Тяговые расчёты на подъездном пути промышленного предприятия

16

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра организации перевозок и управления на транспорте

Курсовой проект

по дисциплине «Эксплуатация подвижного состава»

Тема: Тяговые расчёты на подъездном пути промышленного предприятия

Выполнила студентка

группы КЗМХЖ-082

Ганеева Р. А.

Проверил старший

преподаватель Квашнина Е.В.

Новокузнецк 2008г

Содержание

Введение

1 Характеристика профиля пути локомотива

2 Определение веса состава

3 Выполнение проверки веса состава

4 Расчёт данных удельных ускоряющих сил

5 Определение допустимой скорости движения поезда на максимальном спуске по условиям торможения

Введение

Транспорт (от лат. transportare - перемещать, перевозить) - сфера услуг, осуществляющая перевозки людей и грузов. Транспорт включает совокупность путей сообщения и подвижных перевозочных средств, а также различных сооружений и устройств, обеспечивающих их нормальную работу.

В международном товарообмене транспорт занимает особое место. С одной стороны, он является необходимым условием осуществления международного разделения труда; с другой стороны - выступает на международных рынках в качестве экспортера своей продукции, которая представляет специфический товар - транспортные услуги. Таким образом, формируются два различных подхода к роли транспорта в системе внешнеэкономических связей.

Рассмотрим более детально первый из них. Он гласит: «Транспорт следует рассматривать как необходимую, важную, но все же обеспечивающую (вспомогательную) отрасль мирового хозяйства и международных экономических отношений». Результатом определения такой роли стало широкое распространение понятия «транспортное обеспечение ВЭС (внешней торговли)».

Транспортное обеспечение (ТО) следует рассматривать как систему, представляющую совокупность технических, технологических элементов; экономических, правовых, организационных воздействий; форм и методов управления транспортными процессами и операциями.

В рамках ТО находится транспортное обслуживание, которое проявляется в системе транспортного обеспечения как конечный результат деятельности транспортных фирм по выполнению договора перевозки, представляя собой совокупность средств, форм и методов, обеспечивающих производство транспортной продукции надлежащего качества.

Первой особенностью транспортного обеспечения в международных экономических связях является то, что продукция транспорта выступает на международных рынках как объект купли-продажи, и поэтому она подвержена воздействию всех факторов, характеризующих развитие мировой экономики в целом. Транспортная продукция реализуется через международные рынки транспортных услуг.

Другая особенность транспортного обеспечения внешнеэкономических связей - особо острое восприятие и учет на международных транспортных рынках качества транспортного обслуживания, которое проявляется в цене транспортной услуги.

Международный товарообмен и международный транспорт в процессе обращения воздействуют друг на друга, находясь в тесной органической взаимосвязи. Развитие международной торговли способствует развитию транспорта и совершенствованию его технических средств; в свою очередь, научно-технический прогресс на транспорте способствует развитию международного товарообмена, вовлекая в его сферу все новые рынки товаров.

Невозможно представить ни одну внешнеторговую сделку без участия в ней транспорта - в любом случае товар необходимо доставить от продавца к покупателю. Поэтому уровень транспортного обеспечения внешнеэкономических связей оказывает существенное влияние на эффективность внешней торговли, проявляясь в цене товара в качестве транспортной составляющей. Качество транспортной услуги (скорость, регулярность, сохранность, надежность) прямо или косвенно воздействует на формирование самой цены товара, увеличивая ее при высоком транспортном сервисе или уменьшая при низком уровне транспортного обслуживания.

В настоящее время основным источником правового регулирования международных перевозок грузов, пассажиров и их багажа являются международные соглашения. Многие из них охватывают все или несколько видов транспорта. Конвенция ООН о международных смешанных перевозках грузов 1980г. В процессе регулирования международных перевозок большую роль играют внутригосударственные акты. В РФ это Гражданский кодекс, Воздушный кодекс 1997г., Кодекс торгового мореплавания 1999г., Транспортный устав железной дороги РФ 1998г.

1 Характеристика профиля пути локомотива

Рисунок 1 - Профиль и план подъездного пути

Основные базовые характеристики локомотива:

Серия - ВЛ60К;

Длина - 21м;

Расчетная скорость - 43,5 км/ч;

Конструктивная скорость - 100 км/ч;

Расчётная масса локомотива - 138 т;

Расчётная сила тяги - 36800 кгс;

Сила тяги при строгания с места - 49680 кгс.

