Тяговые расчеты при электрической тяге

Таблица 7.doc

Таблица 7 – Спрямление и приведение продольного профиля
Действительный профиль
Спрямленный и приведенный профиль

КР.doc

ПАРАМЕТРЫ ЛОКОМОТИВА5
1 Определение параметров локомотива5
2 Построение характеристик локомотива и тягового электродвигателя5
1 Формулы для расчета параметров вагонов8
2 Определение параметров вагонов9
ОСНОВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА10
1 Формулы для расчета основного удельного сопротивления движению подвижного состава10
2 Расчет основного удельного сопротивления движению подвижного состава10
3 Построение зависимости основного удельного сопротивления движению подвижного состава от скорости11
МАССА СОСТАВА И ПОЛЕЗНАЯ ДЛИНА ПРИЕМО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ12
1 Формулы для расчета массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей12
2 Расчет массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей13
3 Построение зависимости массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей от руководящего уклона14
1 Формулы для определения параметров поезда15
2 Расчет параметров поезда15
УДЕЛЬНЫЕ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИЕ СИЛЫ17
1 Формулы для расчета удельных равнодействующих сил17
2 Расчет удельных равнодействующих сил18
3 Построение диаграммы удельных равнодействующих сил18
ПАРАМЕТРЫ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ20
1 Формулы для расчета параметров продольного профиля20
2 Расчет параметров продольного профиля20
3 Построение спрямленного и приведенного продольного профиля22
ДОПУСКАЕМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА23
1 Формулы для расчета подготовительного тормозного пути23
2 Расчет подготовительного тормозного пути23
3 Построение зависимости допускаемых скоростей движения поезда от уклона23
4 Построение эпюры допускаемых скоростей движения поезда по перегону25
СКОРОСТЬ И ВРЕМЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА26
1 Построение кривых скорости и времени движения поезда26
2 Формулы для расчета интервалов движения поезда26
3 Расчет интервалов движения поезда26
МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА СИЛЫ ТЯГИ ЛОКОМОТИВА И РАБОТА СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ27
1 Построение кривой силы тяги локомотива27
2 Формулы для расчета механической работы силы тяги локомотива и работы сил сопротивления27
3 Расчет механической работы силы тяги локомотива и работы сил сопротивления27
РАСХОД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ29
1 Построение кривой тока электровоза29
2 Формулы для расчета расхода электрической энергии29
3 Расчет расхода электрической энергии30
ПЕРЕГРЕВ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ31
1 Построение кривой тока тягового электродвигателя31
2 Формулы для расчета перегрева тяговых электродвигателей31
3 Расчет перегрева тяговых электродвигателей31
4 Построение кривой температуры перегрева тяговых электродвигателей31
ПРИЛОЖЕНИЕ А МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б КРИВЫЕ СКОРОСТИ ВРЕМЕНИ СИЛЫ ТЯГИ ТОКА ИТЕМПЕРАТУРЫ. ДИАГРАММЫ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ36
В курсовой работе рассматриваются основные задачи тяговых расчетов решаемые при проектировании новых железнодорожных линий а также при эксплуатации и проектировании и реконструкции существующих железных дорог. Расчеты выполнены в соответствии с действующими правилами тяговых расчетов [1].
В первой главе определены параметры локомотива и построены его характеристики и характеристики тягового электродвигателя. Во второй главе определены параметры вагонов. В третьей главе определено основное удельное сопротивление движению подвижного состава и построена его зависимость от скорости. В четвертой главе определены масса состава и полезная длина приемо-отправочных путей а также построена зависимость массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей от руководящего уклона. В пятой главе определены параметры поезда. В шестой главе определены удельные равнодействующие силы и построены диаграммы удельных равнодействующих сил. В седьмой главе определены параметры продольного профиля и построен спрямленный и приведенный продольный профиль. В восьмой главе рассчитан подготовительный тормозной путь и построены зависимость допускаемых скоростей движения поезда от уклона и эпюра допускаемых скоростей движения поезда. В девятой главе построены кривые скорости и времени движения поезда а также определены интервалы движения поезда. В десятой главе построена кривая силы тяги локомотива и определена механическая работа силы тяги локомотива и работа сил сопротивления. В одиннадцатой главе построена кривая тока электровоза и определен расход электрической энергии. В двенадцатой главе построены кривые тока и температуры перегрева тягового электродвигателя а также определен перегрев тяговых электродвигателей. В приложениях определены механические и энергетические характеристики движения поезда а также построены кривые скорости времени силы тяги тока и температуры и диаграммы удельных равнодействующих сил.
