Тяговые расчеты при электрической тяге поездов

Основное назначение тяговых расчетов. Анализ электровоза ВЛ 22М. Этапы расчета дельного расхода энергии на движение поезда. Особенности проверки массы состава на возможность трогания с места, построение зависимости скорости и времени движения электровоза.

Рубрика Транспорт
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 15.08.2012
Размер файла 93,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

тяговый расчет электровоз движение

Тяговые расчеты выполняются при проектировании новых железных дорог или при переводе существующих участков на прогрессивные виды тяги. Расчеты служат для составления графиков и расписания движения поездов, для определения пропускной и провозной способности участка, потребного количества подвижного состава и локомотивных бригад, устройств тягового хозяйства, а также стоимости электроэнергии, затрачиваемой на тягу поездов.

Исходные данные

Таблица. Характеристики электровоза ВЛ 22М с µ=4,45 (на постоянном токе):

Учетная масса локомотива, т

132

Длина локомотива, м

16

Сила тяги, Fкр, кгс

34300

Скорость, Vp

36,8

Таблица. Характеристики вагонов:

Номер типа вагонов

Наименование вагонов

Количество осей

Масса тары, mтары, т

Грузопо-дъемность, mг, т

Длина, м

расчетная сила тормозного нажатия на ось, тс

1

Платформы на подшипниках скольжения

4

22

60

14,2

7

4

Полувагоны на подшипниках качения

8

43,3

225

20,2

7

Коэффициент загрузки вагонов первого и второго типа:

г1 = 0,5;

г2 = 0,9.

процентное соотношений вагонов:

первого типа - 50 %;

второго типа - 50 %.

Таблица. Профиль перегона:

Номер участка

Длина и уклон участка

Длина и радиус кривой

Ст. А

2/1100

1

0/1600

Sкр = 500 м; Rкр = 750 м.

2

800\-6

3

6/2700

4

0/4000

5

2100\-6

6

6/2000

Sкр = 350 м; Rкр = 800 м.

7

6/5600

8

0/1400

9

4/1900

10

6/1000

11

0/2300

12

1200\-10

13

4/2400

Ст. Б

1/900

Расчет силы сопротивления движению

Полное сопротивление движению поезда равно сумме составляющих:

(1)

где W0 - основное сопротивление движению, кгс;

Wд - дополнительное сопротивление движению, кгс.

Основное сопротивление движению поезда рассчитывается по следующей формуле:

(2)

где G - вес электровоза, тс;

Q - вес вагона, тс;

- основное удельное сопротивление электровоза;

- основное удельное сопротивление вагона.

Основное сопротивление движению электровоза рассчитывается по следующей формуле:

(3)

где V - скорость движения поезда.

Для заданной скорости движения

Для расчета основного удельного сопротивления подвижного состава необходимо рассчитать вес вагона, отнесенный к одной оси:

(4)

где n - число осей вагона;

Q - масса вагона.

Масса вагона вычисляется следующим образом:

(5)

где mт - масса тары, т;

mгр - масса груза, т;

г -коэффициент загрузки вагонов, %.

Вычислим Q для вагонов первого и второго типов:

Тогда получаем:

Теперь рассчитаем основное удельное сопротивление подвижного состава. Основное удельное сопротивление движению вагонов состава зависит от типа вагонов и типа буксовых подшипников.

Для подвижного состава первого типа - платформы на подшипниках скольжения удельное сопротивление движению рассчитывается по следующей формуле:

(6)

Подставив численные значения, получим:

Для подвижного состава второго типа - полувагоны на подшипниках качения удельное сопротивление движению рассчитывается по следующей формуле:

(7)

Подставив численные значения, получим:

Основное удельное сопротивление движению состава вычисляют по формуле:

(8)

где в1 и в2 - весовая доля вагонов первого и второго типа в составе соответственно.

(9)

(10)

где б1 и б2 - количественная доля вагонов в составе первого и второго типа соответственно.

