальности        среднего        профессионального        образования        23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог

Введение

Курсовая работа - это        самостоятельная часть, которая выполняется параллельно с междисциплинарным курсом МДК.01.02. Эксплуатация подвижного состава и обеспечение безопасности движения поездов        (электроподвижной состав) и должна способствовать глубокому пониманию материала, излагаемого в курсе, а именно:

а) закрепить и расширить знания, полученные при изучении междисциплинарного курса, и правильно применять эти знания к решению конкретных задач;

б) научить пользоваться технической литературой, справочниками, ГОСТами, нормами и т.д.;

в) ознакомить с методами тяговых расчетов и способствовать развитию навыков самостоятельной работы;

При эксплуатации, а также при определении путей перспективного развития железных дорог, возникают многочисленные практические задачи, которые решаются с помощью теории локомотивной тяги и ее прикладной части - тяговых расчетов. Основные задачи, которые решаются с помощью тяговых расчетов, следующие:

• выбор типа локомотива и его основных характеристик;
• расчет массы состава;
• расчет скорости и времени хода поезда по перегону;
• тормозные расчеты;

Полученные с помощью тяговых расчетов данные служат основой для решения следующих задач:

• составление графиков движения поездов;
• разработки рациональных режимов вождения поездов;
• нормирования расхода топлива и электрической энергии натягу поездов;
• составления графика оборота локомотивов;
• расчета пропускной и провозной способности;
• расстановки сигналов на перегонах и раздельных пунктах для обеспечения безопасной остановки перед ними;
• проектирования новых и реконструкции существующих железных дорог.

1. ЦЕЛЬ И ТЕМАТИКА КУРСОВОЙ        РАБОТЫ

Цель данной курсовой работы научится решать следующие задачи тяговых расчетов для заданного участка железнодорожной линии и заданного вида подвижного состава:

• строить и спрямлять профиль и план пути;
• проводить анализ профиля пути и выбирать величину расчетного подъема;
• определять массу состава по выбранному расчетному подъему;
• проверять массу состава на прохождение подъемов большей крутизны, чем расчетный, с учетом использования накопленной кинетической энергии;
• проверять возможность трогания с места при остановках на расчетном подъеме;
• определять длину поезда и сопоставлять её с заданной длиной приемоотправочных путей;
• рассчитывать удельные ускоряющие и замедляющие силы для режима тяги, холостого хода и торможения;
• определять максимально допустимую скорость движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах поезда.

Задание на курсовую работу

При выполнении курсовой работы необходимо:

1. Провести        анализ        профиля        пути,        выбрать        расчётный        и        проверяемый подъёмы.
2. Обосновать выбор серии локомотива для заданной массы состава, вида тяги и выбранного расчётного подъёма.
3. Провести проверки на возможность преодоления проверяемого подъёма и на возможность трогания поезда с места на раздельных пунктах.
4. Определить длину поезда и сопоставить её с длиной приёмо - отправочных путей станций, (раздельных пунктов).
5. Спрямить профиль пути.
6. Рассчитать таблицу и построить диаграммы удельных        равнодействующих (ускоряющих и замедляющих) сил.
7. Обосновать максимально допустимую скорость движения в соответствии с профилем пути и техническими характеристиками подвижного состава по результатам решения тормозной задачи.

Исходные данные обучающийся выбирает по варианту, заданному преподавателем:

• о подвижном составе (таблица 1) - по варианту о расчетных параметрах локомотивов (таблица 2) (по варианту)
• о профиле пути (таблица 3) (по варианту).

Исходные данные

Таблица 1. Исходные данные о подвижном составе (по варианту)

Таблица 2. Расчетные параметры локомотивов (по последней цифре зачетной книжки)

Таблица 3. Профиль        пути (по последней цифре зачетной книжки)

При последней цифре 0, 2, 4, 6, 8 принимается направление движения поезда от ст. А к ст. В, а при последней цифре 1, 3, 5, 7, 9 - от ст. В к ст. А. и при этом знаки уклонов сменить на обратные.