Параметры локомотива
1 Определение параметров локомотива
Параметры локомотива определены по ПТР [1]. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Определение параметров локомотива
Расчетная масса локомотива
Сила тяги локомотива при трогании с места
Расчетная рабочая позиция локомотива
Расчетная скорость локомотива
Максимальная рабочая позиция локомотива
Скорость перехода на максимальную рабочую позицию
Конструкционная скорость локомотива
Удельный расход электроэнергии на собственные нужды электровоза
Допускаемая температура перегрева тягового электродвигателя
2 Построение характеристик локомотива и тягового электродвигателя
Характеристики локомотива и тягового электродвигателя построены по данным ПТР [1]. Результаты показаны на рисунках 1-4.
Рисунок 1 – Тяговая характеристика локомотива
Рисунок 2 – Токовая характеристика электровоза
Рисунок 3 – Токовая характеристика тягового электродвигателя
Рисунок 4 – Тепловые характеристики тягового электродвигателя
1 Формулы для расчета параметров вагонов
Расчет параметров вагонов выполняется по следующим формулам:
где – масса брутто четырех- и восьмиосного вагона т;
– масса брутто четырех- и восьмиосного вагона т.
где – доля четырех- и восьмиосных вагонов в составе по весу;
– доля четырех- и восьмиосных вагонов в составе по количеству.
где – масса нетто четырех- и восьмиосного вагона т;
– масса тары четырех- и восьмиосного вагона т.
где – коэффициент использования массы четырех- и восьмиосного вагона;
– средневзвешенный коэффициент использования массы вагона.
коэффициент использования грузоподъемности четырех- и восьмиосного вагонов;
средневзвешенный коэффициент использования грузоподъемности вагонов;
грузоподъемность четырех- и восьмиосного вагона т.
где –длина четырех- и восьмиосного вагона м;
– погонная нагрузка четырех- и восьмиосного вагона тм;
– средневзвешенная погонная нагрузка тм.
2 Определение параметров вагонов
Параметры вагонов определены по данным ПТР [1] и формулам (1) – (15). Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Определение параметров вагонов
Конструкционная скорость
Расчетная сила на сжатие тормозной колодки на колесо
Доля вагонов по количеству
Коэффициент использования массы
Коэффициент использования грузоподъемности
Основное сопротивление движению подвижного состава
1 Формулы для расчета основного удельного сопротивления движению подвижного состава
Расчет основного удельного сопротивления движению подвижного состава выполняется по следующим формулам:
основное сопротивление движению локомотива в режиме тяги кгст;
то же в режиме холостого хода кгст;
скорость движения поезда кмч.
основное сопротивление движению четырехосных вагонов кгст;
основное сопротивление движению восьмиосных вагонов кгст;
основное сопротивление движению вагонов кгст.
основное удельное сопротивление четырехосных вагонов при трогании с места кгст;
то же для восьмиосных вагонов кгст;
основное удельное сопротивление при трогании поезда с места кгст.
2 Расчет основного удельного сопротивления движению подвижного состава
Расчет основного удельного сопротивления движению подвижного состава выполнен по формулам (16) – (23). Результаты приведены в таблицах 3 и 6.
Таблица 3 – Расчет основного удельного сопротивления при трогании вагонов с места
Основное удельное сопротивление при трогании с места
3 Построение зависимости основного удельного сопротивления движению подвижного состава от скорости
Зависимости основного удельного сопротивления движению подвижного состава от скорости построены по данным таблиц 3 и 6. Результаты показаны на рисунке 5.