Подставив численные значения, получим:

Расчет массы состава из условия равномерного движения поезда на расчетном подъеме

Движение с равномерной скоростью имеет место, если сумм действующих на поезд сил равна нулю. В частности на расчетном подъеме полное сопротивление движению должно быть равно расчет6ной силе тяги:

Так как

, (11)

где - дополнительное удельное сопротивление движению от расчетного подъема (в данном случае максимального на участке), то

, (12)

(13)

где Fкp - расчетная сила тяги электровоза, тс,

Qp - расчетная масса поезда, т.

Подставив численные значения, получим:

Проверка массы состава на возможность трогания с места

Рассчитанная по п.3 масса состава проверяется на возможность трогания с места на остановочных пунктах по формуле:

(14)

где iтр - максимальный уклон на участке.

Для подвижного состава на подшипниках скольжения:

.

Для подвижного состава на подшипниках качения:

.

Общее удельное сопротивление движения при трогании с места в данном случае будет рассчитываться по следующей формуле:

.

Подставив численные значения, получим

Отсюда получим массу трогания на максимальном уклоне участка (при максимальной силе тяги электровоза)

Получаем Qтр>QР, следовательно поезд может тронуться с места на участке с максимальным подъемом.

Расчет потребной длины станционных приемоотправочных путей

Наибольшая длина поезда должна быть на 10 м. меньше длины приемоотправочных путей.

Количество вагонов каждого типа в составе определяется по формулам

(15)

(16)

Подставив значения, получаем:

Длина поезда

(17)

где lп - длина поезда

lэ - длина электровоза

l1,2 - длины вагонов первого и второго типов соответственно.

N1,2 - количество вагонов первого и второго типов соответственно.

Так как поезд короче приемоотправочных путей станции А, то он может приниматься на этой станции полностью.

Расчет тормозной силы поезда

Сила, возникающая при механическом торможении, определяется уравнением:

, (18)

где - расчетный коэффициент трения чугунных колодок,

; (19)

- сумма расчетных сил нажатия тормозных колодок поезда, т.

, (20)

где f - расчетная сила тормозного нажатия на ось, тс.

Подставив численные значения в формулы, получаем:

Удельная тормозная сила поезда при экстренном торможении:

(21)

При служебном торможении удельная тормозная сила равняется:

(22)

где - удельное сопротивление поезда на выбеге, кгс/т.

, (23)

где - удельное сопротивление электровоза на выбеге, кгс/т.

(24)

Подставив численные значения в формулы, получим:

В тяговых расчетах полагают, что экстренное торможение на перегоне в нормальных условиях эксплуатации не применяется.

Расчет и построение диаграмм удельных сил действующих на поезд. Основное удельное сопротивление движению поезда

Основное удельное сопротивление движению поезда вычисляют по формулам, указанным в табл. 1 или указанным выше.

Расчеты приведены в табл. 1.

Таблица 1. Силы сопротивления движению поезда

V

км/ч

0

25

36,8

50

75

100

кгс/т

1,9

2,3

2,67

3,15

4,33

5,9

кгс

250,8

307,56

352,44

415,8

571,56

778,8

кгс/т

2,4

2,89

3,28

3,82

5,19

7

кгс

316,8

381,48

432,96

504,24

685,08

924

кгс/т

1,2

1,45

1,64

1,9

2,55

3,39

кгс

998,4

1206,4

1364,48

1580,8

2121,6

2820,48

кгс/т

1

1,11

1,21

1,36

1,73

2,24

кгс

3932,8

4365,4

4758,68

5348,6

6803,74

8809,47

кгс/т

1,10

1,25

1,38

1,55

2,02

2,64

кгс/т

1,12

1,27

1,4

1,57

2,05

2,67

По данным таблице строится графики зависимости , показанные на рис.1

Расчет удельных ускоряющих сил

Удельными ускоряющими силами называются силы

Удельную силу тяги fк электровоза вычисляют по формуле:

Расчеты приведены в табл. 2.