Таблица 4. Сила тяги локомотивов FK при различных значениях скорости v, км/ч локомотивов, кН

Таблица 5. Расчетные значения удельных основных сил сопротивления движению локомотива w'0 , wox , состава w0'' и коэффициентов

трения φkp , для чугунных и композиционных колодок

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Расчёты нужно сопровождать достаточно подробными пояснениями. Расчётные формулы приводить вначале в общем виде с расшифровкой принятых буквенных обозначений, после чего следует подставить в формулу числовые величины, произвести вычисления и записать результат. При этом необходимо проставить для рассчитанных величин их размерность.

В курсовой работе предпочтительней использовать единицы измерений системы СИ. В Правилах тяговых расчётов для поездной работы (ПТР) и ряде других пособий использованы размерности технической системы единиц, поэтому появляется необходимость пересчёта их в систему СИ. При этом нужно использовать следующие соотношения: 1 кгс = 9,81 Н, 1 тс = 9,81 кН.

При расчётах достаточна следующая точность вычислений в соответствии с данными:

• для массы состава - с округлением до 50 т;
• для полных сил, действующих на поезд (силы тяги, сопротивления движению, тормозной силы) - с округлением до 500 Н;
• для крутизны уклонов при измерении в тысячных (‰) - с одним знаком после запятой;
• для удельных сил при размерности Н/кН - с двумя знаками после запятой;
• для расстояний при измерении в метрах (для элементов профиля) - с округлением до целых метров, при измерении в километрах (для перегонов) - с двумя знаками после запятой;
• для скоростей при измерении в км/ч - с одним знаком после запятой;
• для коэффициента трения - с тремя знаками после запятой;

При оформлении курсовой работы необходимо соблюдать ГОСТ 2.105-95

«Общие требования к текстовым документам».        Текстовая часть работы должна быть представлена в компьютерном варианте на бумаге формата А4.

Шрифт – Times New Roman, размер шрифта – 14, полуторный интервал, выравнивание по ширине. Страницы должны иметь поля (рекомендуемые): левое поле - 30 мм, правое поле - 10 мм, верхнее поле - 20 мм, нижнее поле - 20 мм. Объем курсовой работы/проекта - 20-25 страниц. Все страницы работы должны быть подсчитаны, начиная с титульного листа и заканчивая последним приложением. Нумерация страниц - сквозная, начиная с введения и заканчивая последним приложением. Номер страницы ставится на середине листа нижнего поля.

Весь текст должен быть разбит на части. Разбивка текста производится делением его на разделы (главы) и подразделы (параграфы). В содержании работы/проекта не должно быть совпадения формулировок названия одной из составных частей с названием работы, совпадения названий глав и параграфов. Названия разделов (глав) и подразделов (параграфов) должны отражать их основное содержание и раскрывать тему работы/проекта.

При делении работы/проекты на разделы (главы) (согласно ГОСТ 2.105- 95) их обозначают порядковыми номерами – арабскими цифрами без точки и

записывают с абзацного отступа. При необходимости подразделы (параграфы) могут делиться на пункты. Номер пункта должен состоять из номеров раздела (главы), подраздела (параграфа) и пункта, разделённых точками. В конце номера раздела (подраздела), пункта (подпункта) точку не ставят.

Если раздел (глава) или подраздел (параграф) состоит из одного пункта, он нумеруется. Пункты при необходимости, могут быть разбиты на подпункты, которые должны иметь порядковую нумерацию в пределах каждого пункта, например: 4.2.1.1, 4.2.1.2, 4.2.1.3 и т. д.

Каждый пункт, подпункт и перечисление записывают с абзацного отступа. Разделы (главы), подразделы (параграфы) должны иметь заголовки. Пункты, как правило, заголовков не имеют. Наименование разделов (глав) должно быть кратким и записываться в виде заголовков (в красную строку) жирным шрифтом, без подчеркивания и без точки в конце. Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов (глав), подразделов (параграфов), пунктов.

