Тяговые расчёты на подъездном пути промышленного предприятия

12

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-083

Свежинцева А.С.

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

Сортировочная станция - специальная железнодорожная станция для расформирования и формирования поездов из отдельных вагонов. Они обычно расположены в крупных железнодорожных узлах и важных промышленных или портовых городах.

Технологии. Сортировочные станции обычно состоят из нескольких парков путей:

- парк приёма; сортировочная горка: путь на искусственно построенном холме для спуска отдельных вагонов с помощью силы тяжести, на современных крупных станциях оборудованы замедлителями для регулировки скорости вагонов;

- сортировочный (или подгорочный) парк: самый большой парк станции - от 20 до 40 (в Европе часто 32) путей;

- парк отправления.

Сортировочные станции бывают плоские (когда вагоны перетаскиваются только при помощи тепловозов), с горкой (когда вагоны или их сцепки «спускают с горки» и далее, через посты торможения, они сами катятся до нужного состава), и станции, на которых ускорение вагонам придаёт естественный уклон путей.

Подавляющее большинство сортировочных станций имеет одну сортировочную систему (вагоны движутся в одном направлении), возможны две системы (когда вагоны к составам идут с двух направлений), или несколько сортировочных систем.

1 Характеристика профиля пути локомотива

Рисунок 1 - Профиль и план подъездного пути

Основные базовые характеристики локомотива:

Серия - ВЛ10у;

Длина - 33м;

Расчетная скорость - 45,8 км/ч;

Конструктивная скорость - 100 км/ч;

Расчётная масса локомотива - 200 т;

Расчётная сила тяги - 50200 кгс;

Сила тяги при строгания с места - 68000 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=((50200-200(8,65+9))/(1,2+9)=4575,49 т

Основное удельное сопротивление движению локомотива рассчитывается по формуле:

щ₀^I=1,9+0,01*х_р+0,0003* х_р², (2)

где х_р - расчетная скорость;

щ₀^I=1,9+0,01*45,8+0,003*45,8²=8,65 кгс/т

Определение удельного сопротивления движению состава определяется по формуле:

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

где g_o - нагрузка от оси на рельсы.

щ₀^II=0,7+((3+0,1*45,8+0,0025* 45,8²)/25,25)=1,20кгс/т

Средняя нагрузка на ось определяется по формуле:

g_o= g_б/n (4)

где n - осность вагонов

g_o=101/4=25,25 т

Средний вес вагона определяется по формуле:

g_б= g_т+ g_г*г (5)

g_т - вес тары вагона, т;

g_г - грузоподъёмность вагона, т;

г - коэффициент использования грузоподъёмности.

g_б=22+79*1=101 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 (6)

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=(68000/(0,84+9))-200=6710,59 т

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

щ_тр=28/ (g_{o ср}+7) (7)

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

щ_тр=28/(25,25+7)=0,84 кгс/т

6710,59>4575,49

Так как вес состава, который может сдвинуть с места электровоз серии ВЛ10у равна 6710,59, а реальный вес состава 4575,49, 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)*( g_б/ l_в) (8)

l_по - полезная длина приёмоотправочного пути;

l_л - длинна локомотива.

Q=(1050-33-10)*(101/14)=7264,78 т

Так как длина поезда равна 1008м, а полезная длина пути равна 1050м, значит поезд поместится на данном пути.

Количество вагонов в составе определяется по формуле:

N= Q/ g_б (9)

N=7264,78/101=72в.

Определение полного веса состава с грузом определяется по формуле:

Q_б= N* g_б (10)

Q_б=72*101=7272т

Чистый вес груза перевозимый в поезде определяется по формуле:

Q_н= Q_б- N* g_т (11)

Q_н =7272-72*22=5688т

n=Г/ Q_н (12)

Г - годовой грузооборот, т.

n=2000000/5688=352поездов/год=1 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 (13)

Рщ₀^I=1,9*200= 380 кгс

Qщ₀^II=Q*щ₀^II (14)

Qщ₀^II=7264,78 *0,81=5884,47кгс

W_o= Рщ₀^I+ Qщ₀^II (15)

