Анализ исходных данных и выбор расчетного подъема

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Содержание

Введение

1. Исходные данные и задание на курсовой проект

2. Анализ исходных данных и выбор расчетного подъема

3. Расчет массы состава и ее проверка

4. Построение диаграммы удельных результирующих сил поезда

5. Тормозная задача

6. Построение кривых движения поезда

7. Построение кривых тока тягового двигателя и электровоза

8. Расчет нагревания тяговых двигателей

9. Расчет полного и удельного расхода электроэнергии

Список использованных источников

Исходные данные.

1.1 Индивидуальные исходные данные

1.1.1 Электровоз ВЛ-8. Профиль № 10 (таблица 1.1.).

Вагонный состав поезда

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

= 0,02·N, (1.1)

= 0,02·10 = 0,2

где N – порядковый номер студента по списку.

= 1 - (1.2)

= 1 – 0,2 = 0,8

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

m₀₈ = 6,5 + 0,5·N, (1.3)

m₀₈ = 6,5 + 0,5·10 = 11,5 т.

m₀₄ = 7,5 + 0,5·N. (1.4)

m₀₄ = 8,5 + 0,5·10 = 13,5 т.

1.1.3 Направление движения –нечетное.

Общие данные

1.2.1 Участок А-Б-В имеет звеньевой путь.

1.2.2 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.

1.2.3 Длина станционных путей – 1250 м.

1.2.4 Допустимая скорость движения по состоянию путей:

– по перегонам………..80 км/ч;

– по станциям…………60 км/ч.

1.2.5 Допустимый тормозной путь при экстренном торможении –1200 м.

1.2.6 Расчетный тормозной коэффициент поезда – 0,33.

1.2.7 Тормозные колодки – чугунные.

Таблица 1.1 – Продольный профиль и план пути участка А-Б-В

Номер элемента	Lэ , м	i , %
1 А	1700	-0,3
2	600	-1
3	1100	0
4	1900	4,5
5	1200	0
6	1300	3,5
7	1400	8
8	1600	10
9	1100	0
10	1400	-5
11	1800	-2
12	800	0
13 Б	1600	0,4
14	1300	1,5
15	1700	0
16	800	-7
17	1600	-12
18	1100	-2
19	1200	0
20	1600	10
21	1800	2,5
22	800	0
23	1700	-6
24	1000	-3
25	1500	-8
26	700	0
27 В	1000	0,2
	35300

Анализ исходных данных и выбор расчетного подъема

Основные данные электровоза

Таблица 2.1

Основные технические данные и характеристики электровоза.

Серия электровоза	Тип ТЭД	m_э,т	F_ктр,кН	F_кт, кН	v_р, км/ч	L_э, м	a_сн, кВт·ч/мин	v_к, км/ч
ВЛ – 8	НБ – 406	184	595	456	43,3	28	1,67	80

Таблица 2.2 – Тяговые характеристики электровоза ВЛ – 8.

V, км/ч	Fк, кН
V, км/ч	ПВ	ОВ 1	ОВ 2	ОВ 3
0	595
10	499
20	480
30	471
43,3	466	600	-	-
45	282	397	530	-
50	190	274	362	460
55	134	196	266	335
60	98	140	194	254
65	77	112	151	193
70	61	87	119	157
75	50	73	103	133
80	41	61	88	112

Таблица 2.3

Токовые характеристики электровоза ВЛ – 8 в режиме тяги.

V, км/ч	Iэ, А
V, км/ч	ПВ	ОВ 1	ОВ 2	ОВ 3
40	1900	3000	-	-
45	1330	1830	2500	-
50	970	1390	1900	2400
55	770	1110	1460	1870
60	620	880	1200	1530
65	540	740	1020	1290
70	480	650	900	1130
75	430	590	810	1020
80	390	540	750	930

Таблица 2.4 – Токи электровоза ВЛ – 8 в период пуска и разгона.

V, км/ч	Iэ, А
0,0 8,2 8,2 18,5 18,5 39,7	570 515 1030 980 1960 1910

Таблица 2.5 – Тепловая характеристика ТЭД НБ-406, электровоза ВЛ – 8.

Iя, А	0	100	200	300	400	450	500	600
τ_∞,С°	0	22	46	91	185	260	350	572
Т, мин	44	44	44	44	44	44	44	44

Расчет и построение ограничений характеристик

Сила сцепления в режиме тяги F_сц, кН, определяется по выражению:

F_сц = 9,81·m_э·ψ_к, (2.1)

где, m_э– масса электровоза.

ψ_к– расчетный коэффициент сцепления.

Расчетный коэффициент сцепления определяется:

ψ_к= 0,25+8/(100+20·v) (2.2)

Сила сцепления электровоза при рекуперативном торможении В_сц, кН, принимаем равной 0,8 F_сц.

Таблица 2.6 – Ограничение характеристик по силе сцепления.