В основной части работы/проекта должны присутствовать таблицы, схемы, графики с соответствующими ссылками и комментариями.

В работе/проекте должны применяться научные и специальные термины, обозначения и определения, установленные соответствующими стандартами, а при их отсутствии – общепринятые в специальной и научной литературе. Если принята специфическая терминология, то перед списком литературы должен быть перечень принятых терминов с соответствующими разъяснениями.

Графическая часть тяговых расчётов выполняется карандашом или тушью на миллиметровой бумаге, имеющей высоту листа 297 мм.

При изображении графических зависимостей следует:

• на каждом графике иметь нулевую абсциссу и нулевую ординату;
• оси координат выделить по сравнению с сеткой более толстой линией;
• на осях координат проставить буквенные обозначения откладываемых величин с соответствующими размерностями;
• на оси координат нанести числовые обозначения шкалы в соответствии с принятыми масштабами изображения величин.

На титульном листе работы необходимо указать название дисциплины, группу, фамилию и инициалы обучающегося, а также номер варианта. Содержание, задание и исходные данные следует поместить в начале работы, а список литературы в конце.

Курсовая работа обязательно подписывается обучающимся с указанием даты.

Обучающийся сдаёт выполненную курсовую работу рецензенту для проверки и обязан до защиты работы внести в неё исправления по замечаниям преподавателя. Все исправления должны быть сделаны на обратной стороне предыдущего листа напротив того места, где допущена ошибка. Стирать и зачёркивать замечания рецензента запрещается. После выполнения каких - либо исправлений и получив новый результат, следует, если это требуется, внести соответствующие поправки и в дальнейшие расчёты.

Курсовая работа, выполненная обучающимся не по своему варианту и в которой не соблюдены выше изложенные положения, к защите не допускается.

ВВЕДЕНИЕ

Во введении к курсовому проекту должны быть кратко изложены: а) актуальность темы  курсовой работы

б) задачи курсовой работы

в) характеристика курсовой работы

1. АНАЛИЗ ПРОФИЛЯ ПУТИ И ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПОДЪЕМА

Для выбора расчётного подъёма, т.е. самого трудного подъёма на заданном участке, необходимо выделить несколько элементов разной длины и крутизны и один        из        них        принять        за                расчётный.        Если        самый        крутой        подъём        имеет небольшую длину, а ему предшествуют “легкие” элементы пути (спуски, площадки),        позволяющие        поезду        развить        высокую        скорость        движения        и преодолеть часть его за счёт использования накопленной кинетической энергии, то такой подъём считать расчётным нецелесообразно. С целью более полного использования тяговых свойств локомотива, за расчётный подъём принимают не самый крутой, но достаточно длинный подъём, на котором может быть достигнута равномерная скорость движения поезда. В этом случае самый крутой подъём называют проверяемым или скоростным.

Например, для профиля № 2 расчетным подъемом будет элемент, имеющий крутизну i= +7‰ и длину s = 6000 м, а не элемент крутизной i= +9‰ и длиной s = 2000 м, так как он небольшой длины и перед ним расположены два спуска и площадка, позволяющие поезду подойти к этому подъему с большой скоростью и за счет запасенной кинетической энергии преодолеть этот подъем.

Крутизну расчётного подъёма определяют по формуле:

iр = iд + iф ,        (1.1) где iд - крутизна действительного подъёма , ‰

iф - крутизна фиктивного подъёма, ‰

Крутизну фиктивного подъёма определяют по формуле:

i = 700 . Sкр

,        (1.2)

iф=        R        S

где        R - радиус кривой, м;  Sкр- длина кривой, м; S - длина элемента участка пути, м.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ЛОКОМОТИВОВ

Из исходных данных выбрать серию и основные расчетные параметры локомотивов        по варианту.

