Курсовая работа по дисциплине тяга поездов - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Подвижной состав и тяга... 8 1234.79kb.
Курсовая работа по дисциплине "Сырье и материалы рыбной промышленности" 1 344.54kb.
Курсовая работа по дисциплине 1 455.9kb.
Н. В. Тихомирова 20 г. Методические указания 1 138.84kb.
Курсовая работа по дисциплине : «История и теория кооперативного... 1 233.13kb.
Кафедра автоматизированной обработки экономической информации курсовая... 1 267.64kb.
Курсовая работа по дисциплине «Устройство и эксплуатация пути» студент... 2 452.85kb.
Курсовая работа по дисциплине «Основы градостроительства» 1 347.18kb.
Курсовая работа По дисциплине «финансы» на тему №3 2 703.35kb.
Курсовая работа по дисциплине: Экономическая теория 1 304.53kb.
Курсовая работа по дисциплине "Системы передачи информации" 1 12.97kb.
Цели и задачи, принципы и направления деятельности Лицея. Организация... 3 537.23kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Курсовая работа по дисциплине тяга поездов - страница №1/1




Уральский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра «Электрическая тяга»


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине тяга поездов

«Тяговые расчеты для поездной работы»

Вариант 11

Проверил:

преподаватель:

ВетлугинаО.И
Выполнил:

студент группы Д-324

Иванченко А.В.

Екатеринбург

2007

Содержание

Введение……………………………………………………………………..3



  1. Исходные данные и задание на курсовую работу....…………………....4

1.1Общие данные…………………………………………………………....4

1.2 Индивидуальные данные………………………………………………..5

1.3 Задание…………………………………………….……………………..8


  1. Ход курсовой работы……………………………………………………..9

2.1 Определение основных технических данных локомотива…………...9

2.2 Определение расчетной массы состава……………………………......12



    1. Построение диаграммы удельных результирующих сил…………….15

    2. Определение допустимой скорости движения поезда на спусках…..17

    3. Построение кривых движения поезда на участке…………….………19

Заключение…………………………………………………………………..23

Библиографический список………………………………………………...24

Приложение А……………………………………………………………….25

Приложение Б……………………………………………………………….26

Приложение В……………………………………………………………….27

Приложение Г……………………………………………………………….28



Введение


Тяга поездов - это научная дисциплина, изучающая процессы образова­ния и изменения сил, действующих на поезд, а также закономерности движения поезда под действием этих сил. Прикладную часть этой дисциплины называют «Тяговые расчеты». Нормативы расчетных величин и методики тяговых расче­тов утверждаются МПС, имеют силу отраслевого стандарта и называются «Правила тяговых расчетов для поездной работы».

Результаты тяговых расчетов используются:



  • при разработке графика движения поездов;

  • при выборе типа локомотива или обоснования его основных эксплуата­ционных и тяговых характеристик;

  • при изысканиях и проектировании железных дорог;

  • при решении всех тех задач, которые связаны с повышением эффектив­ности работы железнодорожного транспорта.


1 Исходные данные и задание на курсовую работу



1.1 Общие данные
1.1.1 Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.

1.1.2 Расположение осей станционных путей следующее:



  • ось станции А расположена в начале первого элемента;

  • ось станции Б расположена в середине элемента № 13;

  • ось станции В расположена в конце последнего элемента.

1.1.3 Длина станционных путей - 1250 м.

1.1.4 Допустимая скорость движения по состоянию путей:



  • по перегонам...........80 км/ч;

  • по станциям............60 км/ч.

1.1.5 Допустимый тормозной путь при экстренном торможениии-1200 м.

1.1.6 Расчетный тормозной коэффициент поезда - 0,33.



