Анализ и спрямление профиля пути

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ПОЕЗДА И ЕГО ПРОВЕРКИ

2.1 Проверка возможности трогания с места

2.2 Проверка массы состава на свободную установку на приемно-отправочных путях

2.3 Проверка массы состава на возможность надежного преодоления короткого подъема,

величиной больше расчетного

3. РАСЧЕТ ДИАГРАММЫ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСИВУЮЩИХ НА ПОЕЗД ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ

3.1 Режим тяги

3.2 Режим холостого хода локомотива и служебного торможения поезда для остановки

на станциях

4. ТОРМОЗНАЯ ЗАДАЧА

5. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ

5.1 Методика графических построений зависимости V(S) на элементе профиля пути

5.2 Построение диаграммы времени хода поезда

6. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ТОКА

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ПОЕЗДА НА УЧАСТКЕ

8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

НИР на тему: ПУТИ ЭКОНОМИИ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ЛОКОМОТИВАМИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Результаты спрямления профиля пути

№ элемента	Крутизна элемента, 0/00	Длина элемента, м	Радиус кривой, м	Длина кривой, м	Длина спрямленного элемента, м	Крутизна спрямленного элемента, 0/00	Фиктивный подъем от кривой, 0/00	Суммарная крутизна, 0/00	№ элемента после спрямления
1 2 4 7 8 9 12 13 14 16 18 20 22 23 25 27 30 33 36	-2 -3 -1 -2 -6 -9 -4 -4 -5 -8 -9 -11 -4				1500     1200 1200 200 3000 1800	2,6   8,5 -5,1     -14 -5,6   2,17   5,63   -0,538     -4,4 -8,28   -2,43   -1,3     9,2	0,125     0,5       0,46     0,35   0,16   0,53	2,6     4,125 -5,1     -14 -5,1   2,17   5,63   -0,076     -4,05 8,28   -1,93   -0,77

Расчет:

+1

2 3

⁰/₀₀.

8 9

9 10 11

-4

-5

-8

⁰/₀₀

-14

13 14

-6

-4

=1500 м

=1000 м

⁰/₀₀

⁰/₀₀.

⁰/₀₀

16 17 18

+1

+2

+3

⁰/₀₀

19 20

+5

+6

⁰/₀₀

22 23

	-1

=700 м

=600 м

⁰/₀₀

⁰/₀₀.

⁰/₀₀

-2

-6

24 25

26 27

-8

800 -9

28 29

400 -6

-1

30 31 32

⁰/₀₀.

34 35

⁰/₀₀.

-0,5

Режимы холостого хода локомотива и служебного торможения

Тормозная задача

Перед тем, как приступить к построению кривых скорости и времени хода поезда по участку, следует решить тормозную задачу, которая состоит в определении максимально допустимой скорости движения поезда по участку при заданных тормозных средствах и принятом тормозном пути. Эта задача решается графическим способом.

Процесс торможения определяется следующими факторами:

1) величиной тормозной силы, расчетного тормозного коэффициента;

2) скорости поезда в начале торможения;

3) скорости поезда в конце торможения;

4) длиной тормозного пути.

Длиной тормозного пути называется расстояние, проходимое поездом за время от момента поворота ручки крана машиниста до полной остановки поезда.

От момента начала экстремальных действий на тормозную систему поезда до условного момента прижатия тормозных колодок к колесам проходит некоторое время, называемое периодом подготовки к торможению, в течение которого поезд проходит путь (подготовительный тормозной путь).

Полный (расчетный) тормозной путь

, м (4.1.)

где - подготовительный тормозной путь, м;

- действительный тормозной путь, на протяжении которого поезд двигается с действующим в полную силу тормозами (конец пути совпадает с началом пути ), м.

Равенство 4.1. позволяет искать допустимую скорость как величину, соответствующую точке пересечения графических зависимостей подготовительного пути и действительного тормозного пути от скорости движения поезда на режиме торможения. Поэтому тормозная задача решается следующим образом.

По данным расчетной таблицы удельных равнодействующих сил строим графическую зависимость удельных замедляющих сил при экстренном торможении от скорости (см. табл.4.), а рядом справа, устанавливаем в соответствующем масштабе систему координат V – S (рисунок 1).