Основные технические данные локомотива серии………….:

• сила тяги при трогании с места Fк тр = …кН;
• расчетная сила тяги Fкр = … кН;
• расчетная скорость движения Vр = …км/ч;
• конструкционная скорость движения Vк =… км/ч;
• масса локомотива mэ = … т;
• длина локомотива lл = … м.

Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению Fсц, кН определяют по  формуле:

Fсц = 9,81 mэ Ψк,        (2.1)        где mэ – масса локомотива,т;        Ψк - расчетный коэффициент сцепления.

Расчетный коэффициент сцепления определяют по формуле из таблицы 6 в соответствии с серией электровоза в пределах скоростей от 0-100 км/ч.

Таблица 6.Формулы для определения расчетного коэффициента сцепления: для электровозов

Результаты расчета свести в таблицу.

Таблица 2.1 – Таблица расчета тяговой характеристики локомотива

Тяговую характеристику локомотива Fк(V) и ее ограничение Fсц(V) построить на миллиметровой бумаге в масштабе: скорость (ось абсцисс) – 10 км/ч = 10 мм; сила тяги (ось ординат) –  50000 Н = 10 мм.

Пример тяговой характеристики

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Масса состава - один из важнейших показателей работы железнодорожного транспорта. Увеличение массы состава позволяет повысить провозную способность железнодорожных линий, уменьшить расход топлива и электрической энергии, снизить себестоимость перевозок. Поэтому массу грузового состава определяют исходя из полного использования тяговых и мощностных качеств локомотива.

1. Расчет критической массы состава

Для выбранного расчетного подъема массу состава в тоннах вычисляют по формуле:

mс =

Fкp –( w0′+ iр)mэg

(w0′′+ iр)g        ,        (3.1)

где Fкp — расчетная сила тяги локомотива, Н; mэ — расчетная масса локомотива, т;

w0' — основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/кН; w0'' — основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН;

iр —удельное дополнительное сопротивление движению поезда в Н/кН, численно равное крутизне подъема в ‰;

g — ускорение свободного падения; g = 9,81 м/с2 .

Величины w0' и w0'' определяют для расчетной скорости локомотива V = Vр.

Расчетная скорость, расчетная сила тяги, масса локомотива и другие расчетные нормативы, взятые из ПТР, приведены в табл.2.

Основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/кН, в зависимости от скорости на режиме тяги (при движении под током) подсчитывают по формуле:

по звеньевому пути

w0'= 1,9+0,01V +0,0003 V 2.        (3.2)

по бесстыковому пути

w0'= 1,9+0,008V +0,00025V 2.        (3.3)

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину w0 '' рассчитывают по выражению:

w0 '' = α4 * w04 '' + α8 * w08 '',

где α4, α8 - % в составе поезда по массе четырехосных и восьмиосных вагонов.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяют по формулам:

по звеньевому пути

с четырехосными вагонами на роликовых подшипниках

w04 '' = 0,7+ (3+0,1V +0,0025V 2) / mв.о        (3.5)

с восьмиосными вагонами на роликовых подшипниках:

w08 ''= 0,7+ (6+0,38V +0,0021V 2 ) / mв.о        (3.6)

по бесстыковому        пути

с четырехосными вагонами на роликовых подшипниках

w04 '' = 0,7+ (3+0,09V +0,002 V 2 ) / mв.о        (3.7)

с восьмиосными вагонами на роликовых подшипниках:

w08 ''= 0,7+ (6+0,38V +0,0021V 2 ) / mв.о        (3.8)

где mв.о — масса, приходящаяся на одну колесную пару четырехосного        и восьмиосного вагонов, т/ось:

mв.о = mв / 4 ИЛИ 8 , т/ось.

2. Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного с учетом использования кинетической энергии

Массу состава, полученную по формуле (4), необходимо проверить на прохождение коротких подъёмов большей крутизны, чем расчётный, с учётом кинетической энергии, накопленной на предшествующих участках.