1.1.7 Тормозные колодки - чугунные.
1.2 Индивидуальные данные
1.2.1 Серия локомотивов ВЛ10



Таблица 1.1- спрямленный профиль пути участка А-Б-В




№ п/п

Длина элемента, м

Крутизна уклона, ‰

Станция А

1

1100

0,3

2

900

0

3

2400

6

4

1600

7

5

2600

7,5

6

2800

8

7

800

0

8

1200

-2

9

1700

-6

10

1300

0

11

900

1,5

12

1400

3,5

Станция Б

13

1300

0

14

1100

4

15

1900

2



Продолжение таблицы 1.1




№ п/п

Длина элемента, м

Крутизна уклона, ‰

16

1100

0,3

17

900

0

18

2400

6

19

1600

7

20

2600

7,5

21

2800

8

22

800

0

23

1200

-2

24

1700

-6

25

1300

0

26

900

1,5

Станция В

27

1400

3,5

Длина участка 38600 м

1.2.2 Вагонный состав поезда

Доля (по массе) восьмиосных ( α8) и четырехосных ( α4) вагонов в составе поезда:

α8 = 0,2 + 0,02*N, (1.1)

α4 =1- α8 (1.2)

α8 = 0,2 + 0.02*11= 0,42

α4 =1- 0,42 = 0,58

Масса в тоннах, приходящихся на ось колесной пары, соответственно:

m08 = 13+ 0,2* N, (1.3)

m04= 15 + 0,2*N. (1.4)

где N - порядковый номер студента по списку

m08 = 13+ 0,2* 11 = 15,2т

m04= 15 + 0,2*11 = 17,2т

1.2.3 Предупреждение об ограничении скорости движения поезда на участке

Километровая отметка начала действия предупреждения Sс.д.пр., км, (считать от оси промежуточной станции)

S с.д.пр = 3 + 0,2* N. (1.5)

S с.д.пр = 3 + 0,2*11 = 5,2 км.

Длина участка линии, где действует предупреждение Lпр, м

Lпр =200 + 40N . (1.6)

Lпр =200 + 40*11= 640 м

Допустимая скорость движения поезда по предупреждению Vдоп.пр., км/ч

V доп.пр = 25 + N (1.7)

V доп.пр = 25 + 11= 36 км/ч

1.2.4 Начальные условия

Начальная километровая отметка участка So, км

S0 = 520+100*N. (1.8)

S0 = 520+100*11= 1620км

Скорость движения поезда в начале участка Vо , км/ч

Vо = 5 + N. (1.9)

Vо = 5 + 11= 16км/ч

Начальное значение времени движения поезда to, мин

to = 0,3* N. (1.10)

to = 0,3* 11= 3,3мин

1.2.5 Время стоянки на промежуточной станции Тст ,мин

Тст =5 + 0,2*N. (1.11)

Тст =5 + 0,2*11= 7,2мин.


1.3 Задание
1.3.1 Определить расчетную массу состава.

1.3.2 Определить допустимую скорость движения поезда на спусках.

1.3.3 Построить зависимости V(S) и t(S) при движении поезда по участку с расчетной массой состава и оценить полученные результаты:


  • по значениям технической и участковой скоростей движения;

  • по режиму проследования расчетного подъема.

1.3.4 Тяговые расчеты должны быть выполнены в двух вариантах:

  • 1 -и вариант - без остановки на промежуточной станции и без учета пре­дупреждения;

  • 2-й вариант - с остановкой на промежуточной станции и с учетом пре­дупреждения.

1.3.5 Тяговые расчеты должны быть произведены с наибольшим исполь­зованием тяговых свойств локомотива и допустимых скоростей движения поез­да с целью поучении наименьших значений перегонных времен хода.


2 Ход курсовой работы

2.1 Определение основных технических данных локомотива

Основные технические данные локомотива определяются по заданной се­рии локомотива ВЛ8

  • сила тяги при строгании с места Fк.тр.=626 кН;

  • расчетная сила тяги Fк р=460 кН;

  • расчетная скорость движения Vр=46,7 км/ч;

  • конструкционная скорость движения, Vк=100 км/ч;

  • масса локомотива, mл =184 т;

  • длина локомотива, lл=33 м;

  • тяговая характеристика локомотива, Fк(V) (таблица 2.1).