W_o=380+5884,47=6264,47кгс

f_у=(F_к- W_o)/(Р+Q) (16)

f_у=(68000-6264,47)/(200+7264,78)=8,32 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	68000	1,9	380	0,81	5884,47	6264,47	8,27
10	57500	2,03	406	0,86	6247,71	6653,71	6,81
20	55000	2,22	444	0,94	6828,89	7272,89	6,39
30	53000	2,47	494	1,03	7482,72	7976,72	6,03
40	50500	2,78	556	1,13	8209,20	8765,2	5,59
50	49500	3,15	630	1,26	9153,62	9783,62	5,32
60	40000	3,58	716	1,41	10243,34	10959,34	3,89
70	27000	4,07	814	1,58	11478,35	12292,35	1,97
80	20000	4,62	924	1,75	12713,36	13637,36	0,85
90	15000	5,23	1046	1,98	14384,26	15430,26	-0,05
100	10500	5,9	1180	2,20	15982,52	17162,52	-0,89
45,8	50000	2,99	598	1,21	8790,38	9388,38	5,44
18	55000	2,18	436	0,92	6683,60	7119,6	6,41

Холостой ход рассчитывается по формуле:

щ_х=2,4+0,011*х+0,00035*х² (17)

щ_х=2,4+0,011*0+0,00035*0=2,4 кгс/т

Рщ_х=Р+щ_х (18)

Рщ_х=200*2,4= 480 кгс

Qщ₀^II=Q*щ₀^II (19)

Qщ₀^II=7264,78*0,81=5884,47кгс

W_oх= Рщ_х+Qщ₀^II (20)

W_oх= Рщ_х+Qщ₀^II=480+5884,47=6364,47кгс

щ_oх=W_oх/(Р+Q) (21)

щ_oх=W_oх/(Р+Q)= 6364,47/(200+7264,78)=0,85 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	480	5884,47	6364,47	0,85
10	2,54	508	6247,71	6755,71	0,9
20	2,76	552	6828,89	7380,89	0,98
30	3,045	609	7482,72	8091,72	1,08
40	3,4	680	8209,20	8889,2	1,19
50	3,825	765	9153,62	9918,62	1,32
60	4,32	864	10243,34	11107,34	1,49
70	4,885	977	11478,35	12455,35	1,67
80	5,52	1104	12713,36	13817,36	1,85
90	6,225	1245	14384,26	15629,26	2,09
100	7	1400	15982,52	17382,52	2,32

ж_кр=0,27*(( х+100)/(5* х+100)) (22)

ж_кр=0,27*((0+100)/(5*0+100))=270

в_т= 1000(ж_кр ц_кр) (23)

ц_р - расчётный тормозной коэффициент.

в_т=0,27*0,33*1000=89,1

Так как расчётный тормозной коэффициент меньше, чем необходимо, для обеспечения торможения необходимо отремонтировать больше количество вагонов.

Необходимо 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;

УК=36*4*7= 1008 тс

N_т=72*0,79=57 в.

х_р=1008/5884,47=0,17

При исправном числе вагонов в количестве 79% состава тормозной коэффициент, составляет 0,17, 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	2,4	0,33	0,27	89,1	91,5	48,2
10	2,54	0,33	0,2	66	68,54	36,81
20	2,76	0,33	0,16	52,8	55,56	30,54
30	3,045	0,33	0,14	46,2	49,245	27,7
40	3,4	0,33	0,13	42,9	46,3	26,55
50	3,825	0,33	0,12	39,6	43,425	25,5
60	4,32	0,33	0,108	35,64	39,96	24,3
70	4,885	0,33	0,102	33,66	38,545	24,15
80	5,52	0,33	0,098	32,34	37,86	24,45
90	6,225	0,33	0,093	30,69	36,915	24,7
100	7	0,33	0,09	29,7	36,7	25,35

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*7=117 м

t_H=7-(10*j_c/в_т), (32)

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

в_т - тормозная для служебного торможения.

Для входа на станцию необходим тормозной путь длиной 117 м.

t_H=7-(10*(-3,2)/35,64)=7 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 9 при движении скорости 65-75 км/ч переходим из режима тяги на холостой ход, так как дальнейшее увеличение скорости приведет к нарушению скоростного режима. Необходимая скорость развита.

В точке 18 при движении со скоростью 48-40 км/ч начинаем рабочее торможение для остановки на станции.

Вывод: график движение рассчитан для оптимального движения по перегону.