Таблица 2. Удельные ускоряющие силы

V

км/ч

0

10

36.8

35

38.5

50

60

70

wо

кгс/т

1, 1

1,4

1.38

1,36

1,39

1,55

1.71

1.91

ПП

кгс

38400

36800

34300

28000

18000

5500

3000

1900

кгс/т

8.19

7.85

7.29

5.97

3.84

1.17

0.64

0.4

f0

кгс/т

7.09

6.45

5.93

4.61

2.45

-0.37

-1.06

-1.5

ОВ1

кгс

-----

-----

34300

42000

27700

8800

5000

3000

кгс/т

-----

-----

7.32

8.96

5.91

1.87

1.06

0.64

f0

кгс/т

-----

-----

5.93

7,6

4.52

0.32

-0.64

-1.27

ОВ2

кгс

-----

-----

-----

-----

38600

12800

7000

4700

кгс/т

-----

-----

-----

-----

8.23

2.73

1.49

1

f0

кгс/т

-----

-----

-----

-----

6.84

1.18

-0.21

-0.9

G+Qр = 132+4554,33 = 4686,33

Расчет замедляющих сил при служебном торможении

Расчет производиться по формулам из п. 4 с учетом количества тормозных осей состава (82%). Расчеты произведены в системе Microsoft Excel и приведены в табл. 3.

Таблица 3. Замедляющие силы

V

км/ч

0

25

36,8

50

75

100

w0x

кгс/т

1,12

1,27

1,4

1,57

2,05

2,67

-

0,27

0,15

0,13

0,115

0,099

0,09

Вт

кгс

262880

201600

174720

154560

133056

120960

вт

кгс/т

56,09

43,01

37,28

32,98

28,39

25,81

всл

кгс/т

29,16

22,77

20,04

18,06

16,24

15,57

Расчет и построение кривых движения

Кривыми движения в тяговых расчетах называют зависимости V(S) и t(S).

Рассматриваемый метод предполагает расчет по формулам:

При измерении скорости в км/ч, времени хода - в минутах, пройденного пути - в метрах, коэффициент К=16,7.

Расчеты приведены в табл. 4.

Таблица 4

№ участка

V1

V2

Vср

?V

fo

fy=fо±i

?t

??t

?S

??S

Станция A 2/1100

0,00

10,00

5,00

10,00

6,76

4,76

1,05

1,05

87,67

87,67

10,00

20,00

15,00

10,00

6,33

4,33

1,15

2,2

288,07

375,74

20,00

30,00

25,00

10,00

6,15

4,15

1,2

3,4

501

876,74

30,00

34,00

32,00

4,00

6,1

4,1

0,48

3,88

256,5

1133,2

? 1100

1)

щкр=0,82

ПП

34

35

34,5

1

5

4,18

0,12

4

69,13

1169,13

ОВ1

35

38,5

36,75

3,5

5,75

4,93

0,35

4,35

214,8

1383,93

ОВ2

38,5

43,5

41,00

5,00

5,00

4,18

0,59

4,94

403,97

1787,9

ОВ2

43,5

45,5

44,5

2,00

2,6

1,78

0,56

5,5

417,5

2205,4

ОВ2

45,5

47,00

46,25

1,5

2,1

1,28

0,58

6,08

452,56

2657,96

? 2700

2) 800\-6 ОВ2

47,00

52,00

49,5

5,00

1,3

7,3

0,34

6,42

283,09

2983,09

ОВ2

52,00

57,00

54,5

5,00

0,4

6,4

0,39

6,81

355,52

3338,61

В

57,00

58,00

57,5

1,00

0,00

4,3

0,11

6,92

111,65

3450,26

? 3500

3) 6/2700

В

58,00

53,00

55,5

-5,00

0,00

-7,7

0,32

7,24

300,92

3800,92

ОВ2

53,00

48,00

50,5

-5,00

1,1

-4,9

0,51

7,75

430,28

4231,2

ОВ1

48,00

43,00

45,5

-5,00

1,3

-4,7

0,53

8,28

404,17

4635,37

ПП

43,00

38,00

40,5

-5,00

1,8

-4,2

0,59

8,87

402,58

5037,95

ПП

38,00

34,00

36,00

-4,00

4,1

-1,9

1,05

9,92

632,84

5670,79

ПП

34,00

Vp

34,00

0,00

6,00

0,00

0,93

10,85

539,21

6200

6200

4)