Ограничение тяговой характеристики локомотива по сцеплению Fcu, кН вычислю по выражению

Fсц= 9,81*mлк (2.1)

где ψк - расчетный коэффициент сцепления.

ψк = 0,25+8/ (100 +20* v) (2.2)

Для построения тяговой характеристики локомотива Fк(V) и ее ограничение Fсц(V) (рису­нок 2.1) рассчитаю Fсц по формуле (2.1) и сведу их в таблицу (табл.2.1)

Таблица 2.1 – Таблица расчета тяговой характеристики локомотива

V, км/ч

Fк, кН

ψк

Fcu, кН

0




0,33

596

10




0,28

500

20




0,266

480

30




0,261

471

40




0,259

467

50

361

0,257

464


2.2 Определение расчетной массы состава
2.2.1 Расчет критической массы состава

Критическая масса состава m с кр, т, определяем по мощности локомоти­ва из условия движения поезда по расчетному подъему с установившейся (равномерной) скоростью при работе локомотива в расчетном режиме

m c кр= (FKP/ g) - mл (w0 ' + iр) / (w0 '' + iр), (2.3)

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

w0 - удельное основное сопротивление движению электровоза при езде од током, Н/кН;

ip- расчетный подъем, %о;

w0 - удельное основное сопротивление движению состава, Н/кН.

m с кр= (460000/9,81) – 184*( 3,0213+8)/ (1,4838+8)= 4600т

За расчетный подъем принимают один из наиболее крутых и один из наи­более длинных по протяженности подъемов, перед которым отсутствуют доста­точно легкие элементы профиля пути. Последнее дает основание предполо­жить, что этот подъем не может быть преодолен с использованием кинетиче­ской энергии движения поезда. Из вышесказанного следует, что надежного ме­тода выбора расчетного подъема нет и поэтому правильность определения расчетного подъема может быть установлена только после построения кривой ско­рости движения поезда и оценки проследования выбранного подъема.

Для всех серий электровозов величину w0 рассчитываем по формуле

w0' = 1,9 + 0,01V + 0,0003V2, (2.4)

w0' = 1,9 + 0,01*46,7 +0,0003* 46,72= 3,0213 Н/кН

где V - скорость движения, км/ч.

Для состава, сформированного из четырехосных и восьмиосных вагонов, величину wo рассчитываем по формуле

w0 ''= α4 * w04 '' + α8 * w08 '', (2.5)

w0 ''= 0,58*1,4629 + 0,42*1,5128 =1,4838

где w04 '' - удельное основное сопротивление движению четырехосных вагонов, Н/кН;

w08 '' - удельное основное сопротивление движению восьмиосных вагонов, Н/кН.

Удельное основное сопротивление движению груженых четырехосных и восьмиосных вагонов определяем по формулам:

w04 '' = 0,7+(3+0,1*V + 0,0025 V2) / m04, (2.6)

w04 '' = 0,7+(3+0,1*46,7 + 0,0025*46,72)/17,2 = 1,4629 Н/кН

w08 '' = 0,7+(6+0,038*V + 0,0021 V2) / m08. (2.7)

w08 '' = 0,7+(6+0,038*46,7+0,0021*46,72)/15,2 =1,52 Н/кН

2.2.2 Проверка массы состава по строганию с места

Масса состава, рассчитанная выше, должна быть меньше массы m с тр , по­лученной по формуле

mc тр = FKTp / ( g (wтр + iтр )) - mл, (2.8)

где FKTp – сила тяги при строгании с места, Н;

m cтр- масса состава при строгании с места, т;

wтр- удельное основное сопротивление движению при строгании с места, Н/кН;

iтр- уклон участка пути, на котором происходит строгание поезда с места (примем 1‰)

m c тр = 626000/(9,81*(1,2008+0,3) -184=41500 т

Удельное основное сопротивление движению при строгании поезда с места для вагонов на роликовых подшипниках определяем по формуле

wтр I = 28/ (m0I + 7), (2.9)

где m0I - масса, приходящаяся на ось вагона i-того типа, т.

