Тяговый расчет ВЛ60к

точки С следует перейти на характеристику ОВ1 в точку D и работать на этой

характеристике до точки Е, а затем перейти на характеристику ОВ2 (точка G),

Характеристика ОВ2 в соответствии с ПТР используется до точки К,

находящейся на этой характеристике при максимальной скорости движения

электровоза. Последняя характеристика ОВ3 остается резервной на случай

работы при повышенных скоростях движения.

Данные расчетов удельных сил основного сопротивления движению поезда

и удельных ускоряющих сил в режиме тяги заносятся в таблицу 4

Таблица 4

Удельные ускоряющие силы в режиме тяги при движении по прямолинейному

горизонтальному участку пути

|Режим |V,км/ч |W0’, |W0”, |W0, н/кН|Fк, |fк, |Fу, Н/кН|

| | |Н/кН |Н/кН | |КН |н/кН | |

| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |

|Разгон | 0 |1,9 |0,87 |0,91 |1000 |15,86 |14,95 |

| |10 |2,0 |0,94 |0,98 |850 |13,48 |12,50 |

| |20 |2,2 |1,04 |1,09 |800 |12,69 |11,60 |

| |30 |2,5 |1,17 |1,23 |775 |12,29 |11,06 |

| |40 |2,8 |1,32 |1,38 |740 |11,73 |10,35 |

| |49,5 |3,13 |1,5 |1,57 |725 |11,5 |9,93 |

|ПВ |49,5 |3,13 |1,50 |1,57 |725 |11,50 |9,93 |

| |52 |3,23 |1,55 |1,62 |650 |10,31 |8,69 |

| |55 |3,35 |1,61 |1,68 |550 |8,72 |7,04 |

| |60 |3,58 |1,72 |1,80 |440 |6,98 |5,18 |

| |65 |3,81 |1,84 |1,92 |350 |5,55 |3,63 |

| |70 |4,07 |1,97 |2,06 |280 |4,44 |2,38 |

| |75 |4,34 |2,1 |2,20 |240 |3,81 |1,61 |

| |80 |4,62 |2,24 |2,34 |200 |3,17 |0,83 |

|ОВ1 |65 |3,81 |1,84 |1,92 |420 |6,66 |4,74 |

| |70 |4,07 |1,97 |2,06 |350 |5,55 |3,49 |

| |75 |4,34 |2,10 |2,20 |300 |4,76 |2,56 |

| |80 |4,62 |2,24 |2,34 |250 |3,97 |1,63 |

| |85 |4,91 |2,38 |2,49 |220 |3,49 |1,00 |

| |90 |5,23 |2,54 |2,66 |200 |3,17 |0,51 |

| |95 |5,56 |2,70 |2,82 |170 |2,70 |-0,12 |

| |100 |5,90 |2,87 |3,00 |150 |2,38 |-0,62 |

|ОВ2 |55 |3,35 |1,61 |1,68 |730 |11,58 |9,9 |

| |60 |3,58 |1,72 |1,79 |580 |9,20 |7,41 |

| |65 |3,81 |1,84 |1,92 |470 |7,46 |5,54 |

| |70 |4,07 |1,97 |2,06 |400 |6,35 |4,29 |

| |75 |4,34 |2,10 |2,20 |350 |5,55 |3,35 |

| |80 |4,62 |2,24 |2,34 |300 |4,76 |2,42 |

| |85 |4,91 |2,38 |2,49 |260 |4,12 |1,63 |

| |90 |5,23 |2,54 |2,66 |240 |3,80 |1,15 |

| |95 |5,56 |2,70 |2,82 |200 |3,17 |0,35 |

| |100 |5,90 |2,87 |3,00 |180 |2,86 |-0,14 |

4. Расчет удельных ускоряющих и замедляющих сил поезда в

режимах выбега и торможения

В режиме выбега на поезд действуют только одна сила – сопротивление

движению W. Основное удельное сопротивление движению электровоза на выбеге

больше, чем в режиме тяги. Для всех серий электровозов оно определяется по

эмпирической формуле, Н/кН:

W0x’=2,4+0,011v+0,00035v2,

где v – скорость движения, км/ч.

удельная замедляющая сила при выбеге определяется так:

f3= -fy -w0x =

Расчеты выполняют для скоростей от 0 до конструкционной скорости

локомотива vк (через 10 км/ч). В диапазоне скоростей от 0 до 10 км/ч

сопротивление движению электровоза и состава (вагонов) принимают неизменным

и равным сопротивлению при скорости v=10км/ч

Численные значения w0” берутся из табл. 4.

В режиме торможения на поезд действуют сила сопротивления движению W

и тормозная сила Вт.

