Особливості улаштування шляху у кривих.

Теоретичні відомості

Улаштування рейкової колії тісно пов'язано з конструкцією і розмірами колісних пар рухомого складу.

Колісна пара складається з стальної осі, на яку наглухо посажені колеса, маючи для запобігання зходу з рейок направляючі гребні.

Відповідно з ПТЕ верхня частина головок рейок обох частинок шляху повинна бути в одому рівні.

Особливості улаштування шляху у кривих.

У кривих ділянках будова колії має ряд особливостей, основними з яких виявляються наступні:

Колісна пара на рейковій колії.

Підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою, наявність перехідних кривих, розширення колії при малих радіусах, укладання вкорочених рейок на внутрішній рейковій нитці, підсилювання колії, збільшення відстані між осями колії на двох та багатоколійних лініях.

Підвищення зовнішньої рейки передбачається при радіусі кривої 4000м та менше для того, щоб навантаження на кожну рейкову нитку було приблизно однаково з урахуванням дії відцентрової сили.

, (4..1)

Відомо, що при проходженні рухомого складу по кривій радіусом К виникає відцентрова сила.

(1.1)

 

де m – маса,

G – маса одиниці рухомого складу,

g – прискорення сили ваги.

 

При підвищенні зовнішньої рейки на величину h появляється складова сила ваги Н, направлення всередину кривої. На мал. 8.3 видно, що H/G=h/S₁.

Для однакового тиску на рейки необхідно, щоб Н врівноважувала І, тоді рівнодійна N буде перпендикулярна нахиленій площині колії. Враховуючи, що кут малий і при максимальному допустимому підвищенні зовнішньої рейки 150 мм =0.996, можна прийняти, що

 

(1.2)

Підставляючи S₁=1,6 м,g=9,81 м/с²і виражаючи V в км/год, а радіусR в м, дістанемо

h=12,5V_сер²/R в мм. (1.3)

Оскільки у реальних умовах по кривим проходять поїзди різної маси Q_iта з різними швидкостями V_i, тоді для рівномірного зносу рейок у наведену формулу підставляють середню квадратичну швидкість.

(1.4)

 

При h=12,5 V_сер²/Rу поїздах, прямуючих зі швидкостями вище V_сер, на пасажирів та ватаж буде діяти непогашене прискорення, яке дорівнює різниці між відцентровим прискоренням V_сер²/R та спрямованій до центру кривої прискорення gh/S_i.

На залізниці допустиме непогашене прискорення складає 0,7 м/с² і лишев окремих випадках 0,9 м/с².

 

Виконання роботи

Отримавши дані для розрахунку задачі свого варіанту, обчислюю висоту підйому рейки на кривих.

Користуючись формулою h=12,5 V_сер²/R в мм, визначаю h

Підставивши дані з умови задачі, отримую:h=12,5*70²/2500

h=24,5мм

Висновок: в ході роботи я ознайомився з формулами на знаходження радіусу кривої, середньої швидкості в кривій, швидкості руху складу. Обчислив висоту підйому рейки в кривих ділянках колії, використавши дані свого варіанту та відповідні формули.

 

Вихідні дані	Остання цифра шрифту
						5
Швидкість руху складу	км/год		--			--	--		--		--
Середня швидкість в кривій	км/год	--		--	--			--		--
Радіус кривої	м

 

Задача № 2

Тема: Визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) електричної тяги.

Теоретичні відомості

Вихідні дані для визначення ККД вибираються з табл.

ККД електричної тяги - це ККД усієї системи, яка включає в себе і ККД установок для вироблення, передачі, перетворення та споживання енергії. На кожній з ділянок цієї системи існують втрати енергії, які потрібно враховувати при визначенні ККД системи.

Електрична енергія виробляється на теплових, гідравлічних, а також атомних електростанціях.

ККД теплових електростанцій залежить від параметрів пари, яка поступає в турбіни. При підвищенні тиску та температури пари ККД теплових електростанцій підвищується.

ККД електровозів постійного струму 88 - 89 %, електровозів змінного струму 84 — 85 %, (існують додаткові витрати енергії у понижуючому трансформаторі та випрямлячі струму).