Оси скоростей V в обеих системах координат должны быть параллельны, а оси удельных сил и пути должны лежать на одной прямой.

Масштабы для графических построений приведены в табл.5.

Решаем тормозную задачу следующим образом. От точки О₁ в право от оси S откладываем значение полного тормозного пути S_T, который следует принять равным: на спусках крутизной до ‰ включительно – 1000м, на спусках круче 6‰ – 1200м.

На кривой отмечаем точки, соответствующие средним значениям скоростей выбранного скоростного интервала 10км/ч (т.е. 5, 15, 25, …, 95км/ч). Через эти точки из точки на оси , соответствующей крутизне выбранного спуска участка (полюс строения), проводим лучи ( ) и т.д.

Построение кривой V(S) начинаем из точки О, так как нам известно, что конечное значение скорости при торможении равно нулю. Из этой точки проводим (с помощью линейки и треугольника) перпендикуляр к лучу до конца первого интервала, т.е. в пределах от 0 до 10 км/ч и т.д. Начало каждого последующего отрезка совпадает с концом предыдущего. В результате получаем ломаную линию, которая представляет собой выраженную графическую зависимость скорости заторможенного поезда от пройденного пути.

На тот же график следует нанести зависимость подготовительного пути от скорости

, м (4.2.)

где - скорость в начале торможения, км/ч;

- время подготовки тормозов к действию, с. Это время равно:

- для грузового состава длиной до 300 осей; (4.3.)

Здесь i - крутизна уклона, для которого решается тормозная задача, ‰; (для спусков со знаком минус);

b_т - удельная тормозная сила при начальной скорости торможения.

Число осей в составе

, осей (4.4.)

Построение зависимости подготовительного тормозного пути от скорости производим по двум точкам, для чего подсчитываем значения при и .

Графическую зависимость строим в тех же масштабах.

Значение , вычисленное для скорости, равной конструкционной скорости локомотива, откладываем в масштабе (см.табл.5) вправо от вертикальной оси О₁V на уровне той скорости, для которой вычислено . Получаем точку C, соединяем ее с точкой О. Точка пересечения ломаной линии с линией О₁C – точка D – определяет максимальную скорость движения поезда по данному элементу пути S_T.

Расчеты и графические построения производят для трех величин уклонов . Пересечение прямых V(S_П) и кривых V(S_Д) для каждого значения i дает искомую допустимую скорость на этом уклоне.По полученным трем точкам стоят кривую на диаграмме замедляющих сил или на отдельном листе.

Результаты решения тормозной задачи необходимо учитывать при построении кривой скорости, допустимой по тормозам, т.е. чтобы поезд мог всегда быть остановлен на расстоянии, не превышающем длины полного тормозного пути.

Расчет:

=104+108=212 осей

i=-14‰

=10+ с

S

Построение кривой тока

Особенности расчета токов нагрузки и превышения температуры обмоток тяговых электродвигателей электровозов постоянного тока.Для проверки массысостава по нагреванию обмоток тяговых двигателей вначале строят график - тока нагрузки электровоза в функции пути. Зная соединение тяговых электродвигателей в цепи электровоза, строят график - тока двигателя в функции пути, используя график .

При построении зависимости исходные данные:токовая диаграмма электровоза , профиль пути, построенная кусочно-линейная зависимость с указанием режимов работы .

Диаграмму вычерчивают для расчетного режима, по которому построена зависимость (1). При разгоне поезда вплоть до выхода на характеристику П-ПП не используют характеристики ослабленного возбуждения для более ускоренного разгона. Поэтому переход от С к СП и к П-ПП производят только способом контактно-реостатного регулирования скорости. Переходные процессы при регулировании скорости возбуждением и параллельном соединении двигателей показаны пилообразным графиком. Скорости и токи переходов нормированы и приведены в таблицах при диаграммах .

Построение производят вначале по интервалам переходных процессов, а при выходе на естественную рабочую характеристику схемы П-СП - по интервалам скоростей. Для этого от характерных точек проводят горизонтальные линии до пересечения с графиком .В точках пересечения откладывают соответствующие значения тока. Соединив ординаты токов, получим кусочно-линейную зависимость , которую используют для расчета расхода энергии на тягу поезда и для построения зависимости . При построении по необходимо исходить из соотношения и при различных схемах соединения двигателей.