Проверка выполняется по формуле:

𝟒,𝟏𝟕 (𝒗к 𝟐−𝒗н𝟐 )

S≤

𝒇кср – 𝒘кср

,        (3.10)

где S – длина проверяемого участка профиля пути, м; vк – скорость в конце проверяемого подъёма (эта скорость должна быть не менее расчетной, в курсовой работе 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:

fкср = Fкср /(mэ+ mc)g ,        (3.11)

а общее удельное сопротивление движению поезда wкср – по формуле:

wкср = ( mэ w0' + mc w0 '') / (mэ+ mc) + iпр,    (3.12)

где iпр – проверяемый подъём крутизной больше расчетного, ‰.

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

vср = (vн - vк) / 2 ,        (3.13)

Значение силы тяги Fкср для средней скорости vср определяется по построенной тяговой характеристике локомотива.

Если полученное по формуле (3.10) расстояние больше или равно длине проверяемого подъёма, то этим проверка заканчивается. Если же путь S, который может быть пройден за счет разгона, окажется короче длины проверяемого подъёма, то необходимо уменьшить массу состава (например, на 100 т) и все расчёты по проверке повторить снова и т. д. до тех пор, пока не будет выдерживаться условие формулы (3.10).

3. 3 Проверка массы состава при трогании поезда с места

При составлении графика движения и в практической деятельности железных дорог остановка поездов может предусматриваться на линейных станциях и разъездах для скрещения на однопутных линиях и обгона на двухпутных. Нередко указанные пункты расположены на подъемах до 2,5 ‰, и при трогании с места состава локомотиву приходится преодолевать не только основное сопротивление движению, которое значительно больше, чем при

движении с равномерной скоростью, но и дополнительное. Отметим, что и сила тяги при трогании с места Fктр значительно выше, чем при движении с расчетной скоростью. Избыточная сила тяги расходуется на преодоление повышенного сопротивления движению при трогании с места и на ускорение поезда.

Рассчитав массу состава поезда, необходимо произвести проверку по условию трогания с места поезда на раздельных пунктах.

Масса состава, который может быть стронут с места на раздельном пункте с максимальным уклоном iр

mтр

=                Fктр (wтр + iр)𝑔

- mэ

,        (3.14)

где Fктр – сила тяги локомотива при трогании с места, Н; wтр – удельное сопротивление состава при трогании с места, кгс/т; iр - уклон пути на станции (предполагается, что трогание производится в направлении подъема), ‰,

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

wтр4,8 = 28 / (mв.o + 7),        (3.15)

Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов wтр определяют по выражению:

wTp = α4 * wтр4 + α8 * wтр8,        (3.16)

3.4 Проверка массы поезда по длине приемо - отправочных путей

Для того чтобы обеспечить возможность скрещения и обгона поездов, массу поезда необходимо проверить на возможность пропуска его по приемо- отправочным путям станций исходя из их длины. Длина поезда должна быть менее полезной длины приемо-отправочных путей на участках обращения данного поезда с учетом десятиметрового допуска на установку поезда. Для того чтобы определить длину поезда, суммируют длину вагонов (по осям автосцепок), из которых сформирован состав, и длину локомотивов.

Чтобы выполнить проверку массы состава по длине приемо-отправочных путей, необходимо определить число вагонов в составе, длину поезда и сопоставить эту длину с заданной длиной приемо-отправочных путей станции 1250 м.

Длина поезда в метрах определяется из выражения: lп = lс + nл lл + 10,        (3.17)

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:

1с = ∑(ni *1i ),        (3.18)

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

Количество вагонов определяем по выражению:

ni = αi * mс / mi,        (3.19)        (2.13)

где αi - доля вагонов i-го типа (по массе); mi - масса одного вагона i -го типа, т.

