Расчет касательной силы тяги

Ток Iд, А	Скорость V, км/ч	Сила тяги электродвигателя Fkд, кН	Касательная сила тяги локомотива Fk, кН
. . .	. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .	. . .

Данные 2 и 4 столбцов таблицы 12.1 являются координатами точек искомой тяговой характеристики. Нанеся эти точки на планшет с системой координат F_k,- V и соединив их плавной кривой (с помощью лекала), получаем тяговую характеристику локомотива F_k=f(V).

На построенную тяговую характеристику следует нанести ограничения силы тяги по сцеплению колес локомотива с рельсами и по конструкционной скорости.

Для наложения на тяговую характеристику ограничения по условию сцепления движущих колес с рельсами необходимо рассчитать и построить зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована локомотивов при отсутствии боксования колес, от скорости движения F_сц=f(V) ,

, (2)

где F_сц – наибольшая сила тяги локомотива, допускаемая по условиям сцепления колес с рельсами, кН;

Р_сц – сцепной вес локомотива (нагрузка, передаваемая от движущих колес на рельсы), кН.

(3)

где П – нагрузка от движущей колесной пары на рельсы, кН;

m - число движущих колесных пар локомотива (равное количеству тяговых электродвигателей);

- расчетный коэффициент сцепления.

Правилами тяговых расчетов для поездной работы установлены следующие эмпирические формулы для определения :

1) электровозы постоянного тока:

;

2) электровозы переменного тока:

;

3) тепловозы серии ТЭ10:

;

4) остальные тепловозы (производства стран СНГ)

.

Здесь V – скорость движения локомотива, км/ч.

Величина F_сц вычисляется для нескольких значений скорости (0, 10, 20, 30, 40, 50 и т.д. км/ч).

Результаты расчета зависимости F_сц=f(V ) удобно свести в таблицу 12.2.

Таблица 12.2.

Расчет силы тяги по условию сцепления колес с рельсами

Скорость V, км/ч	Коэффициент сцепления,	Сила тяги по сцеплению Fсц, кН
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .

По данным столбцов 1 и 3 таблицы 12.2 наносим точки на планшет с тяговой характеристикой и соединяем их плавной кривой. Это и будет графическая зависимость F_сц=f(V ) – ограничение по условиям сцепления движущих колес локомотива с рельсами.

Ограничение по конструкционной скорости наносится в виде вертикальной линии, проходящей через значение V_конст.

Пример тяговой характеристики с нанесенными ограничениями, построенной указанным способом, представлен на рисунке 12.7.

Построение выполняется на миллиметровой бумаге. Тяговая характеристика и ограничивающие линии проводятся остро заточенным карандашом. Для построения рекомендуются следующие масштабы:

скорость V : 1 км/ч – 1 мм;

сила тяги F: 50 кН – 10 мм.

В точке пересечения кривой F_сц=f(V ) и тяговой характеристики F_k=f(V) полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность тяговых электродвигателей.

Поэтому режим работы локомотива, соответствующий этой точке (F_kр и V_р) может быть принят за расчетный при определении массы состава.

Касательная мощность локомотива (на ободе движущих колес) при расчетных тяговых параметрах (F_kр и V_р) может быть вычислена по формуле:

кВт.

Задание № 6.

1. По заданным электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя построить тяговую характеристику локомотива.

2. Определить касательную мощность локомотива на расчетном режиме.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 12.3.

Таблица 12.3.

Исходные данные для расчета

Наименование	Вариант
Электромеханические характеристики	Рис.1	Рис.1	Рис.2	Рис.3	Рис.2	Рис.4	Рис.5	Рис.5	Рис.6	Рис.6
Нагрузка от колесной пары на рельс, кН
Конструкционная скорость, км/ч
Серия локомотива	Электровозы постоянного тока	Электровозы переменного тока
Число движущих колесных пар локомотива (тяговых электродвигателей)

Данное задание рекомендуется выполнить с применением программы Microsoft Exсel.

Рисунок 12.1.

Рисунок 12.2.

Рисунок 12.3.

Рисунок 12.4.

Рисунок 12.5.

Рисунок 12.6.

Рисунок 12.7.