При служебном торможении удельная замедляющая сила, Н/кН:

fз.с= - fy=0,5bт+w0x,

где bт=1000vр.тфк.р, Н/кН – удельная тормозная сила при экстренном

торможении (пневматическими тормозами);

vр.т- расчетный тормозной коэффициент, Н/кН (принмается раным 0,33);

фк.р – расчетный коэффициент трения колодки о бандаж, определяемый

для чугунных стандартных колодок по формуле:

фк.р=

Результаты расчета удельных замедляющих сил сводятся в таблице 5.

Таблица 5

Удельные замедляющие силы поезда в режимах выбега и

торможения

|V, км/ч |W0x’, Н/кН |W0x, Н/кН | фк.р |bт, н/кН |0,5bт+w0x, |

| | | | | |Н/кН |

|0 |0,24 |0,84 |0,27 |89,10 |45,46 |

| |2,55 |1,00 |0,20 |65,34 |33,67 |

|10 |2,76 |1,10 |0,16 |53,46 |27,83 |

|20 |3,05 |1,24 |0,14 |46,33 |24,41 |

|30 |3,40 |1,41 |0,13 |41,58 |22,20 |

|40 |3,87 |1,62 |0,11 |37,90 |20,57 |

|50 |4,32 |1,83 |0,11 |35,64 |19,65 |

|60 |4,89 |2,05 |0,10 |33,66 |18,88 |

|70 |5,52 |2,37 |0,10 |32,08 |18,41 |

|80 |6,12 |2,68 |0,09 |30,78 |18,07 |

|90 |7,00 |3,04 |0,09 |29,70 |17,89 |

|100 |7,85 |3,42 |0,09 |28,79 |17,82 |

|110 | | | | | |

Расчет удельных сил основного сопротивления движению поезда и удельных

ускоряющих сил в режиме тяги следует выполнять с помощью ЭВМ . При

отсутствии таковых расчет производится с помощью простейших вычислительных

средств. По данным табл. 4 и 5 строятся кривые удельных ускоряющих и

замедляющих сил в соответствии с рекомендованными масштабами

Таблица 6

Масштабы, рекомендованные при построении кривых движения

| Масштаб |Значение масштабов для грузовых |

| |поездов |

| mv, мм/км/ч | 1 |

|mf, мм/км/ч |6 |

|ms, мм/км |20 |

|mt, мм/с |1/6 |

|( , мм |30 |

5. Построение кривых движения

5.1 Построение кривой скорости v(s)

Построение кривой скорости движения поезда v(s) рекомендуется

выполнять графическим способом МПС на основании кривых ускоряющих и

замедляющих сил спрямленного профиля пути. Для построения кривых движения

следует заготовить на миллиметровой бумаге в соответствии с

рекомендованными масштабами совмещенную систему координат, в которой по оси

ординат наносятся скорость движения поезда по перегону , его время хода,

ток потребляемый электровозом, и вспомогательная вертикальная линия KN, а

по оси абсцисс – уклон и длина спрямленного и приведенного элемента, номер

километрового пикета.

Построение кривой v(s) начинают с момента трогания поезда.

5.1.1. Задаются первым приращением скорости (при следовании электровоза под

током до выхода на автоматическую характеристику – не более 10 км/ч, после

выхода на автоматическую характеристику не более 5 км/ч; при следовании на

выбеге – не более 10 км/ч; в режиме торможения при скорости свыше 50 км/ч

до нуля – не более 5 км/ч) и на кривой ускоряющих усилий отмечают точку,

соответствующую средней скорости, с которой поезд будет следовать на первом

отрезке пути. На эту точку и нуль накладывается линейка, а затем проводится

прямая под прямым углом к данной прямой до пересечения с горизонталью,

соответствующей приращению скорости.

Затем задаются вторым приращением скорости и аналогично строятся

последующие прямые.

5.1.2. При разгоне и движении поезда, например, по подъему i=+3%0 удельная

ускоряющая сила fy=fk-w0-wi. Следовательно, она уменьшается на величину

сопротивления от уклона и кривая fy(v) смещается влево.

Для того, чтобы каждый раз не перестраивать кривую ускоряющих

усилий, начало системы координат переносят влево(при подъеме) или вправо

(при спуске) на величину равную wi==i.

5.1.3. Если удельная ускоряющая сила будет равна сопротивлению движения от

подъема, то движение поезда будет равномерным и кривая скорости v(s) будет

располагаться параллельно оси абсцисс.

5.1.4. При движении поезда по площадке установившаяся скорость

характеризуется точкой пересечения кривой (fk-w0) c осью ординат.

5.1.5.Усли по условиям движения необходимо переходить с полного возбуждения

ПВ на ослабленное возбуждение ОВ, то для построения кривой скорости v(s)

пользуются кривыми для соответствующих ступеней ослабления возбуждения.