Рисунок 5 - Зависимость основного удельного сопротивления движению подвижного состава от скорости
состава и полезная длина приемо-отправочных путей
1 Формулы для расчета массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей
Расчет массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей выполняется по следующим формулам:
расчетная масса состава т;
расчетная сила тяги в локомотиве кгс;
основное удельное сопротивление движению локомотива при расчетной скорости кгст;
основное удельное сопротивление движению вагонов при расчетной скорости локомотива кгст;
расчетная полная длина приемо-отправочных путей м;
масса состава по длине приемо-отправочных путей т;
масса состава по условию трогания на станционной площадке т;
масса состава по условию трогания на руководящем подъеме т.
норма массы состава т.
уклон эквивалентный руководящему по массе .
максимальный уклон при трогании поезда с места .
2 Расчет массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей
Расчет массы состава и полезной длины приемоотправочных путей выполнен по формулам (24) – (31). Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Расчет массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей
Расчетная сила тяги локомотива
Основное удельное сопротивление движению локомотива при расчетной скорости
Основное удельное сопротивление движению вагонов при расчетной скорости
Расчетная масса состава
Средневзвешенная погонная нагрузка вагонов
Расчетная полезная длина приемо-отправочных путей
Стандартная полезная длина приемо-отправочных путей
Масса состава по длине приемо-отправочных путей
Основное удельное сопротивление при трогании поезда с места
Масса состава по условию трогания на станционной площадке
Масса состава по условию трогания на руководящем подъеме
Уклон эквивалентный руководящему по массе
Максимальный уклон при трогании поезда с места
3 Построение зависимости массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей от руководящего уклона
Зависимости массы состава и полезной длины приемо-отправочных путей от руководящего уклона построены по данным таблицы 4. Результаты показаны на рисунках 6 и 7.
Рисунок 6 - Зависимость массы состава от руководящего уклона
Рисунок 7 - Зависимость полезной длины приемо-отправочных путей от руководящего уклона
1 Формулы для определения параметров поезда
Расчет массы параметров поезда выполняется по следующим формулам:
число четырехосных или восьмиосных вагонов в составе.
масса состава брутто т;
масса состава нетто т;
коэффициент использования массы состава.
суммарное число осей в составе;
расчетная сила нажатия тормозной колодки на колесо тсось;
суммарная сила нажатия тормозных колодок в составе тс;
расчетный тормозной коэффициент состава тст.
2 Расчет параметров поезда
Расчет параметров поезда выполнен по формулам (32) – (41). Результаты представлены в таблице 5.
Таблица 5 – Расчет параметров поезда
Доля вагонов в составе по весу
Число вагонов в составе
Масса состава брутто
Коэффициент использования массы состава
Число осей в составе
Расчетная сила нажатия тормозной колодки на колесо
Суммарная сила нажатия тормозных колодок в составе
Расчетный тормозной коэффициент состава
Удельные равнодействующие силы
1 Формулы для расчета удельных равнодействующих сил
Расчет удельных равнодействующих сил выполняется по следующим формулам:
полная сила тяги кгс;
удельная сила тяги кгс.
полное основное сопротивление движению локомотива в режиме тяги кгс;
полное основное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода кгс;
полное основное сопротивление движению вагонов кгс.
основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги кгст;
основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме холостого хода кгст.
расчетный коэффициент трения тормозной колодки о колесо;
удельная тормозная сила поезда кгст.
удельная равнодействующая сила тяги в режиме полной тяги холостого хода служебного торможения и экстренного торможения кгст.
2 Расчет удельных равнодействующих сил
Расчет удельных равнодействующих сил выполнен по формулам (42) – (53). Результаты представлены в таблице 6.
3 Построение диаграммы удельных равнодействующих сил
Диаграммы удельных равнодействующих сил построены по данным таблицы 6. Результаты показаны на рисунке 8 и приложении Б.
Параметры продольного профиля
1 Формулы для расчета параметров продольного профиля
Расчет параметров продольного профиля выполняется по следующим формулам:
превышение в пределах элемента действительного продольного профиля м;
уклон элемента действительного продольного профиля ;
длина элемента действительного продольного профиля м.