ПП

34,00

35,00

34,5

1,00

5,6

5,6

0,08

10,93

51,44

6251,44

ОВ1

35,00

40,00

37,5

5,00

5,00

5,00

0,5

11,43

313,12

6564,56

ОВ2

40,00

45,00

42,5

5,00

3,4

3,4

0,73

12,16

521,87

7086,43

ОВ2

45,00

50,00

47,5

5,00

1,7

1,7

1,47

13,63

1166,54

8252,97

ОВ2

50,00

53,00

51,5

3,00

0,9

0,9

1,66

15,29

1433,41

9686,38

В

53,00

51,00

52,00

-2,00

0,00

-1,6

0,62

15,91

542,75

10229,13

? 10200

5) 2100\-2 В

51,00

52,00

51,5

1,00

0,00

0,45

1,11

17,02

955,61

11155,6

В

52,00

53,00

52,5

1,00

0,00

0,4

1,25

18,27

1095,93

12251,53

? 12300

6) 6хх/2000

щкр=0,54

ОВ2

53,00

48,00

50,5

-5,00

1,1

-5,44

0,46

18,73

387,56

12687,56

ОВ1

48,00

43,00

45,5

-5,00

1,3

-5,24

0,47

19,2

362,52

13050,08

ПП

43,00

38,00

40,5

-5,00

1,8

-4,74

0,52

19,72

356,72

13406,8

ПП

38,00

34,00

36,00

-4,00

4,00

-2,54

0,98

20,7

591,73

13998,53

ПП

34,00

Vp

34,00

0,00

6,00

-0,54

0,53

21,23

301,47

14300

14300

7) 6/5600 ПП

34,00

Vp

34,00

0,00

6,00

0,00

9,88

31,11

5600

19900

19900

8) ПП

34,00

35,00

34,5

1,00

5,6

5,6

0,08

31,19

51,44

19951,44

ОВ1

35,00

40,00

37,5

5,00

5,00

5,00

0,5

31,69

313,12

20264,56

ОВ2

40,00

45,00

42,5

5,00

3,4

3,4

0,73

32,42

521,87

20786,43

ОВ2

45,00

48,00

46,5

3,00

2,1

2,1

0,71

33,13

554,67

21341,1

? 21300

9) 4/1900 ОВ2

48,00

43,00

45,5

-5,00

2,3

-1,7

1,47

34,6

1117,26

22417,42

ОВ1

43,00

40,00

41,5

-3,00

2,6

-1,4

1,07

35,67

742,55

23159,97

? 23200

10) 6/1000 ПП

40,00

37,00

38,5

-3,00

2,6

-3,4

0,44

36,11

283,65

23483,65

ПП

37,00

34,00

35,5

-3,00

4,5

-1,5

1,00

37,11

592,85

24076,5

ПП

34,00

Vp

34,00

0,00

6,00

0,00

0,21

37,32

123,5

24200

24200

11)