Для состава из четырехосных и восьмиосных вагонов wтр определяем по выражению

wTp = α4 * wтр4 + α8 * wтр8 , (2.10)

wтр4 = 28/ 22,2=1,2613

wтр8 = 28/ 24,2=1,570

wTp =0,58*1,1570+0,42*1,2613= 1,2008

Согласно ПТР масса состава проверяется на трогание с места на остановочных пунктах.

mс кр< mс тр

4600<41500 условие приведенное выше в данной курсовой работе выполняется


2.2.3 Проверка массы состава по размещению на станционных путях

Длина поезда не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей на участках обращения данного поезда (с учетом допуска 10 м на уста­новку поезда).

Длину поезда 1п , м, определяем по формуле

1п = 1с +nл * 1л +10 ≤1250м (2.11)

где 1с - длина состава, м;

nл - число локомотивов.

1п =882+ 1*33+10= 925 м

Длину состава определяем по формуле

1с = ∑(ni *1i ), (2.12)

где ni - количество вагонов i -го типа в составе;

1i – длина вагона i -го типа, м.

В курсовой работе принимаем /4 = 14 м, /8 = 21 м.

1с = 39*14+16*21=882 м

Количество вагонов определяем по выражению

ni = αi * mс / mi (2.13)

где αi - доля вагонов i-го типа (по массе);

т, - масса одного вагона i -го типа, т.

n4 =0,58 * 4600 /4*17,2= 39 ваг

n8 =0,42 *4600 /8*15,2= 16 ваг

Массу вагона определяем по числу осей и массе, приходящейся на ось. Если длина поезда получилась больше длины приемоотправочных путей, необходимо массу состава уменьшить до величины, при которой длина поезда будет равна длине станционного пути.

В данном случае длина поезда не превышает полезную длину приемоотправочного пути (925≤1250).

2.2.4 Выбор расчетной массы состава

Из двух значений масс состава, полученных выше, для дальнейших рас­четов принимаю наименьшее значение 4600 т.

2.3 Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда
Для получения в дальнейшем кривых движения поезда графическим спо­собом предварительно рассчитаем удельные результирующие силы, действующие на поезд при движении его по прямому и горизонтальному участ­ку пути. При этом удельные результирующие силы поезда рассчитаем и построим на графике в зависимости от скорости движения для всех трех возмож­ных режимов ведения поезда; тяги - fr, выбега - fв, служебного механического торможения – f сл.т,. Совместное графическое изображение этих зависимостей принято называть диаграммой удельных результирующих сил поезда.

В тяговом режиме

fт = fк –wо, (2.14)
в режиме выбега

fв=-wox, (2.15)

в режиме служебного механического торможения

f сл.т = -(0,5bт+ wox) (2.16)

где fK - удельная сила тяги, Н/кН;

w0 - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива под током, Н/кН;

wox - удельное основное сопротивление движению поезда при езде локомотива без тока, Н/кН;

bт - удельная тормозная сила при механическом торможении, Н/кН.

В свою очередь

wо = (mл*wo' + mс*wo") / (mл + mс), (2.17)

wox = (mл*wx + mс*wo") / (mл + mс), (2.18)

fк = Fк/[(mл + mс)*g], (2.19)

bт = 1000φкрр; (2.20)

где wx - удельное основное сопротивление движению поезда при езде без тока, Н/кН;

FK - сила тяги электровоза, Н;

φкр - расчетный коэффициент трения колодок о бандаж;

υр - расчетный тормозной коэффициент ( из исходных данных 0,33)

Для всех серий поездов

wx = 2,4 + 0,011V + 0,00035V2 , (2,21)

wx = 2,4 + 0,011*10 + 0,00035*100=2,54 Н/кН.

Для чугунных тормозных колодок

φкр = 0,27(V + 100) / (5V + 100), (2.22)

Расчет значений удельных сил поезда выполню для ряда скоростей движения в диапазоне от нуля до конструкционной скорости с интервалом 10 км/ч.

В диапазоне скоростей движения от нуля до скорости выхода на характе­ристику полного возбуждения ПВ силу тяги принимаю равной силе сцепления.