Проверка возможности установки поезда на приемо-отправочных путях выполняется по соотношению

lП ≤ lПОП

Если длина поезда меньше или равна длине приемо-отправочных путей станций заданного участка, то масса состава не корректируется и делается вывод о том, что массу состава уменьшать не надо.

Если же вычисленная длина поезда получилась больше длины приемо- отправочных путей, указанной в исходных данных, то масса состава уменьшается так, чтобы длина поезда не превышала длину приемо-отправочных путей на станциях (при этом снова должно быть определено число вагонов в составе уменьшенной массы и соответствующая длина поезда и выполнено сопоставление последней с заданной длиной приемо-отправочных путей станций).

Количество уменьшаемых вагонов nу.в определяют по формуле:

nу.в = ( lп + 10 - lст ) / lв ,        (3.20) где lст – длина станции, м

Количество вагонов, оставленных в составе

nв.о = nв – nу.в

4. СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ

Для повышения точности результатов тяговых расчетов, а также для сокращения объема последних и, следовательно, времени на их выполнение, необходимо спрямлять профиль пути.

Спрямлять разрешается только близкие по крутизне элементы одного знака.

Площадки могут включаться в группы с элементами, имеющими как положительный знак, так и отрицательный.

Элемент профиля пути на остановочных пунктах, расчетный подъем, подъем круче расчетного, для которого выполняется проверка на возможность преодоления его за счет кинетической энергии, а также спуск, по которому определяется максимально допускаемая скорость движения по тормозным средствам поезда – не объединяются с другими элементами (к ним добавляется только фиктивный подъем, если на них имеется кривая).

Проверка возможности спрямления должна производиться для каждого элемента действительного профиля пути, входящего в спрямляемый участок

Спрямление профиля состоит в замене двух или нескольких смежных элементов продольного профиля пути одним элементом, длина которого Sс равна сумме длин спрямленных элементов (S1, S2, …, Sn), т. е.

Sс=S1+S2+…+Sn        ,        (4.1)

Крутизна iс' вычисляется по формуле

iс' =(i1S1+i2S2+…+InSn)/(S1+S2+…+Sn),        (4.2)

где i1, i2, …, in –крутизна элементов спрямляемого участка, ‰.

Проверку возможности спрямления группы элементов профиля выполняют по формуле:

(2000/i)≥ Si,        (4.3)

где Si – длина спрямляемого элемента, м;

i – абсолютная величина разности между уклоном спрямляемого участка и уклоном проверяемого элемента , ‰, т.е. ic'-ii.

Кривые на спрямленном участке заменяются фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формуле:

iс'' =(700/Sс)*Σ(Sкрi/Ri),        (4.4)        где Sкрi и Ri – длина и радиус кривых в пределах спрямленного участка, м.

Крутизна спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой ic=ic'+ic'' ,        (4.5)

Результаты расчетов по спрямлению заданного профиля пути сводятся в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Таблица спрямления профиля пути

Заданный в табличной форме профиль и план пути необходимо нанести на лист миллиметровой бумаги шириной 297 мм и длиной 630 мм. Профиль вычерчивается в масштабе: путь 1 км – 20 мм; высота переломных точек 1 м – 1 мм.

Пример построения профиля пути

5. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ

РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ

Для построения диаграмм удельных равнодействующих сил предварительно составляют таблицу для трех режимов ведения поезда по прямому горизонтальному пути:

а) для режима тяти f1(v) =fк - w0;

б) режима холостого хода f2(v) = -wox; в) режима торможения:

• при служебном торможении f3(v) = -(0,5bт+ wox)
• при экстренном торможении f4(v)= -(bT +wox)

Таблицу удельных равнодействующих сил, форма которой приведена ниже, заполняют для скоростей от 0 до конструкционной (в данной работе до 100 км/ч) через 10 км/ч.

Основное удельное сопротивление движению локомотива при движении под током w'o и основное удельное сопротивление движению состава w0'' определяют по выше указанным формулам.

