Курсовая работа: Тяговый расчет локомотива

Из рисунка 2.1 видно, что при средней скорости сила тяги локомотива равна .

кгс/т

Определим общее удельное сопротивление движения поезда по формуле

, (2.14)

где - проверяемый подъем крутизной больше расчетного, %о.

Определяем основное удельное сопротивление четырехосных и восьмиосных вагонов на бесстыковом пути при скорости 50 км/ч по формуле

кгс/т

кгс/т

Основное удельное сопротивление локомотивов в режиме тяги при скорости 50 км/ч

кгс/т,

Определим общее удельное сопротивление движения поезда

кгс/т.

Проверим массу состава на прохождение коротких подъемов большой крутизны

м.

Длина проверяемого подъема ( м) меньше 2406 м, следовательно, этот подъем можно преодолеть за счет кинетической энергии, приобретенной на спусках перед этим подъемом.

По данным таблицы 2.1 строим тяговую характеристику для тепловоза 2ТЭ25А, которая приведена на рисунке 2.1.

3. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ УДЕЛЬНЫХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД

Удельные ускоряющие силы в режиме тяги рассчитываются по формуле

, (3.1)

Удельные замедляющие силы в режиме холостого хода определяются по формуле

, (3.2)

где - основное удельное сопротивление движения тепловозов на холостом ходу определяется по формуле

. (3.3)

Удельные замедляющие силы в режиме торможения определяются по формуле

, (3.4)

где для экстренного, для полного служебного и для служебного торможений;

- удельная тормозная сила поезда от действия тормозных колодок,

Удельная тормозная сила поезда рассчитывается по формуле

, (3.5)

где - коэффициент трения колодок о колесо;

- расчетный тормозной коэффициент поезда.

Расчетный коэффициент трения при чугунных колодках определяется по формуле

(3.6)

Расчетный тормозной коэффициент определяется по формуле

(3.7)

где n - число осей в составе;

- доля тормозных осей в составе, ;

- расчетная сила нажатия тормозных колодок на ось, .

Масса локомотива и его тормозные средства включаются в расчет только при наличии на участке спусков круче 20%о.

Определяем число осей в составе

осей

Определим расчетный тормозной коэффициент

Рассчитываем удельные ускоряющие и замедляющие силы, и результаты расчета сведем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет удельных равнодействующих сил тепловоза 2ТЭ25А

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЬШИХ ДОПУСТИМЫХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ПО УСЛОВИЯМ ТОРМОЖЕНИЯ

Тормозной путь в метрах определяется по формуле

, (4.1)

где - путь подготовки тормозов действию, м;

- путь действительного торможения, м.

Путь подготовки тормозов в метрах определяется по формуле

, (4.2)

где - скорость в начале торможения, ;

- время подготовки тормозов к действию, с.

Время подготовки при автоматических тормозах определяется по формуле

, (4.3)

где и - коэффициенты, определяемые в зависимости от числа осей;

- удельная тормозная сила при скорости начала торможения.

Выполняем расчёт формул (4.2) и (4.3) для спуска с уклоном 13,99 %о

с

м

Аналогичные расчёты производим для профиля с уклоном 0 %о

с

м

Строим зависимость по двум точкам: м и . Точки пересечения зависимости и ломаной, будут определять максимально допустимую скорость движения поезда на спуске, с уклоном 11,4 %о. Чтобы не выполнять подобные построения для каждого спуска участка, выполним аналогичные расчеты для профиля пути с %о.

Зная значения допускаемых скоростей на этих участках профиля пути, наносим их на диаграмму удельных сил и соединяем между собой. Эта линии будет ограничением скорости по тормозам на спусках для данного поезда (пунктирная линия на рисунке 3.1). Строим зависимость

5. ПРИБЛИЖЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ И СРЕДНИХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА УЧАСТКЕ СПОСОБОМ УСТАНОВИВШЕХСЯ СКОРОСТЕЙ

Способ установившихся скоростей основан на предположении, что на протяжении каждого элемента профиля пути поезд движется с равномерной скоростью, соответствующей крутизне профиля данного элемента.

Используя данные таблицы 1.2 и по диаграмме удельных сил (рисунок 3.1) находим средние скорости движения для каждого элемента и определяем время движения по каждому элементу и по всему участку. Результаты вычислений сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет времени хода поезда способом равномерных скоростей

Общее время нахождения поезда на участке определим по формуле

, (5.1)

где - длина j-го элемента, км;

- равномерная скорость на j-ом элементе, км/ч;

- суммарное время простоя на промежуточных станциях участка, мин;

- суммарное время на разгон поезда после остановок,

- суммарное время на торможение поезда при остановках,

Ходовую скорость движения поезда определим по формуле

, (5.2)

где - ходовая скорость;

- длина участка, км;

- среднее, ходовое время движения поезда по участку без учета времени стоянок поезда на промежуточных станциях и времени затраченного на разгон и замедление поезда, мин.