Допустим, что выход на характеристику ПВ осуществляется при скорости

v1, а переход на характеристику ОВ1 происходит при скорости v2.

Следовательно, приращение скорости будет v1=v2-v1. Линия скорости

В1С1проводжится перпендикулярно линии соответствующей ПВ соединенной с

началом координат.

При скорости v2 осуществляется переход движения поезда с ПВ на ОВ1. В

этом случае приращение скорости будет v2=v3-v2, а на кривой ускоряющих

усилий для ОВ1 линия скорости откладывается аналогично.

При скорости v3 осуществляется переход на ОВ2, и построение кривой

v(s) производится аналогично.

При построении кривой скорости v(s) необходимо соблюдать

установленные приращения скорости. Если приращения скорости будут больше

установленных, то их делят на части так, чтобы соблюдать условие …v<5км/ч.

5.1.6. Построение кривой v(s) при обратном переходе с ОВ2 на ОВ1 и ПВ

производится аналогично, с использованием тех же интервалов приращения

скорости.

5.1.7. При движении поезда по подъему или спуску на кривых ускоряющих сил

соединяются не с началом координат, а сточкой на оси абсцисс,

соответствующей приведенному подъему или спуску.

5.1.8. При движении поезда без тока (на выбеге) построение кривой скорости

v(s) выполняют с использованием кривой удельного сопротивления движению

поезда w0x(v) на площадке.

Допустим, что поезд подходит к площадке со скоростью v1. На кривой

w0x(v) задаемся точкой А, соответствующей средней скорости

V1 +V2

Vср=--------

2

Соединяем точку А с началом координат, затем проводим линию скорости

перпендикулярно линии ОА.

Пусть далее поезд переходит на некоторый подъем +2%0.Вэтом

случае.отмечается точкаО1влево от начала координат, соответствующая подъему

+2%0. С точкой О1 соединяется с точкой В и перпендикулярно О1В проводится

линия скорости, которая характеризует движение поезда на подъеме +2%0 в

пределах скоростей v2 и v3. При движении поезда на спуске например –5%0,

построение кривой скорости производится аналогично, только точку С

соединяют с точкой О2, перенесенной от начала координат вправо на величину

–5%0. Проведенный отрезок характеризует движение поезда по спуску в

пределах скоростей v3 и v2.

5.1.9. При движении поезда с применением служебного торможения кривая v(s)

строится с помощью зависимости: -f=(0,5bт+w0x). Построение кривой скорости

v(s) производится также, как и в ранее рассмотренных режимах движения

поезда. При остановке поезда кривую скорости v(s) рекомендуется строить в

обратном порядке. Пересечение этой кривой с кривой движения на выбеге перед

остановкой (началу торможения должно предшествовать движение на выбеге) и

определяет искомую точку начала торможения.

5.1.10. При движении поезда по затяжному спуску кривую скорости изображают

горизонтальной линией, проводимой ниже на величину (v.

5.1.11. При переходе к перелому профиля пути чаще всего последняя точка,

построенная для данного элемента профиля, попадает за его предел, т.е.

оказывается на следующем элементе с другим уклоном.

При построении кривой скорости движения поезда v(s) следует выполнять

следующие рекомендации:

1) кривые ускоряющих и замедляющих сил, а также кривую скорости

вычерчивают на отдельных листах миллиметровой бумаги (см. рис 4)

с обязательным соблюдением масштабов, приведенных в табл. 6

2) при построении кривой скорости необходимо:

а) для наилучшего использования кинетической энергии поезда

обеспечивать наибольшую скорость к началу подъема;

б) не превышать скорость, допустимую по конструкции подвижного

состава, состоянию пути и тормозам (при выполнении настоящей курсовой

работы учитывать только ограничение по максимальной допустимой

скорости локомотива).

5. 2. Построение кривой времени хода по перегону t(s)

Кривая времени хода по перегону строится методом МПС на том же листе

миллиметровой бумаги, на котором построена кривая скорости v(s).

Построение кривой t(s) производится следующим образом.

1) как правило, определяемые точками перелома.

2) В пределах каждого участка наносятся точки, соответствующие средней

скорости на каждом участке.

3) Влево от начала системы координат О откладывается отрезок, равный (, и

через точку К проводится вертикальная линия КN, на которую сносятся

точки соответствующие средней скорости на каждом участке. Проекции этих

точек соединяют с началом координат О.

Величину отрезка ( рассчитывают по формуле:

(= ((((((((((

где mv - масштаб скорости, мм/км/ч;

mt - масштаб времени, мм/ч;

ms - масштаб пути, мм/км.

при рекомендованных масштабах mv, mt, ms (= 30 мм.