длина элемента спрямленного продольного профиля м;
превышение в пределах элемента спрямленного продольного профиля м.
уклон элемента спрямленного продольного профиля .
сумма углов поворота кривых в пределах элемента спрямленного продольного профиля градусы;
сумма углов поворота кривых в пределах элемента действительного продольного профиля градусы;
уклон эквивалентный сопротивлению от кривых .
уклон элемента приведенного продольного профиля .
2 Расчет параметров продольного профиля
Расчет параметров продольного профиля выполнен по формулам (54) – (61). Результаты представлены в таблице 7.
3 Построение спрямленного и приведенного продольного профиля
Спрямленный и приведенный продольный профиль построен по данным таблицы 7. Результаты приведены в приложении Б.
Допускаемые скорости движения поезда
1 Формулы для расчета подготовительного тормозного пути
Расчет подготовительного тормозного пути выполняется по следующим формулам:
время подготовки тормозов к действию с;
уклон элемента приведенного продольного профиля по которому движется поезд во время подготовки тормозов к действию ;
удельная тормозная сила при скорости движения поезда в момент начала подготовки тормозов к действию кгст.
подготовительный тормозной путь м;
скорость движения поезда в момент начала подготовки тормозов к действию кмч.
2 Расчет подготовительного тормозного пути
Расчет подготовительного тормозного пути выполнен по формулам (62) – (63). Результаты представлены в таблице 8.
Таблица 8 – Расчет подготовительного тормозного пути
Скорость в начале торможения
Удельная тормозная сила в начале торможения
Время подготовки тормозов к действию
Подготовительный тормозной путь
3 Построение зависимости допускаемых скоростей движения поезда от уклона
Допускаемые скорости движения поезда в зависимости от уклона определены графическим способом. Результаты показаны на рисунках 9 и 10.
Рисунок 10 – Зависимость допускаемых скоростей движения поезда от уклона
4 Построение эпюры допускаемых скоростей движения поезда по перегону
Допускаемые скорости движения поезда по перегону определены по данным рисунка 10. Результаты показаны в приложении Б.
Скорость и время движения поезда
1 Построение кривых скорости и времени движения поезда
Кривая скорости построена способом Липеца. Кривая времени построена способом Лебедева. Результаты показаны в приложении Б.
2 Формулы для расчета интервалов движения поезда
Расчет интервалов движения поезда выполнен по следующим формулам:
путь в начале интервала м;
путь в конце интервала м.
время в начале интервала с;
время в конце интервала с.
3 Расчет интервалов движения поезда
Расчет интервалов движения поезда выполнен по формулам (64) – (65). Результаты представлены в приложении А.
Механическая работа силы тяги локомотива и работа сил сопротивления
1 Построение кривой силы тяги локомотива
Кривая силы тяги локомотива построена по данным приложения А. Результаты показаны в приложении Б.
2 Формулы для расчета механической работы силы тяги локомотива и работы сил сопротивления
Расчет механической работы силы тяги локомотива и работы сил сопротивления выполнен по следующим формулам:
сила тяги необходимая для движения с постоянной скоростью кгс;
основное удельное сопротивление движению поезда в режиме ограниченной тяги кгст;
уклон элемента приведенного продольного профиля по которому движется поезд в режиме ограниченной тяги .
средняя сила тяги на интервале кгс;
сила тяги в начале интервале кгс;
сила тяги в конце интервала кгс.
механическая работа силы тяги локомотива т-км.
механическая работа сил сопротивления т-км.
суммарное превышение продольного профиля м;
3 Расчет механической работы силы тяги локомотива и работы сил сопротивления
Расчет механической работы сил тяги локомотива выполнен по формулам (66) – (68). Результаты представлены в приложении А.
Расчет работы силы сопротивления выполнен по формуле (69). Результаты представлены в таблице 9.
Таблица 9 – Расчет работы силы сопротивления
Механическая работа силы тяги локомотива
Суммарное превышение продольного профиля
Работа сил сопротивления
Расход электрической энергии
1 Построение кривой тока электровоза
Кривая силы тока электровоза построена по данным приложения А. Результаты показаны в приложении Б.