Сопротивление движению локомотива и состава при скоростях 0...10 км/ч принимаю неизменным и равным его величине при скорости движения V - 10 км/ч.

Построим диаграмму удельных результирующих сил поезда соответствен-но fT(V), fв(V), и fcл т(V).




2.4 Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках

Определение допустимых скоростей движения поезда на спусках произ­водится с целью недопущения проследования поездом участков пути, имеющих спуски, со скоростями движения, превышающими допустимые значения по тормозным средствам поезда. Такая задача называется тормозной задачей и решается путем расчета режима экстренного торможения поезда, когда по за­данным значениям тормозного пути ST, профиля пути ic и тормозным средствам поезда bт определяется максимально допустимое значение скорости начала торможения VHT.

Тормозной путь ST, м, имеет две составляющие

Sт=Sп+ Sд, (2.23)

где Sn - подготовительный тормозной путь, м; SД - действительный тормозной путь, м.

Путь Sn, пройденный поездом за время подготовки тормозов к действию, найду по формуле

Sn = 0,278VHT * tп, (2.24)

где VHT - скорость движения поезда в момент начала торможения, км/ч;

tn - время подготовки тормозов к действию, с.

В зависимости от количества осей в грузовом составе N0 время находят по одной из эмпирических формул:

- при N0 < 200

tп = 7-10ic/bT; (2.25)

- при 300≥N0>200

tn=10-15ic/bт; (2.26)

- при N0 > 300

tn=12-18ic/bт, (2.27)

где ic — уклон спрямленного элемента профиля пути,‰.

Количество осей в составе определю по формуле

N0 = 4n4 + 8n8. (2.28)

N0 = 4*42 + 8*12= 264

Таким образом, расчет значений подготовительного тормозного пути Sn выполняют по (2.24) для ряда скоростей начала торможе­ния в диапазоне от 0 до VK с шагом 10 км/ч .

Зависимость действительного тормозного пути от скорости начала тор­можения SД(VНТ) определяют путем решения графическим методом МПС ос­новного уравнения движения поезда в режиме его экстренного торможения, ко­гда удельная равнодействующая сила поезда равна

f экс т =-bт-wox (2.29)

Учитывая, что зависимость Sn(Vнт) начинается в начале заданного тор­мозного пути и имеет нарастающий характер, а зависимость Sд(Vнт) заканчива­ется в конце заданного тормозного пути и имеет убывающий характер, то оче­видно, что две эти зависимости на интервале тормозного пути пересекаются, а точка их пересечения и есть решение тормозной задачи .



Все полученные данные с пункта 2.2.1 по 2.4 сведем в сводную таблицу 2.2.