V, км/ч	0	10	20	30	43,3	50	60	70	80
ψ_к	0,330	0,277	0,266	0,261	0,258	0,257	0,256	0,255	0,255
F_сц, кН	595,66	499,39	480,14	471,88	466,20	464,38	462,36	460,88	459,75

Расчет массы состава и ее проверки

Тормозная задача

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 S_т, профиля пути (в данном случае величины спуска) i_с и тормозным средствам поезда b_т определяется максимально допустимое значение скорости начала торможения V_нт.

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

f_экс.т = - b_т - w_ох. (5.1)

Полный тормозной путь S_т, м, имеет две составляющие

S_т = S_п + S_д, (5.2)

где S_п – подготовительный тормозной путь, м;

S_д – действительный тормозной путь, м.

Путь S_п, пройденный поездом за время подготовки тормозов к действию, находится по формуле

S_п = 0,278V_нт × t_п, (5.3)

где V_нт – скорость движения поезда в момент начала торможения, км/ч;

t_п – время подготовки тормозов к действию, с.

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

– при N_о ≤ 200

t_п = 7 - 10i_c / b_т; (5.4)

– при 300 ≥ N_о > 200

t_п = 10 - 15i_c / b_т; (5.5)

– при N_о > 300

t_п = 12 - 18i_c / b_т, (5.6)

где i_c – значение спуска, на котором решается тормозная задача, %о.

Количество осей в составе определяется по формуле

N_о = 4n₄ + 8n₈. (5.7)

Таким образом, расчет значений подготовительного тормозного пути S_п выполняют по (5.2) с учетом (5.3 – 5.6) для ряда скоростей начала торможения в диапазоне от 0 до V_к с шагом 10 км/ч и результаты расчетов заносят в специально подготовленную таблицу.

Таблица 5.1 Результаты расчетов

V, км/ч	0	10	20	30	40	50	60	70	80
W_0x	1,161	1,161	1,302	1,484	1,709	1,977	2,287	2,639	3,033
b_т	89,1	65,34	53,46	46,332	41,58	38,185	35,64	33,66	32,076
t_п	14,42	15,305	16,040	16,662	17,194	17,656	18,060	18,417	18,734
S_п	0	42,550	89,184	138,961	191,206	245,426	301,251	358,397	416,644
f	-90,261	-66,501	-54,762	-47,816	-43,289	-40,162	-37,927	-36,298	-35,109

Примеры расчетов для скорости 80 км/ч:

N_о = 4·66 + 8·7 = 320 осей

t_п= 12- (18·(-12))/32,076 = 18,734 с

S_п= 0,278 · 80 × 18,734 = 416,644 м

f_экс.т= - 32,076 + 3,033 = -35,109 Н/кН

Учитывая, что зависимость S_п(V_нт) начинается в начале заданного тормозного пути и имеет нарастающий характер, а зависимость S_д(V_нт) 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. В результате построения графика точка пересечения S_п и S_д получилась на скорости 73 км/ч.

Поэтому выбираем предельную скорость следования поезда по перегону 70 км/ч.

Выбор режима ведения поезда

Для исключения неопределенности при выборе режима ведения поезда выбираем условия, соблюдение которых дает однозначное решен задачи. Такими условиями могут быть: получение наименьшего времени хода; получение наименьшего расхода электроэнергии при соблюдении данного времени хода; получение наименьших эксплуатационных затрат и многое другое.

Если каждый элемент профиля пути будет проследован с наименьшим временем, то и общее время хода будет минимальным.

Для получения наибольшей средней скорости требуется наибольшая результирующая сила, которая получается в тяговом режиме с наибольшими тяговыми усилиями (с учетом действующих ограничений силы тяги).

При одном и том же ускорении средняя скорость тем больше, чем больше начальная скорость.

Скорость движения поезда ограничена конструкцией пути, вагонов и локомотива и при тяговом режиме может достичь допустимого значения, В этом случае для обеспечения наименьшего времени хода движение поезда до конца элемента должно осуществляться с допустимой скоростью. Режим ведения поезда

с постоянной скоростью определяется из условия равенства нулю результирующей силы при этой скорости. Однако часто ни в одном из режимов это условие не выполняется, и тогда за счет чередования режимов скорость движения поддерживается около допустимого значения.

Движение с возможной наибольшей силой тяги до конца элемента профиля пути, или до точки пути, где скорость достигает максимального значения, дальнейшее движение со скоростью, близкой к допустимой, обеспечивает наибольшую скорость в конце рассматриваемого элемента профиля пути. Тем самым создаётся условие для получения наименьшего времени хода на следующем элементе.

Построение кривых тока.

Кривые тока строим на графике кривых движения. Для каждой точки кривой скорости по токовым характеристикам находим ток электровоза I_э(V), ток который потребляется в тяговом режиме или отдается в контактную сеть в режиме рекуперации.

В точках пути, где режим работы электровоза меняется — определяем два значения тока (до и после изменения режима). Также с помощью скоростных характеристик двигателя I_я(V) определяем ток двигателя.