Если на ординатах графика отложить значения тока двигателей в соответствии со способом их соединения в цепи электровоза, то можно построить графическую зависимость .

7. Определение технической скорости поезда на участке

Техническая скорость движения поезда по участку в км/ч

, км/ч (7.1)

где - пройденное расстояние, км;

- время хода поезда по участку, мин.

Расчет:

По рисунку 2 определили величины и .

= 34000 м=34 км; =33 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта произвели спрямление заданного профиля пути, определили расчетную массу поезда, построили диаграммы ускоряющих и замедляющих сил, определили допустимые скорости движения поезда по спускам участка на основе решения тормозной задачи второго типа. Также построили диаграммы скорости и времени хода поезда по участку, рассчитали показатели локомотива графическим способом.

Список литературы:

1. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985,319

2. Бабичков А.М., Гурский П.А. Тяга поездов. М.: Транспорт, 1962, 263 с.

3. В.В.Деев и др. Тяга поездов. М.: Транспорт, 1987, 264 с.

4. Развитие локомотивной тяги. Под ред. Н.А.Фуфрянского. М.: Транспорт, 1982, 303 с.

5. Розенфельд В.Е.и др. Теория электрической тяги. М.: Транспорт, 1983, 328 с.

6. С.И.Осипов и др. Основы локомотивной тяги. М.: Транспорт, 1979, 440с.

7. Справочник. Тяговые расчеты. Гребенюк П.Т. и др.М.: Транспорт, 1987, 272 с.

8. Кузьмич В.Д., Руднев В.С., Френкель С.Я. Теория локомотивной тяги. Учебник. М.: Изд. «Маршрут», 2005 г., 448 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ И СПРЯМЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ПУТИ

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ПОЕЗДА И ЕГО ПРОВЕРКИ

2.1 Проверка возможности трогания с места

2.2 Проверка массы состава на свободную установку на приемно-отправочных путях

2.3 Проверка массы состава на возможность надежного преодоления короткого подъема,

величиной больше расчетного

3. РАСЧЕТ ДИАГРАММЫ УДЕЛЬНЫХ РАВНОДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСИВУЮЩИХ НА ПОЕЗД ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ

3.1 Режим тяги

3.2 Режим холостого хода локомотива и служебного торможения поезда для остановки

на станциях

4. ТОРМОЗНАЯ ЗАДАЧА

5. ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ

5.1 Методика графических построений зависимости V(S) на элементе профиля пути

5.2 Построение диаграммы времени хода поезда

6. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ТОКА

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ПОЕЗДА НА УЧАСТКЕ

8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

НИР на тему: ПУТИ ЭКОНОМИИ РАСХОДА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ЛОКОМОТИВАМИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Анализ и спрямление профиля пути

Каждый участок железнодорожного пути характеризуется продольным профилем и планом.

Продольный профиль пути представляет собой вертикальный разрез по трассе, развернутый на плоскость; план трассы – проекция трассы на горизонтальную плоскость. Таким образом, профиль пути всегда представляет собой то или иное сочетание площадок, подъемов и спусков, а план – сочетание прямых и кривых участков пути.

Продольный профиль железнодорожного пути характеризуется крутизной уклонов, длиной отдельных его элементов и сопряжением этих элементов в местах их пересечения. План железной дороги описывается протяжением прямых, расположением и величиной углов поворота линий, условием сопряжения кривых с прямыми и друг с другом.

Элементом профиля пути называют расстояние между точками перелома профиля, где меняется крутизна уклона.На скорость движения поезда большое внимание оказывает характер профиля пути. При движении поезда постоянного веса по переменному профилю пути скорость его изменяется на каждом элементе профиля из-за изменения сил дополнительного сопротивления движению поезда.

Анализ профиля пути включает в себя определение расчетного подъема, инерционного уклона.