Таблица 2.1 - таблица удельных сил поезда. Сводная


































V, км/ч

Fk, кН

wo', Н/кН

wo4", Н/кН

wo8", Н/кН

Wo'', Н/кН

φкр

bт,Н/кН

tп,с

Sп

wx, Н/кН

Wox, Н/кН

fк,Н/кН

wo, Н/кН

fэкс.т,Н/кН

fт,Н/кН

fсл.торм., Н/кН

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0,00

596,00

1,90

0,87

1,09

0,97

0,27

89,10

7,47

0,00

2,40

1,02

12,46

1,00

-90,12

11,46

-45,63

10,00

500,00

2,03

0,95

1,13

1,03

0,20

65,34

6,56

18,23

2,55

1,08

10,45

1,06

-66,42

9,39

-33,74

20,00

480,00

2,22

1,05

1,20

1,11

0,16

53,46

5,79

32,20

2,76

1,18

10,03

1,15

-54,64

8,88

-27,95

30,00

471,00

2,47

1,18

1,29

1,23

0,14

46,33

5,14

42,90

3,05

1,30

9,85

1,28

-47,63

8,57

-24,4

40,00

467,00

2,78

1,34

1,42

1,37

0,13

41,58

4,59

51,03

3,40

1,45

9,76

1,43

-43,03

8,34

-22,3

46,70

451,00

3,02

1,46

1,51

1,48

0,12

39,19

4,26

55,30

3,68

1,57

9,43

1,54

-40,76

7,88

-21,71

50,00

354,00

3,15

1,53

1,57

1,54

0,12

38,19

4,11

57,10

3,83

1,63

7,40

1,61

-39,82

5,79

-20,84

60,00

184,00

3,58

1,75

1,74

1,74

0,11

35,64

3,69

61,50

4,32

1,84

3,85

1,82

-37,48

2,03

-19,74

70,00

118,00

4,07

1,99

1,95

1,97

0,10

33,66

3,32

64,52

4,89

2,09

2,47

2,05

-35,75

0,41

-19,03

80,00

86,00

4,62

2,27

2,18

2,23

0,10

32,08

2,99

66,40

5,52

2,36

1,80

2,32

-34,43

-0,53

-18,48

90,00

69,00

5,23

2,58

2,44

2,52

0,09

30,78

2,69

67,31

6,23

2,66

1,44

2,62

-33,44

-1,18

-18,15

100,00

59,00

5,90

2,91

2,73

2,83

0,09

29,70

2,42

67,39

7,00

2,99

1,23

2,95

-32,69

-1,72

-18,01


2.5 Построение кривых движения поезда
2.5.1 Кривые движения поезда V(S) и t(S) - это зависимости, соответст­венно, скорости движения поезда и времени его хода от пути. Эти кривые по­лучаем в результате решения основных дифференциальных уравнений движе­ния поезда:

V (dV/dS) = 120f, (2.30)

dS/dt = V, (2.31)

где V - скорость движения поезда, км/ч;

S - путь, пройденный поездом, км;

f - удельная результирующая сила, действующая на поезд, Н/кН;

t - время движения поезда, ч.

Значения f определяем по (2.13), (2.15) или (2.16) в зависимости от режима ведения поезда, приведены в таблице 2.1 и на диаграмме удельных результирующих сил поезда f(V).

Используем графический способ ин­тегрирования уравнений (2.30), (2.31) - способ МПС. При этом сначала строим кривую скорости V(S), а затем кривую времени t(S).

2.5.2 По результатам построения кривых движения поезда для обоих ва­риантов ведения поезда по участку А-Б-В (без остановки и с остановкой на промежуточной станции Б) определяем:



  • - техническую скорость движения поезда

Vт= Lуч*60/Tx, (2.33)

  • - участковую скорость движения поезда

Vуч= Lуч*60/(Tx +Tст), (2.34)

где Lyч - длина участка А-Б-В, км;

Тх - время движения поезда по участку, мин;

Тст - время стоянки поезда на промежуточной станции, мин.

Vт=34000*60/ 38 =53684,2

Vт=34000*60/ 43,4 =47004,6

Vуч=34000*60/( 38 + 0 )= 53684,2

Vуч=34000*60/( 43,4 + 6,2 )= 41129



Заключение

После проведенных тяговых расчетов:



  • получили при расчетном подъеме iр = 8‰ массу состава 4600 т , длину поезда lп = 925 м;

  • построил кривые скорости и времени хода поезда;

определил время хода поезда по перегонам (А - Б - 18,7 мин., Б - В – 25,2 мин.), техническую скорость поезда на участке Vт =53684,2 км/ч;

Библиографический список

1. Деев В. В., Третьяков А.П., Перова А.А. Тяга поездов: Учебное посо­бие для вузов. -М.: Транспорт, 1987.

2. Подвижной состав и тяга поездов / Под ред. Н. А. Фуфрянского и В. В. Деева. - М: Транспорт, 1979.

3. Подвижной состав и тяговое хозяйство / Под ред. А. П. Третьякова. -М: Транспорт, 1971.



4. Правила тяговых расчетов для поездной работы (ПТР). - М: Транс­порт, 1985.

5. Ткачев Ю.В. Тяговые расчеты электрифицированного участка: Руко­водство к курсовому проектированию. - Екатеринбург: УрГУПС, 2003.


izumzum.ru