Техническую скорость движения поезда определим по формуле

, (5.3)

Участковую скорость движения поезда определим по формуле

, (5.5)

Все вычисления сведем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 - Время и скорости движения поезда на участке А-Б-В

Определим коэффициент участковой скорости

(5.6)

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ И ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

6.1 Построение кривой скорости

Для построения кривой скорости будем использовать данные о спрямленном профиле пути, массу состава, диаграммы удельных сил и допустимую скорость безопасного движения локомотива на спусках (по тормозам), допустимая скорость движения по приемоотправочным путям станции будет равна , (рисунок 6.1).

Сокращенные отметки о режиме работы локомотива:

o Т - режим тяги;

o ХХ - режим выбега;

o ТР - регулировочное торможение;

o ПТ - пробное торможение в пути следования.

6.2 Построение кривой времени

Кривая времени строится на основании кривой скорости .

Используя кривую времени определим время движения поезда по участку А-Б-В в целом и по перегонам, время на разгон и замедление поезда по станции Б, техническую и участковую скорость поезда, а также коэффициент участковой скорости по данным о спрямленном профиле пути.

6.3 Определим время движения поезда по перегонам

t_AБ = 14,5 мин. t_БВ = 26,5 мин. t_AВ = 41 мин.

6.4 Определим время на замедления поезда по станции Б

Для определения времени на замедления поезда по станции Б построим кривую скорости в обратном направлении от точки b (координата оси станции Б) до пересечения с кривой скорости в прямом направлении - точка а на рисунке 6.1. После этого определим время движения поезда от точки а до точки b (= 1,4 мин.) и от точки а до точки с (= 0,4 мин.).

Время на замедление по станции Б получаем

=1,4-0,4=1 мин.

6.5 Определим время на разгон поезда по станции Б

Для определения времени на разгон поезда по станции Б строится кривая скорости от точки b до пересечения с кривой скорости при движении поезда без остановки на станции Б - точка d.

Определим время движения поезда через станцию Б без остановки до точки d (= 6,7 мин.) и с учетом остановки на станции Б (= 8,3 мин).

Время на разгон по станции Б будет равен

=8,3- 6,7=1,6 мин.

Результаты расчета снесем в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Время и скорости движения поезда на участке А-Б-В

Анализ результатов расчета из таблицы 5.2 и таблицы 6.1 показывает, что ошибка приближенного метода равномерных скоростей по сравнению с точным графическим методом МПС составляет

по общему времени движения поезда по участку, технической и участковой скорости

7.ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ТОКА ЛОКОМОТИВА

Кривая тока генератора тепловоза в зависимости от пути строится на графике кривых скорости и времени, на основании кривой скорости и тока тягового генератора тепловоза в зависимости от скорости .

На кривой возьмем точки перелома скорости и для каждой из них по кривой определим ток генератора. С помощью рисунка 7.1 построим кривую тока генератора тепловоза 2М62.

Рисунок 7.1. Токовая характеристика тягового генератора тепловоза 2ТЭ25А.

Кривая тока строится на рисунке 6.1.

8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА ТЕПЛОВОЗАМИ

Расход дизельного топлива на заданном участке определим по формуле

(8.1)

где - расход топлива тепловозом на максимальной позиции контроллера машиниста, ;

- время движения поезда в режиме тяги, мин;

- расход топлива на холостом ходу, ;

- время движения поезда в режиме холостого хода, мин.

кг

Определяем удельный расход топлива

, (8.2)

где L - длина участка, км.

кг/10⁴ т км брутто

Определим условный удельный расход топлива

кг/10⁴ т км брутто (8.3)

9.ПРОВЕРКА ТЯГОВЫХ МАШИН ЛОКОМОТИВОВ НА НАГРЕВ

Нагревание тяговой электрической машины локомотива зависит от величины тока, проходящего через ее обмотки. Чем больший ток проходит через ее обмотки, тем сильнее нагреваются ее части.

Проверка на нагревание выполняется на основании кривых тока и кривой времени . Проверку произведем по формуле

, (9.1)

где - температура нагрева обмоток;

- начальное превышение температуры, ;

- установившаяся температура, ;

- интервал времени, в течение которого по обмоткам протекает

неизменный средний ток, мин;

Т - тепловая постоянная времени, мин.

Значения среднего тока в интервале определим по формуле

, (9.2)

где - ток в начале и конце интервала .

, (9.3)

где - число параллельных цепей соединения тяговых электродвигателей, .

Полученная в результате расчета наибольшая на заданном участке температура перегрева не должна превышать величины

(9.4)

где - допускаемое превышение температуры обмоток тяговых электрических машин над температурой окружающего воздуха,

;

- температура наружного воздуха, .

.

Разбиваем кривую тока (рисунок 6.1) на отрезки, в которых выполняется условие и находим среднее значение тока генератора на каждом отрезке. Затем определяем значение тока ТЭД для каждого отрезка. Полученные значения заносим в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Расчет температуры перегрева обмоток якоря ТЭД ЭД-118А