Шаг 4. Выбор расчетного подъема и расчет массы состава

 

Чтобы снизить себестоимость перевозок грузов, нужно перевозить их в поездах возможно большей массы. Эта наибольшая масса ограничивается возможностью проведения поезда электровозом по наиболее тяжелому (расчетному) подъему, условиями трогания поезда с места на станции и длиной приемо-отправочных путей. Под расчетным подъемом понимают наиболее трудный для движения в выбранном направлении подъем на котором локомотив развивает расчетную силу тяги при расчетной скорости движения.

Наиболее крутой подъем при большой длине принимают за расчетный.

Студент анализирует профиль пути и выбирает с соответствующими обоснованиями расчетный подъем i_Р. Электровоз на расчетном подъеме должен развивать возможно большую допустимую силу тяги, называемую расчетной F_кр. Скорость электровоза при такой силе тяги называют расчетной скоростью V_р. Это расчетные значения силы тяги и скорости находят в точке пересечения тяговой характеристики электровоза при наибольшем напряжении на тяговом двигателе при нормальном возбуждении с ограничивающей линией по сцеплению (в точке В на рис. 3).

При установившейся расчетной скорости движения V_р на расчетном подъеме i_Р массу состава m_с, т, в соответствии с [1,§1.4.2; 3, §59, прил. 1 и 2; 6, §9.2, прил. 1 и 2] определяют по формуле (9)

, (9)

где F_кр - расчетная сила тяги, Н;

m_э - масса электровоза, т, заданная в табл. 1;

w"₀ - основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН.

i_p - удельное дополнительное сопротивление от расчетного подъема в Н/кН, численно равное величине подъема в ‰.

При заданном составе из четырехосных вагонов на роликовых подшипниках при средней массе четырехосного вагона 70 т ω"₀ определяют в зависимости от скорости v по эмпирической формуле (10)

 

, (10)

 

w'₀ - основное удельное сопротивление движению электровоза при работе под током, Н/кН, определяемое по эмпирической формуле

 

w'₀ = 1,9 + 0,01v_p + 0,0003v_p ² (11)

 

Подставив в формулы (10) и (11) расчетную скорость V_р, студент находит w"₀ и w'₀, а затем, определив из тяговых характеристик расчетную силу тяги F_кр, рассчитывает массу состава. В соответствии с ПТР (правила тяговых расчетов для поездной работы) полученною массу состава округляют кратно 50 т.

В связи с тем, что при трогании поезда его сопротивление больше, чем при движении, рассчитанную по условию движения на расчетном подъеме массу состава нужно проверить на трогание с места на станции (i = 0) по формуле (12) [1, §1.2.5, 1.4.4; 3, §60; 6, § 9.3]

 

(12)

 

где m_{с тр}, - масса состава по условиям трогания с места, т;.

 

F_{к тр} - сила тяги электровоза при трогании с места, Н, которую берут из тяговых характеристик на ограничивающей линии по сцеплению колес с рельсами при V = 0 (точка А на рис. 3) или из табл. 6;

i – удельное дополнительное сопротивление его подъема в Н/кН, численно равное величине подъема в ‰;

w_тр - удельное основное и дополнительное сопротивление состава при трогании, Н/кН и определяется по эмпирическим формулам.

 

Для подвижного состава на роликовых подшипниках его определяют по формуле (13).

 

(13)

 

Здесь m_во - средняя масса, приходящаяся на одну колесную пару состава, т; в нашем составе m_во ⁼ 70/4 = 17,5 т.

Если полученная масса состава m_стр окажется больше рассчитанной массы m_c, то электровоз сможет взять данный состав с места.

Массу состава m_c необходимо также проверить по длине приемо-отправочных станционных путей 1_ст, в пределах которых поезд должен устанавливаться (с запасом в 10 м) [1, §1.4.5; 3, §61; 6, §9.4].

Длину поезда 1_п м, с этим запасом определяют по формуле (14)

 

1_п = 1_с + 1_э + 10, (14)

 

где 1_э - длина электровоза, м; (см. задание)

1_с - длина состава, м, определяемая в нашем случае по формуле (15)

 

l_c = n_в · l_в, (15)

 

где , количество вагонов, после расчета округляется в большую сторону.

 

Здесь m_в - заданная средняя масса четырехосного груженого вагона, т;

1_В - заданная длина четырехосного вагона, м.

Рассчитанная по формуле (14) длина поезда должна быть меньше длины приемо-отправочных путей 1_ст. В качестве такого пути студент берет наиболее короткий элемент профиля пути из двух станционных элементов (ст. А или В) при i = 0.

Если длина поезда окажется больше длины станционных путей, то масса состава корректируется.

Студент после расчета должен указать 1_п < 1_ст или 1_п > 1_ст с соответствующим выводом.

Оформление шага. Расчетный подъем i_Р =...‰, расчетная скорость v_р =...км/ч, расчетная сила тяги F_кр =...Н, масса состава m_с...т, m_{c тр} … т, 1_п <1_ст или 1_п>1_ст.

 

РАЗДЕЛ З

РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