2 Определение веса состава

Для определения веса состава необходимо мысленно проанализировать спрямленный профиль и решить вопрос о выборе расчётного подъёма. Расчётным называется такой подъём, двигаясь по которому с расчётными значениями скорости и силы тяги, локомотив может перемещать состав соответствующего веса, который определяется по формуле:

Q=F_кр-P((щ₀^I+j_p))/( щ₀^II+ j_p), (1)

где F_кр - расчётная сила тяги локомотива, кгс;

Р - расчётная масса локомотива, т;

щ₀^I - основное удельное сопротивление движению локомотива, кгс/т;

щ₀^II - основное удельное сопротивление движению вагонов, кгс/т;

j_p - руководящий уклон, %₀.

Q=((36800-138(8,01+6))/(1,3+6)= 4776,3 т

Основное удельное сопротивление движению поезда, состоящего из вагонов разных типов, определяется по формуле:

щ₀^II= б₁щ_o^II₁+б₂щ_o^II₂, (2)

где б₁, б₂ - весовые доли вагона данного типа в поезде;

щ_o^II₁, щ_o^II₂ - основные удельные сопротивления движению вагонов данного типа, кг/Н.

щ₀^II=0,86*1,27+0,14*1,24=1,3

Весовые доли вагонов в поезде находим по формуле:

б₁=( m₁q_б1)/( m₁q_б1+ m₂q_б2); (3)

б₂=1- б₁, (4)

где, m - процентное отношение вагонов данного типа в поезде;

q_б - вес вагона брутто;

б₁=(93*81,5)/( 93*81,5+7*173)=0,86

б₂=1-0,86=0,14

Основное удельное сопротивление движению локомотива рассчитывается по формуле:

щ₀^I=1,9+0,01*х_р+0,0003* х_р², (5)

где х_р - расчетная скорость;

щ₀^I=1,9+0,01*43,5+0,003*43,5²=8,01кгс/т

Определение удельного сопротивления движению состава определяется по формуле:

Для 4-го вагона:

щ₀^II₁=0,7+((3+0,1* х_р+0,0025* х_р²)/g_o), (6)

Для 8-го вагона:

щ₀^II₂=0,7+((6+0,038* х_р+0,0021* х_р²)/g_o), (7)

где g_o - нагрузка от оси на рельсы.

Для 4-го вагона:

щ₀^II=0,7+((3+0,1*43,5+0,0025* 43,5²)/21,5)=1,27 кгс/т

Для 8-го вагона:

щ₀^II=0,7+((6+0,038*43,5+0,0021* 43,5²)/21,6)=1,24 кгс/т

Средняя нагрузка на ось определяется по формуле:

g_o= g_б/n (8)

где n - осность вагонов

Для 4-го вагона:

g_o1=81,5/4=20,4 т

Для 8-го вагона:

g_o2=173/8=21,6 т

Средний вес вагона определяется по формуле:

g_б= g_т+ g_г*г (9)

g_т - вес тары вагона, т;

g_г - грузоподъёмность вагона, т;

г - коэффициент использования грузоподъёмности.

Для 4-го вагона:

g_б1=23+65*0,9= 81,5 т

Для 8-го вагона:

g_б2=53+120*1=173 т

3 Выполнение проверки веса состава

Проверка веса составляет на трогания с места выполняется по формуле:

Q_тр= (F_{к тр}/ ((щ_тр+ j_тр))-Р (10)

F_{к тр} - сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

j_тр - величина подъёма на установочной платформе, %₀;

щ_тр - удельное сопротивление движению состава при трогании с места, кгс/т.

Q_тр=(49680/(1,09+9))-138= 4785,68 т

Удельное сопротивление движению состава при трогании с места определяется по формуле:

щ_тр=28/ (g_{o ср}+7) (11)

g_{o ср} - средне-осевая нагрузка состава, т/ось.

щ_тр=28/(18,6+7)=1,09 кгс/т

4785,68>4776,3

Так как вес состава, который может сдвинуть с места электровоз серии ВЛ60К равна 4785,68, а реальный вес состава 4776,3, из чего следует, что локомотив способен перевести данный поезд.