ККД електричної тяги визначається добутком його складових частин:

Y_e=n_ес*n_пм*n_леп*n_мп*n_кс*n_е (2.1)

де n_ес – ККД теплової електростанції;

n_пм – ККД підвищувального трансформатора;

n_леп – ККД лінії електропередач;

n_мп – ККД тягової підстанції;

n_кс – ККД контактної мережі;

n_е – ККД електровоза.

Виконання роботи

Отримавши дані для свого варіанту з таблиці, обчислюю ККД електричної тяги. Викоритавши формулу Y_e=n_ес*n_пм*n_леп*n_мп*n_кс*n_е обчислюю ККД.

Y_e=0,40*0,98*0,97*0,90*0,91*0,89

Y_e=0,277

Висновок: В ході роботи я ознайомився з ККД електростанцій, підвищувального трансформатора, ліній електропередач, тягової підстанції, контактної мережі, електровоза.

Визначив ККД електричної тяги, використавши відповідні формули.

Модернізувати систему тягового електропостачання 3 кВпостійного струму можливодвоманапрямками:

1) переведенням електрифікованих ділянок на змінний струм напругою 25 кВпромислової частоти 50 Гц;

2) підвищеннямнапруги у контактніймережіпостійного струму до рівня 6 кВ, 12 кВабо 24 кВ, що дозволить зменшитиструмовенавантаження та під­вищитипропускнуздатністьцихелектрифікованихділянок.

При збільшенні напруги у контактній мережі постій­ного струму зростає ККД тягової мережі, а тому і ККД енергосистеми електри­фікованих на постійному струмі залізниць також зростає.

 

 

Задача № 3

Теоретичні відомості

Вагоном називається одиниця рухомого складу залізниць, що призначена для перевезення пасажирів або вантажів. Основною рисою сучасного вагонного парку є його різноманітність. Вагони класифікуються за наступними ознаками:

1) За самохідністю - на несамохідні, переміщення яких виконується
локомотивами, і самохідні, що мають власну енергетичну установку;

2) За призначенням – на пасажирські і вантажні;

3) За наявністю візків - на візкові і безвізкові;

4) За кількістю осей - на двовісні, чотиривісні, шестивісні і багатовісні;

5) За матеріалом і технологією виготовлення кузова - на
суцільнометалеві і з дерев'яною чи металевою обшивкою кузова.

Пасажирські вагони бувають дальнього прямування, місцевого сполучення, приміські, вагони-ресторани, поштові, багажні, спеціального призначення.

Вантажні вагони розподіляються на наступні основні типи: криті, напіввагони, платформи, цистерни, ізотермічні вагони, вагониспеціального призначення.

Крім перерахованих ознак вагони розподіляються за своїми основними параметрами. Параметри найбільш поширених типів вагонів наведені в табл.3.1

Вантажопідйомність вагону Р - це максимальна вага вантажу, який можливо в ньому перевозити за умовами міцності та безпеки руху.

Тара Т - це вага самого вагону, що необхідна для забезпечення міцності і надійності конструкції вагону.

Коефіцієнт тариk_t, являє собою відношення тари вагону до його вантажопідйомності.

k_t=Т/Р (3.1)

 

В залежності від внутрішніх розмірів кузова - довжини L, ширини В і висоти Н визначаються площа підлоги S для платформ, і об'єм кузова Vдля решти типів вагонів:

S=L*B (3.2)

W=L*B*H (3.3)

Об'єм котла цистерни визначається за формулою:

W= *B²*L/4 (3.4)

Питома площа підлоги S_п (для платформи) і питомий об'єм кузова

W_y (для решти типів вагонів) характеризують ефективність використання вагону і визначаються за формулами:

 

S_n=S/P (3.5)

W_y=W/P (3.6)

Навантаження від осі на рейку q₀ є одним з основних обмежуючих параметрів вантажопідйомності вагона і залежить від кількості осей n:

q₀=(P+T)/n (3.7)

Іншим параметром, що обмежує вантажопідйомність вагону є допустиме навантаження на 1 м коліїU_n, що залежить від довжини вагону по осях автозчепів L_n, і визначається за формулою:

U_n=(P+T)/L_n (3.8)

Перераховані параметри є основою для розрахунку економічних показників використання вагонного парку.

Виконання роботи

Отримавши дані з таблицю підставляю їх в формули.

Для знаходження площі підлоги S, використовую формулу S=L*B.

S=18,9*2,8 S=52,92м²

Об’єм кузова та питомий об’єм для вагона платформи не визначається.