Основное удельное сопротивление движению локомотива на холостом ходу (при движении без тока), определяют по формуле:

wx = 2,4 + 0,01l v + 0,0003v2, H/кН (5.1)

Удельные тормозные силы поезда в Н/кН вычисляют по формуле             (5.2)

где φkp — расчетный коэффициент трения колодок о колесо приведены в таблице 5:

ϑp — расчетный тормозной коэффициент состава принять равным 0,33

Н/кН:

Удельная замедляющая сила, действующая на поезд на режиме торможения,

• при служебном регулировочном торможении: wox + 0,5bT;
• при экстренном торможении: wox + bT .

Все        результаты        вычислений        вносят        в        расчетную        таблицу        удельных

равнодействующих сил.

По данным этой таблицы следует построить по расчетным точкам диаграммы удельных равнодействующих сил для режима тяги fк - w0 = f1 (v), режима холостого хода wox =f2(v) и режима служебного торможения wox + 0,5bT =f3

(v) .

Таблица удельных равнодействующих сил Локомотив        ; масса состава Q =        т

Диаграммы удельных равнодействующих сил рекомендуется вычертить на отдельном листе, с тем, чтобы в дальнейшем при построении кривой v=f(s) ее можно было бы перемещать вдоль профиля.

При построении графических зависимостей следует пользоваться масштабами, приведенными в таблице.

Диаграммы удельных равнодействующих сил вычерчивают на миллиметровой бумаге, расчетные точки наносят на планшет заточенным карандашом четко, чтобы их положение было заметно (образец оформления показан на отдельном листе).

Пользуясь построенными диаграммами удельных равнодействующих сил для определенной массы состава и типа локомотива, можно анализировать условия и характер движения поезда на различных элементах профиля пути: определять равномерную скорость движения поезда на элементах различной крутизны, удельную равнодействующую силу на разных элементах в зависимости от скорости и т.д.

Пример построения диаграммы удельных равнодействующих сил поезда

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ЗАДАННОМ УЧАСТКЕ.

Необходимо определить максимально допустимую        скорость движения на наиболее крутом спуске участка при заданных тормозных средствах и принятом тормозном пути.

Полный тормозной путь определяется по формуле:

SТ = Sп + Sд,        (6.1)

где Sп - путь подготовки тормозов к действию, на протяжении которого тормоза поезда условно принимаются недействующими (от момента установки управляющего органа КМ в тормозное положение до включения тормозов поезда); Sд - действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд движется с действующими в полную силу тормозами (конец пути Sп совпадает с началом        пути  Sд)

Полный тормозной путь Sп= 1200 м, (на спусках более 6‰). Определим путь подготовки тормозов к действию по формуле:

Sп = 0,278 VH tп,

где VH = V конст = 100 км/ч - скорость в начале торможения; tп -время подготовки тормозов к действию.

Для автотормозов грузового типа:

• для составов длиной до 200 осей: tп = 7 - 10ic / bT
• для составов длиной 200-300 осей: tп = 10- 15ic / bT

- для составов длиной более 300 осей: tп = 12- 18ic / bT

где        ic ‰ - наиболее крутой спуск; ϑp — расчетный тормозной коэффициент

состава в кН/кН; φkp - коэффициент трения

По данным расчетной таблицы удельных равнодействующих сил строим по точкам графическую зависимость удельных замедляющих сил при экстренном торможении от скорости , а рядом, справа, устанавливаем в соответствующих масштабах систему координат . Оси скоростей в обеих системах должны быть параллельны, а оси удельных сил и пути должны лежать на одной прямой.

Решаем    тормозную    задачу     следующим     образом.    От    точки вправо    на оси откладываем значение полного тормозного пути , который следует принимать равным: на спусках крутизной до 6 включительно – 1000м, на спусках круче 6 и до 12 – 1200м.

На кривой отмечаем точки, соответствующие, средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10 км/ч (т. е. точки, соответствующие 5,15,25,35 и т.д. км/ч). Через эти точки из точки М на оси соответствующей крутизне самого крутого спуска участка (полюс построения), проводим лучи 1,2,3,4 и т. д.