4) С помщью линейки и треугольника проводят линию ОА1 – перпендикулярно

Оа1. При этом проекция линии ОА1 на вертикальную ось характеризует время

прохождения поездом первого участка пути (S1,

5) Если время следования поезда по участку будет значительным, то в целях

уменьшения листа кривую t(s) строят по частям с 10-и минутным интервалом

(см. рис. 4) , а общее время следования по участку определяют как сумму

времен на отдельных участках.

5.3. Построение кривой тока электровоза в функции пути Iэ.а.(s)

Кривая тока электровоза в функции пути Iэ.а(s) строится с помощью

заданных токовых характеристик Iэ.а(v) (см. рис.2) и построение кривой

v(s). Токи определяются для точек перелома кривой v(s) при разгоне для

скоростей v=0, 10, 20 км/ч, а также для точек выхода на характеристику ПВ,

на ОВ1, с ОВ1 на ОВ2 и т.д. По найденным значениям токов строится кривая

Iэ.а(s) в той же системе координат, в которой построена кривая v(s).

Масштаб построения кривой тока – произвольный (выбирается по

максимальному току так, чтобы кривая тока не накладывалась на кривые v(s) и

t(s)). (см. рис. 3).

6. Определение расхода электрической энергии на тягу поезда

Расход электрической энергии на тягу поезда определяют на основании

кривых Iэ.а.(s) и t(s) по формуле, кВт(ч:

Ат= ((((((((((

где Uк.с.=25000 В – напряжение контактной сети;

Iэ.а.ср – средний ток для заданного прямолинейного отрезка кривой

(между точками перелома потребляемого тока), А;

(t – время прохождения отрезка пути, на котором электровоз

потребляет ток Iэ.а.ср, мин.

Средний ток для заданного участка пути определяется по формуле, А:

Iэ.а.ср= ((((((

где Iэ.а.’ и Iэ.а.” берутся из таблицы 8, время (t берется по кривой t(s)

для рассматриваемого участка пути (S.

Численные значения токов Iэ.а.ср для рассматриваемых участков пути и

время прохождения поездом этого участка заносятся в табл. 8

Удельный расход электрической энергии на тягу поезда определяется по

формуле,

ат= ((((((

где ms – масса состава, т;

S - длина участка, для которого определяется удельный расход

электрической энергии, км.

Таблица 7

Средние токи, потребляемые электровозом на участках кривой Iэ.а(s)

|Участок | Iэ.а’,| | | t, |Iэ.аср t |

|кривой тока| |Iэ.а.” |Iэ.а.ср” |А |А*мин |

| |А |А |А | | |

|1-2 |100 |160 |130 |0,5 |65 |

|2-3 |160 |230 |195 |0,5 |97,5 |

|3-4 |230 |320 |275 |0,5 |137,5 |

|4-5 |320 |380 |350 |0,5 |175 |

|5-6 |380 |460 |420 |0,5 |210 |

|6-7 |460 |380 |420 |0,3 |126 |

|7-8 |380 |320 |350 |0,3 |105 |

|8-9 |400 |360 |380 |0,9 |342 |

|9-10 |360 |310 |335 |0,2 |67 |

|10-11 |360 |320 |340 |0,3 |102 |

|11-12 |320 |300 |310 |0,3 |93 |

|12-13 |300 |280 |290 |0,2 |58 |

|13-14 |280 |300 |290 |0,4 |116 |

|14-15 |300 |290 |295 |0,6 |177 |

|15-16 |290 |360 |225 |0,6 |195 |

|16-17 |360 |400 |380 |0,5 |190 |

|17-18 |400 |440 |420 |0,7 |294 |

|18-19 |440 |400 |420 |1,2 |504 |

|19-20 |400 |360 |380 |0,7 |266 |

|20-21 |360 |320 |340 |0,9 |306 |

|21-22 |320 |310 |315 |1,1 |346,5 |

|22-23 |310 |270 |290 |0,4 |116 |

|23-24 |270 |240 |255 |0,2 |51 |

|24-25 |240 |230 |235 |0,8 |188 |

|25-26 |230 |260 |245 |0,6 |147 |

|26-27 |260 |310 |285 |1,0 |285 |

|27-28 | | | | | |

|28-29 |100 |450 |275 |0,5 |137,5 |

|ВСЕГО: | | | |15,2 |4897 |

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

После спрямления профиля пути выбранный расчетный подъём ic=9,9. Расчетная

масса поезда составила 6150т. при следовании по участку общее

энергопотребление составило Ат=2040кВт ч. Удельное электропотребление ат=

19,5. Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей способствовало

нарастанию скорости, но при этом увеличилось потребление тока.

Список использованных источников

1. “Электрические железные дороги”; М.Г. Шалимов

2. “Основы локомотивной тяги”; Осипов С.И.

3. “Теория электрической тяги”; Розенфельд В.Е.

Страницы: 1, 2