Проверка веса поезда по длине приёмоотправочных путей выполняется по формуле:

Q=(l_по- l_л-10)*У(g_б1*б₁/ l_в1)+ (g_б2*б₂/ l_в2) (12)

l_по - полезная длина приёмоотправочного пути;

l_л - длинна локомотива.

Q=(850-21-10)*(( 81,5*0,93/14)+(173*0,07/20)=4932,78 т

Так как длина поезда равна 1316м, а полезная длина пути равна 1350м, значит, что данный поезд поместится на пути.

Количество вагонов в составе определяется по формуле:

N= Q*б/g_б (13)

Для 4-го вагона:

N₁=4932,78*0,93/81,5=57 в.

Для 8-го вагона:

N₂=4932,78*0,07/173=2 в.

Определение полного веса состава с грузом определяется по формуле:

Q_б= УN* g_б (14)

Q_б=(57*81,5)+(173*2)= 4991,5 т

Чистый вес груза перевозимый в поезде определяется по формуле:

Q_н= Q_б- УN* g_т (15)

Q_н =4991,5-((57*23)+(53*2))= 3574,5т

n=Г/ Q_н (16)

Г - годовой грузооборот, т.

n=4400000/3574,5=1231 поездов/год=4 поезда/день

4 Расчёт данных удельных ускоряющих сил

Значения х вносится от 0 до конструктивной; F_к - в соответствии со скоростями вносим значение силы тяги локомотива; щ₀^I, щ₀^II - сопротивление движению локомотива и состава вносим в зависимости от Р и Q.

Рщ₀^I=щ₀^I*Р (17)

Рщ₀^I=138*1,9= 262,2кгс.

Qщ₀^II=Q*щ₀^II (18)

Qщ₀^II=4932,78*0,86=4242,19 кгс.

W_o= Рщ₀^I+ Qщ₀^II (19)

W_o=262,2+4242,19=4504,39 кгс.

f_у=(F_к- W_o)/(Р+Q) (20)

f_у=(50000-4504,39)/(138+4932,78)=8,97 кгс/т.

Таблица 1 - Режим тяги на площадке

х, км/т	Fк, кгс	щ0I, кгс/т	Рщ0I,кгс	щ0II,кгс/т	Qщ0II,кгс	Wo, кгс	fу, кгс/т
0	50000	1,9	262,2	0,86	4242,19	4504,39	8,97
10	44000	2,000	278	0,87	4291,51	4569,51	7,77
20	40500	2,22	306,36	1,02	5031,44	5337,8	6,93
30	38500	2,47	340,86	1,04	5130,09	5470,95	6,51
40	37500	2,78	383,64	1,08	5327,4	5711,04	6,26
50	36000	3,15	434,7	1,46	7201,85	7636,55	5,59
60	30000	3,58	494,04	1,66	8188,41	8682,45	4,20
70	20000	4,07	561,66	1,89	9322,95	9884,61	1,99
80	15000	4,62	637,56	2,15	10605,48	11243,04	0,74
90	11500	5,23	721,74	2,43	11986,66	12708,4	-0,23
100	10500	5,9	814,2	2,74	13515,82	14330,02	-0,75
43,5	36800	2,9	400,2	1,37	6757,91	7158,11	5,84
18	42000	2,177	300,43	1,00	4932,78	5233,21	7,25

Холостой ход рассчитывается по формуле:

щ_х=2,4+0,011*х+0,00035*х² (21)

щ_х=2,4+0,011*0+0,00035*0=2,4 кгс/т

Рщ_х=Р+щ_х (22)

Рщ_х=138+2,4= 140,4кгс

Qщ₀^II=Q*щ₀^II (23)

Qщ₀^II=4932,78*0,86=4242,19 кгс

W_oх= Рщ_х+Qщ₀^II (24)

W_oх= Рщ_х+Qщ₀^II=140,4+4242,19=4382,59 кгс

щ_oх=W_oх/(Р+Q) (25)