Построение кривой начинаем из точки О, так как нам известно конечное значение скорости при торможении, равное нулю. Из этой точки проводим (с помощью линейки и угольника) перпендикуляр к лучу 1 до конца первого интервала, т. е. в пределах от 0 до 10 км/ч (отрезок ОВ). из точки В проводим перпендикуляр к лучу 2 до конца второго скоростного интервала от 10 до 20 км/ч (отрезок ВС); из точки С проводим перпендикуляр к лучу 3 и т. д. Начало каждого последующего отрезка

совпадает с концом предыдущего. В результате получаем ломаную линию, которая представляет собой выраженную графически зависимость скорости заторможенного поезда от пройденного пути (или, говоря иначе, зависимость пути, пройденного поездом на режиме торможения, от скорости движения).

Пример построения тормозной задачи

Решив графически тормозную задачу, мы определили максимально допустимую скорость движения по наиболее крутому спуску        км/ч., а также путь подготовки тормозов        м., и действительный тормозной путь

м.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение тяговой характеристики локомотива?
2. Какие ограничения могут накладываться на тяговую характеристику локомотива?
3. Что необходимо знать при определении массы состава?
4. Что такое крутизна уклона, ее размерность и как отличить по записи подъем от спуска?
5. Для чего выбирают расчетный подъем?
6. Какие основные расчетные характеристики локомотивов необходимы при определении массы состава на расчетном подъеме?
7. Какие проверки проводятся для рассчитанной массы состава?
8. Как обеспечивается безопасность движения после определения максимально допустимой скорости движения по наибольшему спуску заданного участка?
9. Какие пять факторов влияют на длину подготовительного тормозного пути?
10. Какова последовательность решения тормозной задачи графическим способом для определения максимально допустимой скорости движения по наибольшему спуску заданного участка?

Список литературы

1. Гребенюк, П.Т. Правила тяговых расчетов для поездной работы [Текст]: учеб. – метод. рекомендации / Гребенюк, П.Т., Долганов, А.Н.; под ред. В.Г. Максимова;

Москва: Транспорт, 2009.- 70с.

2. Гребенюк, П.Т., Тяговые расчеты [Текст]: / учеб. – метод. рекомендации Гребенюк, П.Т., Долганов, А.Н., Скворцов, А.И. / под ред.А.И. Скворцова; В.Г. Максимова; Москва: Транспорт, 2010.- 82с.
3. Кузьмич, В.Д. Теория локомотивной тяги [Текст]: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / В.Д. Кузьмич, В.С. Руднев, С.Я. Френкель; под ред В.Д. Кузьмича ; Москва: Маршрут, 2005.- 448с.
4. Осипов, С.И. Теория электрической тяги [Текст]: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / С.И.Осипов, С.С. Осипов, В.П. Феоктистов; под ред С.И. Осипова; Москва: Маршрут, 2006.- 436с.
5. Осипов, С.И. Основы тяги поездов [Текст]: Учебник для студентов техникумов и колледжей ж.-д. транспорта / С.И. Осипов : Москва: УМК МПС России, 2000.- 592 с.
6. Френкель, С.Я. Техника тяговых расчетов [Текст]: учебно-методическое пособие / С.Я. Френкель: Министерство   образования   Беларусь.- Гомель, 2007.- 72 с.
7. Фуфрянский, И.А. Подвижной состав и тяга поездов [Текст]: учеб. – метод. рекомендации / И.А. Фуфрянского; под ред. докт. техн. наук, проф. И.А. Фуфрянского: Москва: Транспорт, 1979.
8. Хуторянский, Н.М. Решение тормозных задач [Текст]: учеб. – метод. рекомендации / А.А. Вознесецкий; под ред Л.Т. Артюхина: Москва: ВЗИИТ, 1990.