2 Формулы для расчета расхода электрической энергии
Расчет расхода электрической энергии выполнен по следующим формулам:
ток электровоза при движении в режиме ограниченной тяги А;
то же в режиме полной тяги А.
средний ток электровоза на интервале А;
ток электровоза в начале интервале А;
ток электровоза в конце интервала А.
расход электрической энергии на движение поезда кВтч;
напряжение в контактной сети В.
расход электрической энергии на собственные нужды электровоза кВтч;
удельный расход электрической энергии на собственные нужды электровоза кВтчмин;
время хода поезда по перегону мин.
суммарный расход электрической энергии кВтч.
удельный расход электрической энергии Втчт-км;
3 Расчет расхода электрической энергии
Расчет расхода электрической энергии выполнен по формулам (66) – (71). Результаты представлены в приложении А и таблице 10.
Таблица 10 – Расчет расхода электрической энергии
Расход электрической энергии на движение поезда
Удельный расход электрической энергии на собственные нужды электровоза
Время движения поезда
Расход электрической энергии на собственные нужды электровоза
Суммарный расход электрической энергии
Удельный расход электрической энергии
Перегрев тяговых электродвигателей
1 Построение кривой тока тягового электродвигателя
Кривая тока тягового электродвигателя построена по данным приложения А. Результаты показаны в приложении Б.
2 Формулы для расчета перегрева тяговых электродвигателей
Расчет перегрева тяговых электродвигателей выполнен по следующим формулам:
ток электродвигателя при движении в режиме ограниченной тяги А;
средний ток электродвигателя на интервале А;
ток электродвигателя в начале интервале А;
ток электродвигателя в конце интервала А.
характеристика скорости изменения температуры тягового электродвигателя мин;
установившаяся температура перегрева тягового электродвигателя ºС;
температура перегрева тягового электродвигателя в начале интервале ºС
температура перегрева тягового электродвигателя в конце интервала ºС
3 Расчет перегрева тяговых электродвигателей
Расчет перегрева тяговых электродвигателей выполнен по формулам (72) – (75). Результаты представлены в приложении А.
4 Построение кривой температуры перегрева тяговых электродвигателей
Кривая температуры перегрева тяговых электродвигателей построена по данным приложения А. Результаты показаны в приложении Б.
Правила тяговых расчётов для поездной работы [Текст] МПС СССР. - М: Транспорт 1985. - 287 с.
Гребенюк П.Т. Тяговые расчёты [Текст]: Справочник П.Т. Гребенюк АН. Долганов А.И. Скворцова; под ред. П.Т. Гребенюка. - М.: Транспорт 1987.-272 с.
Скрипачёва Н.Л. Тяговые расчёты [Текст]: Методические указания. -Хабаровск: ДВГАПС 1996. - 39 с.
СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм [Текст] Минстрой России. - М. 1995. - 20 с.
СТН Ц-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм [Текст] МПС России. - М.: Транспорт 1995. - 86 с.
Изыскания и проектирование железных дорог [Текст]: Учебник для вузов ж.-д. трансп. И.В. Турбин А.В. Гавриленков И.И. Кантор [и др.]; под ред. И.В. Турбина. - М.: Транспорт 1989. - 479 с.
Полевиченко А.Г. Правила оформления курсовых и дипломных проектов [Текст]: Методические указания. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС 2000.-26 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А Механические и энергетические характеристики движения поезда
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Кривые скорости времени силы тяги тока и температуры. Диаграммы удельных равнодействующих сил

чертежи.dwg

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Кривые скорости
тока и температуры. Диаграммы удельных равнодействующих сил
Рисунок 8 - Диаграмма удельной равнодействующей силы в режиме экстренного торможения
Рисунок 9 - Графическое определение допускаемых скоростей движения поезда по условию торможения

Приложение А.doc

Таблица А.1 – Расчет механических и энергетических характеристик в направлении «туда»
Таблица А.2 – Расчет механических и энергетических характеристик в направлении «обратно»