Расчетный подъем – это наиболее трудный для движения в данном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяги локомотива. Если наиболее крутой подъем участка достаточно длинный, то он принимается за расчетный. Если же наиболее крутой подъем заданного участка имеет небольшую протяженность и ему предшествует «легкий» участок, на котором поезд может развить высокую скорость для преодоления впереди лежащего подъема, то такой подъем не может быть принят за расчетный, так как поезд преодолевает его за счет накопленной кинетической энергии. В этом случае за расчетный следует принять подъем, меньшей крутизны, но большей протяженности, на котором может быть достигнута равномерная скорость.

Инерционный или скоростной уклон – это уклон круче расчетного, преодолеваемый с разгона за счет работы силы и расхода накопленного перед подъемом запаса кинетической энергии поезда.

На скорость движения поезда большое влияние оказывает характер профиля пути.

При движении поезда постоянного веса по переменному профилю пути скорость его изменяется на каждом элементе профиля из-за изменения сил сопротивления движению поезда.

Интегрирование уравнения движения поезда производится для каждого элемента профиля пути, что позволяет учитывать изменение этих сил. Чем больше элементов профиля пути рассматривается, тем больший объем расчетов необходимо выполнить. Поэтому для уменьшения объема вычислений производят спрямление профиля пути.

Спрямление профиля пути состоит в замене двух или нескольких элементов продольного профиля пути одним элементом. Замена действительного профиля пути с фиктивным уклоном основана на предположении, что при движении поезда по спрямленному участку с фиктивным уклоном, механическая работа сил сопротивления на всем его протяжении равна суммарной механической работе сил сопротивления на действительных элементах профиля на всем их протяжении.

Спрямлению подлежат соседние элементы профиля, имеющие одинаковый знак уклона, близкие по крутизне. Также можно спрямить площадки с подъемом или площадки со спуском. Если между соседними элементами действительного профиля, имеющих большое протяжение, расположен короткий элемент (менее длины поезда), резко отличающийся по величине (но не по знаку) уклон, то он спрямляется с соседним элементом, более близким по значению уклоном.

Спрямлению не подлежат:

- элементы разных знаков крутизны;

- элементы, на которых расположены остановочные пункты;

- расчетные подъемы и инерционные уклоны;

- элементы одного знака, но с большой разницей величины уклона.

Порядок спрямления:

1) определить расчетный подъем и инерционный уклон;

2) определить группы спрямляемых элементов;

3) рассчитать длину и крутизну спрямленного элемента;

4) произвести проверку возможности спрямления выбранных элементов;

5) при наличии кривых определить фиктивный подъем от кривой;

6) вычертить спрямленный профиль пути с учетом замены кривых фиктивным подъемом.

Длину спрямленного элемента определяют путем суммирования длины элементов, входящих в группу спрямления:

, (1.1)

где - длина элементов спрямляемой группы, м;

n – количество элементов спрямляемой группы.

Крутизна спрямленного элемента вычисляется по формуле:

, ⁰/₀₀. (1.2)

где - крутизна элементов спрямляемой группы, ⁰/₀₀.

Чтобы расчеты скорости и времени были достаточно точными, необходимо выполнить проверку возможности спрямления. Проверка выполняется для каждого элемента спрямляемой группы по формуле:

, м (1.3)

где - длина элемента спрямляемой группы, для которого выполняется проверка, м;

- абсолютная величина разности между уклоном спрямленного участка и уклоном проверяемого элемента, ⁰/_00.

(1.4)

Чем короче элементы спрямляемой группы и чем ближе они по крутизне, тем более вероятно, что проверка на удовлетворение условию (1.3) окажется положительной.

Для упрощения расчетов, дополнительное сопротивление от кривых участков пути в тяговых расчетах заменяются фиктивным подъемом, крутизна которого определяется по формуле:

, ⁰/₀₀, (1.5)

где - длина кривой, расположенной на спрямляемом элементе, м;

- радиус кривой, расположенной на спрямляемом элементе, м.

Если элемент, не вошедший в группу спрямления, расположен на кривой, то также необходимо определить фиктивный подъем.

Крутизну спрямленного участка с учетом фиктивного подъема от кривой определяют суммированием крутизны элемента и фиктивного подъема от кривой с учетом знака уклона.

Расчеты целесообразно сводить в таблицу 1.

Таблица 1.