ПП

34,00

35,00

34,5

1,00

5,6

5,6

0,08

37,4

51,44

24251,44

ОВ1

35,00

40,00

37,5

5,00

5,00

5,00

0,5

37,9

313,12

24564,56

ОВ2

40,00

45,00

42,5

5,00

3,4

3,4

0,73

38,63

521,87

25086,43

ОВ2

45,00

49,00

47,00

4,00

1,9

1,9

1,05

39,68

826,21

25912,64

ОВ2

49,00

51,00

50,00

2,00

1,3

1,3

0,76

40,44

636,06

26548,7

?26500

12) 1200\-10 В

51,00

56,00

53,5

5,00

0,00

8,35

0,3

40,74

267,5

26767,5

В

56,00

61,00

58,5

5,00

0,00

8,25

0,3

41,04

296,04

27063,54

В

61,00

66,00

63,5

5,00

0,00

8,2

0,3

41,34

323,3

27386,84

В

66,00

71,00

68,5

5,00

0,00

8,1

0,3

41,64

353,07

27739,9

? 27700

13) 4/2400 В

71,00

66,00

68,5

-5,00

0,00

-5,9

0,42

42,06

484,72

28184,72

В

66,00

61,00

63,5

-5,00

0,00

-5,8

0,43

42,49

424,76

28641,81

В

61,00

56,00

58,5

-5,00

0,00

-5,8

0,43

42,92

424,76

29066,57

В

56,00

51,00

53,5

-5,00

0,00

-5,65

0,44

43,36

395,33

29461,9

В

51,00

46,00

48,5

-5,00

0,00

-5,55

0,45

43,81

364,84

29826,74

ОВ1

46,00

44,00

45,00

-2,00

1,4

-2,6

0,38

44,19

289,03

30115,77

? 30100

Станция Б 1/900 В

44,00

39,5

41,75

-4,5

0,00

-2,5

0,9

45,09

627,5

30727,5

Т

39,5

30,00

34,75

-9,5

0,00

-21,00

0,23

44,1

139

30847

Т

30,00

20,00

25,00

-10,0

0,00

-22,5

0,22

44,32

92,7

30939,7

Т

20,00

10,00

15,00

-10,0

0,00

-27,00

0,18

44,5

45,00

30984,7

Т

10,00

0,00

5,00

-10,0

0,00

-35,00

0,14

44,64

12,2

30996,9

? 31000

Определение расхода электрической энергии на -движение поезда. Расчет полного расхода энергии на движение поезда

Зависимость Iэ(S), выраженную в виде ломаной линии, разбивают на прямолинейные участки, в пределах каждого участка ток считают равным его среднему значению, которое вычисляется по формуле:

;

Каждому участку Iэ(S) соответствует интервал времени ?t. Расход энергии на каждом i-том участке, проходимом в режиме тяги находится по формуле:

;

Полный расход определяется по формуле:

Вт•мин

кВт•ч

Результаты расчетов приведены в табл.5.