щ_oх=W_oх/(Р+Q)= 4382,59 /(138+4932,78)=0,91 кгс/т

Таблица 2 - Режим выбега на площадке

х, кмс/т	щх, кгс/т	Рщх, кгс	Qщ0II, кгс	Woх, кгс	Woх, кгс/т
0	2,4	140,4	4242,19	4382,59	0,86
10	2,54	140,54	4291,51	4432,06	0,87
20	2,62	140,62	5031,43	5172,06	1,01
30	2,71	140,71	5130,09	5270,80	1,03
40	3,4	141,4	5327,40	5468,80	1,07
50	3,82	141,82	7201,85	7343,68	1,44
60	4,32	142,32	8188,41	8330,73	1,64
70	4,88	142,88	9322,95	9465,83	1,86
80	5,52	143,52	10605,48	10749	2,11
90	6,22	144,22	11986,66	12130,88	2,39
100	7	145	13515,82	13660,82	2,69

ж_кр=0,27*(( х+100)/(5* х+100)) (26)

ж_кр=0,27*((0+100)/(5*0+100))=0,27

в_т= 1000(ж_кр ц_кр) (27)

ц_р - расчётный тормозной коэффициент.

в_т=0,27*0,33*1000=89,1

Расчётный тормозной коэффициент рассчитывается по формуле:

ц_р=0,27*((U+100)/(5*U+100)) (28)

ц_р=0,27*((0+100)/(5*0+100))=0,27

Так как расчётный тормозной коэффициент меньше, чем необходимо, для обеспечения торможения необходимо отремонтировать больше количество вагонов. Количество вагонов необходимое для эффективного торможения рассчитывается по формуле:

х_р=УК/Q (29)

УК=N_т*n*7 (30)

где, N_т - необходимое нажатие вагонов с исправной тормозной системой;

n - осность вагонов;

УК₁=46*4*7= 1288 тс

УК₂=2*4*7=56 тс

N_т1=2*0,8=2 в.

N_т2=57*0,8=46 в.

х_р= 1344/4932,78=0,27

При исправном числе вагонов в количестве 80% состава тормозной коэффициент, составляет 0,27, не обеспечивает рабочего торможения, значит необходимо отремонтировать большее количество вагон, принимаю, что весь состав имеет полностью исправную тормозную систему, равную 0,33

Таблица 3 - Режим выбега на площадке

х, км/т	щох, кгс/т	цр	жкр	вт = 1000жкр цкр кгс\т	щох+ вт, кгс/т	щох+0,5 вт, кгс/т
0	0,86	0,33	0,27	89,1	89,96	45,41
10	0,87	0,33	0,2	66	66,87	33,87
20	1,01	0,33	0,16	52,8	53,81	27,41
30	1,03	0,33	0,14	46,2	47,23	24,13
40	1,07	0,33	0,13	42,9	43,97	22,52
50	1,44	0,33	0,12	39,6	41,04	21,24
60	1,64	0,33	0,108	35,6	37,24	19,44
70	1,86	0,33	0,102	33,66	35,52	18,69
80	2,11	0,33	0,098	32,34	34,45	18,28
90	2,39	0,33	0,093	30,69	33,08	17,74
100	2,69	0,33	0,09	29,7	32,39	17,54

5 Определение допустимой скорости движения поезда на максимальном спуске по условиям торможения

Определяем допустимую скорость движения поезда на максимальном спуске по формуле:

S_n=0,278*V_H*t_H, (31)

где V_H - начальная скорость торможения, км/ч;

t_H - время подготовки тормозов к действию, с.

S_n=0,278*60*15=251 м

t_H=7-(15*(-j_c)/в_т), (32)

где j_c - крутизна спуска, для которого решается тормозная задача, %_о;

в_т - тормозная для служебного торможения.

Для оптимального тормозного пути перед входом на станцию необходима площадка длиной 251 м.

t_H=7-(15*(-9)/35,6)=15 с.

Для построения графика берём интервал скорости от 0 до 10 км/ч, находим среднюю скорость 5 км/ч, в зависимости от ландшафта делаем поправку на уклон и откладываем часть диаграммы.

Анализ скорости движения. В точке 5 при движении скорости 33-43 км/ч переходим из режима тяги на холостой ход, так как дальнейшее движение в режиме тяги приведёт к нарушению скоростного режима и опасность крушения.

В точке 7 при движении со скоростью 41-33 км/ч переходим с режима холостого хода в режим тяги для выравнивания скорости после подъёма.

В точке 9 при движении со скоростью 33-44 км/ч переходим в режим холостого хода перед затяжным спуском.

В точке 24 при движении со скоростью 42-40 км/ч начинаем рабочее торможение для остановки на станции.

Вывод: график движение рассчитан для оптимального движения по перегону.