Питому площу підлоги знаходжу за формулою S_n=S/Р

S_n=52,92/67 S_n=0,79м²/т

Технічний коефіцієнт тари визначається за формулою k_t=Т/Р

k_t=27/67 k_t=0,4

Навантаженя від осі на рейку визначаю за формулою q₀=(P+T)/n

q₀=(67+27)/4 q₀=23,5т

Навантаження на 1 м колії визначаю за формулою U_n=(P+T)/L_n

U_n=(67+27)/20 U_n=4,7т/м

Отримані дані заношу до таблиці

Основні параметри вагонів

Назва параметру	Варіанти
Платформи
13-491
Вантажопідйомність Р, т
Тара Т, т
Внутрішні розміри кузова, м: ДовжинаL Ширина В Висота Н	18.3 2.8 --
Довжина по осях автозчіпокLп, м
Кількість осей n, шт.
Конструкційна швидкість V, км/год
Площа підлоги S, м^3	52,92
Об’єм кузова W, м^3	---
Питомий об’ємWy, м^3/т	---
Питома площа підлоги Sy, м^2/т	0,79
Технічний коефіцієнт тари kt	0,4
Навантаженя від осі на рейку qo, т	23,5
Навантаження на 1 м колії Un, т/м	4,7

 

Висновок: В ході роботи я ознайомився з одним типом вагону, заданим за варіантом. Визначив його основні параметри, використовуючи відповідні формули, в які підставив відомі значення з таблиці.

Задача № 4

Виконання роботи

Найбільший пробіг тепловозів між забезпеченнями дизельним пальним для даного варіанту не обчислюється, оскільки за даним варіантом тип локомотива – електровоз ВЛ11.

Найбільший пробіг локомотива між пунктами забезпечення піском визначається з виразу:

82,636км

 

Перехід від норми витрат умовного палива до натурального здійснюється по формулі:е_д.п=е_д._п._у/Е,кг/10 ткм брутто

е_д.п= 140/1,45,кг/10 ткм брутто е_д.п= 96,55

Висновок: В ході роботи я ознайомився з даним типом локомотива та його загальними вихідними даними, згідно варіанту. Використовуючи відповідні формули, я вирахував задані обчислення задачі.

Задача № 5

Таблиця 5.1

Показники	Остання цифра залікової книжки
Завантаження вагонів, шт - Uн
Розвантаження вагонів, шт - Up
Прийом завантажених вагонів, шт - Uпр
Вантажний рейс, км -

Таблиця 5.2

Показники	Остання цифра залікової книжки
Технічна швидкість, км/год, Vт		--	40/45	--		--			--	49/55
Дільнична швидкість, км/год, Vд	--		--	33/35	--		--	--	32/38	--
Простій вагону
На 1техн. ст., год., tтех		2,5	2,0			5/3
Під завантаженням, год., tн							16/10
Під розвантаженням, год.,tр		21/15
На всіх пром. ст., год.,tпр		--		--		--			--
Коефіцієнт порожнього пробігу	0,3/0,2	0,1	0,2	0,3	0,4/0,2	0,25	0,2	0,35	0,4	0,15
Вагонне плече, км,L								175/200

Виконання роботи

 

Оборот вагону визначаю за формулою:

 

Повний рейс вагону дорівнює: , ,

 

t_пр=4 = 532/50+4=14,64

Коефіцієнт місцевої роботи К_м дорівнює:К_м=(U_H+U_p)/UU=U_н+U_пр

U=1800+8800, U=10600К_м=(1800+2800)/10600 К_м=0,43396

, ,

,

 

 

Висновок: З ходу роботия ознайомився з процесом обороту вагонів на залізниці.

Опрацювавши таблиці, я визначив час обороту вагонів, використавши відповідні формули, та підставивши в них дані з таблиці знайшов кінцеве значення.

Задача № 6

Вихідні дані для цієї задачі приведені в табл. 6.1, 6.2.

Хід виконання роботи

1. Визначити масу складу потягу;

2. Визначити довжину потягу;,..

3. Вибрати стандартну довжину приймально - відправних колій;

4. Описати сили, що діють на потяг, та надати схему прикладання
сил руху та гальмування до колеса.

Теоретичні відомості

Улаштування рейкової колії тісно пов'язано з конструкцією і розмірами колісних пар рухомого складу.