Таблица 5

№ участка

Ток электровоза, А

?t, мин

Iэср*?t, А*мин

?Iэср*?t, А*мин

Iэ нач

Iэ кон

Iэ ср

1

440,00

1170,00

805,00

3,80

3059

3059

2

1170,00

1000,00

1085,00

0,12

130,2

3189,2

3

1470,00

1100,00

1285,00

0,35

449,75

3638,95

4

1480,00

1000,00

1240,00

1,73

2145,2

5784,15

5

1000,00

470,00

735,00

0,73

536,55

6320,7

6

560,00

740,00

650,00

0,43

279,5

6600,2

7

520,00

740,00

630,00

0,53

333,9

6934,1

8

460,00

1170,00

815,00

2,57

2094,55

9028,65

9

1170,00

1000,00

1085,00

0,08

86,8

9115,45

10

1470,00

930,00

1200,00

0,5

600,00

9715,45

11

1340,00

570,00

955,00

3,9

3724,5

13439,95

12

570,00

730,00

650,00

0,4

260,00

13699,95

13

520,00

740,00

630,00

0,5

315,00

14014,95

14

470,00

1170,00

820,00

2,00

1640,00

15654,95

15

1170,00

1170,00

1170,00

9,9

11583,00

27237,95

16

1170,00

1000,00

1085,00

0,1

108,5

27346,45

17

1470,00

930,00

1200,00

0,45

540,00

27886,45

18

1340,00

730,00

1035,00

1,45

1500,75

29387,2

19

730,00

1090,00

910,00

2,00

1820,00

31207,2

20

750,00

930,00

840,00

1,1

924,00

32131,2

21

600,00

1170,00

885,00

1,6

1416,00

33547,2

22

1170,00

1000,00

1085,00

0,1

108,5

33655,7

23

1470,00

930,00

1200,00

0,5

600,00

34255,7

24

1340,00

650,00

995,00

2,55

2537,25

36792,95

25

610,00

690,00

650,00

0,35

227,5

37020,45

Расчет удельного расхода энергии на движение поезда

Качество ведения поезда по перегону оценивают количеством затраченной энергии на единицу совершенной полезной работы, т.е. произведение массы состава и длины пройденного поездом перегона. Удельный расход энергии определяется по формуле.

Заключение

В ходе данной работы были выполнены расчеты по определению сил сопротивления поезда, определения массы состава, длины состава, удельных сил, действующих на поезд, сил тяги и торможения. Так же были построены зависимости скорости, времени движения и тока электровоза от пройденного пути поезда по перегону и определен удельный расход энергии, потребляемой электровозом. Данные расчеты применяются для составления графиков и расписаний движения поездов.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчёт массы, веса и длины поезда при заданной загрузке вагонов. Эквивалентный уклон с учетом сопротивления от кривых. Сопротивление движению на кривом участке пути. Основное удельное сопротивление движению электровоза. Расчет мощности электровоза.

    курсовая работа [576,5 K], добавлен 16.12.2012

  • Анализ и подготовка продольного профиля пути для выполнения тяговых расчетов. Определение веса состава грузового поезда с учетом ограничений по условиям его эксплуатации. Сравнение тяговых энергетических показателей работы тепловоза и электровоза.

    курсовая работа [459,1 K], добавлен 27.02.2016

  • Определение массы состава при движении поезда по расчетному подъему. Построение диаграмм удельных сил, действующих на поезд. Расчет скорости и времени хода поезда графическим методом. Расход топлива тепловоза. Проверка тяговых машин локомотивов на нагрев.

    курсовая работа [823,3 K], добавлен 23.05.2015

  • Характеристика профиля пути и локомотива. Вес состава. Расчет данных. Диаграмма удельных ускоряющих сил. Определение допустимой скорости движения поезда на максимальном спуске по условиям торможения. Анализ кривых скорости и времени хода поезда.

    курсовая работа [57,3 K], добавлен 22.02.2009

  • Необходимость расчета нормы массы состава грузового поезда. Формулы для вычисления массы состава из условий движения по расчетному подъему и трогания с места на остановочных пунктах. Определение длины поезда и приемоотправочных железнодорожных путей.

    практическая работа [99,0 K], добавлен 06.11.2013

  • Технические данные локомотива, расчетная масса состава. Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда. Допустимая скорость движения поезда на спусках. Построение кривых движения поезда на участке. Графическое решение тормозной задачи.

    курсовая работа [41,6 K], добавлен 16.11.2008

  • Характеристика действующих сил поезда и изучение системы регулирования скорости электровоза путем изменения питающего напряжения на его двигателе. Принцип импульсного метода регулирования напряжения. Тяговые параметры поезда при изменении напряжения.

    презентация [616,4 K], добавлен 14.08.2013

  • Методы производства тяговых расчётов, необходимые для их выполнения нормативы, их регламентирование Правилами тяговых расчётов для поездной работы. Тяговые параметры электровоза. Исходные данные для расчета. Анализ профиля пути и выбор расчетного подъема.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.05.2015

  • Определение удельного сопротивления тепловоза и электровоза, полного сопротивления поезда. Расчет средней скорости движения поезда, по участку используя различные режимы тяги для тепловоза и электровоза. Сравнение видов тяги по расходу энергоресурсов.

    курсовая работа [235,8 K], добавлен 14.09.2013

  • Проверки массы состава с учетом ограничений. Проверка массы состава на возможность надежного преодоления встречающегося на участке короткого подъема крутизной больше расчетного. Определение максимально допустимой скорости движения поездов на участке.

    курсовая работа [168,9 K], добавлен 06.07.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.