Колісна пара складається з стальної осі, на яку наглухо посажені колеса, маючи для запобігання зходу з рейок направляючі гребні.

Відповідно з ПТЕ верхня частина головок рейок обох частинок шляху повинна бути в одому рівні.

Особливості улаштування шляху у кривих.

У кривих ділянках будова колії має ряд особливостей, основними з яких виявляються наступні:

Колісна пара на рейковій колії.

Підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою, наявність перехідних кривих, розширення колії при малих радіусах, укладання вкорочених рейок на внутрішній рейковій нитці, підсилювання колії, збільшення відстані між осями колії на двох та багатоколійних лініях.

Підвищення зовнішньої рейки передбачається при радіусі кривої 4000м та менше для того, щоб навантаження на кожну рейкову нитку було приблизно однаково з урахуванням дії відцентрової сили.

, (4..1)

Відомо, що при проходженні рухомого складу по кривій радіусом К виникає відцентрова сила.

(1.1)

 

де m – маса,

G – маса одиниці рухомого складу,

g – прискорення сили ваги.

 

При підвищенні зовнішньої рейки на величину h появляється складова сила ваги Н, направлення всередину кривої. На мал. 8.3 видно, що H/G=h/S₁.

Для однакового тиску на рейки необхідно, щоб Н врівноважувала І, тоді рівнодійна N буде перпендикулярна нахиленій площині колії. Враховуючи, що кут малий і при максимальному допустимому підвищенні зовнішньої рейки 150 мм =0.996, можна прийняти, що

 

(1.2)

Підставляючи S₁=1,6 м,g=9,81 м/с²і виражаючи V в км/год, а радіусR в м, дістанемо

h=12,5V_сер²/R в мм. (1.3)

Оскільки у реальних умовах по кривим проходять поїзди різної маси Q_iта з різними швидкостями V_i, тоді для рівномірного зносу рейок у наведену формулу підставляють середню квадратичну швидкість.

(1.4)

 

При h=12,5 V_сер²/Rу поїздах, прямуючих зі швидкостями вище V_сер, на пасажирів та ватаж буде діяти непогашене прискорення, яке дорівнює різниці між відцентровим прискоренням V_сер²/R та спрямованій до центру кривої прискорення gh/S_i.

На залізниці допустиме непогашене прискорення складає 0,7 м/с² і лишев окремих випадках 0,9 м/с².

 

Виконання роботи

Отримавши дані для розрахунку задачі свого варіанту, обчислюю висоту підйому рейки на кривих.

Користуючись формулою h=12,5 V_сер²/R в мм, визначаю h

Підставивши дані з умови задачі, отримую:h=12,5*70²/2500

h=24,5мм

Висновок: в ході роботи я ознайомився з формулами на знаходження радіусу кривої, середньої швидкості в кривій, швидкості руху складу. Обчислив висоту підйому рейки в кривих ділянках колії, використавши дані свого варіанту та відповідні формули.

 

Вихідні дані	Остання цифра шрифту
						5
Швидкість руху складу	км/год		--			--	--		--		--
Середня швидкість в кривій	км/год	--		--	--			--		--
Радіус кривої	м

 

Задача № 2

Тема: Визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) електричної тяги.

Теоретичні відомості

Вихідні дані для визначення ККД вибираються з табл.

ККД електричної тяги - це ККД усієї системи, яка включає в себе і ККД установок для вироблення, передачі, перетворення та споживання енергії. На кожній з ділянок цієї системи існують втрати енергії, які потрібно враховувати при визначенні ККД системи.

Електрична енергія виробляється на теплових, гідравлічних, а також атомних електростанціях.

ККД теплових електростанцій залежить від параметрів пари, яка поступає в турбіни. При підвищенні тиску та температури пари ККД теплових електростанцій підвищується.

ККД електровозів постійного струму 88 - 89 %, електровозів змінного струму 84 — 85 %, (існують додаткові витрати енергії у понижуючому трансформаторі та випрямлячі струму).

ККД електричної тяги визначається добутком його складових частин:

Y_e=n_ес*n_пм*n_леп*n_мп*n_кс*n_е (2.1)

де n_ес – ККД теплової електростанції;

n_пм – ККД підвищувального трансформатора;

n_леп – ККД лінії електропередач;

n_мп – ККД тягової підстанції;

n_кс – ККД контактної мережі;

n_е – ККД електровоза.