Практичне заняття №3

Розрахунок тягових та гальмівних властивостей локомотивів залізничного транспорту

Мета заняття: засвоєння методів розрахунків тягово-гальмових властивостей локомотивів і залізничних поїздів.

Вказівки до виконання заняття.

З метою закріплення лекційного матеріалу на практичному занятті і під час самостійної роботи необхідно розрахувати наступні тягово-гальмові властивості транспортних засобів залізниць:

- загальний опір руху поїзда;

- силу тяги на ободі колеса локомотиву;

- швидкість руху локомотиву;

- повну гальмівну силу поїзду;

- гальмівний шлях поїзду.

Вихідні данні для розрахунків згідно варіанту завдання приймати з таблиці Б.1 додатку Б.

4.3.1 Тягові розрахунки

4.3.1.1 Загальний опір руху поїзду

Величину загального опору руху поїзду можна розрахувати за формулою:

, кН (4.10)

де - основний питомий опір руху локомотиву у режимі тяги;

, Н/кН. (4.11)

- основний питомий опір руху навантаженого вагона; для чотирьохвісного вагона (напіввагона, платформи) на роликових підшипниках.

, Н/кН (4.12)

При швидкості км/год

Н/кН;

Н/кН.

В цій формулі = 177 кН - середнє навантаження від осі на рейку для чотирьохвісного вагону.

- вага локомотиву, тс;

- вага поїзду (почепної частини составу), т;

- додатковий питомий опір від кривої, підйому і вітру.

Додатковий питомий опір від кривої радіусом (м)

, Н/кН.

При м Н/кН.

Додатковий питомий опір від підйому, наприклад, при приймається:

Н/кН.

В розрахунках приймають середню величину додаткового опору вітру рівною 20% від основної , тобто

Н/кН.

Таким чином, загальний питомий опір складе

= 1,4 +7 +0,26 =8,66 Н/кН.

Якщо прийняти вагу локомотива = 126 т, а вагу причіпного состава = 870 т (10 чотирьохвісних вагонів по 87 т),то загальний опір руху поїзду складе:

кН.

4.3.1.2 Сила тяги на ободі колеса локомотиву

, Н (4.13)

де - потужність тягового двигуна локомотиву, кВт;

102 кгс∙м – силовий еквівалент потужності;

- розрахункова швидкість локомотиву.

При = 1500 кВт і = 40 км / год сила тяги дорівнює:

Н = 135 кН.

З розрахунків видно, що сила тяги на ободі колеса локомотива перевищує загальну силу опору приблизно на 30%.

Одержану силу тяги необхідно перевірити з умов зчеплення коліс з рейкою

(4.14)

Сила тяги з умов зчеплення

, (4.15)

де - коефіцієнт зчеплення. Він залежить від швидкості локомотива і зовнішніх умов. Для колодок з полімерного матеріалу і швидкості 40 км / год

;

- вага локомотиву( = 126 т);

g = 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння.

Н.

Приймаємо =240 кН.

При = 135 кН умова руху по формулі (4.14) виконується:

.

4.3.1.3 Швидкість руху локомотиву

, км / год. (4.16)

де = 1,05 м – діаметр колеса по колу катання;

- частота обертання вала тягового електродвигуна, хв^-1. Приймаємо = 750 хв^-1;

- передаточне число зубчатої пари вістового редуктора ( =4,0).

Тоді км / год.

4.3.2 Гальмівні розрахунки

4.3.2.1 Повна гальмова сила поїзду

, кН (4.17)

де - коефіцієнт зчеплення коліс з рейкою;

- сумарна сила натиснення гальмових колодок, кН,

;

де - сила натиснення однієї колодки, кН;

- кількість вагонів у составі, шт.;

- кількість коліс вагону.

Сила натиснення лежить в межах від 10 до 20 кН. Приймаємо = 16 кН для колодок з полімерного матеріалу [6]. Тоді сума сил натиснення для составу з 10 чотирьохвісних вагонів складе

кН.

Повна гальмова сила составу

Н =486,4 кН.

4.3.2.2 Гальмівний шлях составу

Повний гальмівний шлях поїзду можна розрахувати за формулою:

, м (4.18)

де - шлях підготовки до гальмування;

- шлях дійсного гальмування.

При русі поїзда на ухил до з рівномірною швидкістю

, м (4.19)

де - швидкість у початку гальмування, км / год (приймаємо = 37 км / год);

- час підготовки до гальмування, с (при екстреному гальмуванні = 7 с).

Тоді шлях підготовки до гальмування

м.

Шлях дійсного гальмування [6]

, м (4.20)

де - початкова швидкість гальмування, км / год;

- питома гальмівна сила, Н/кН.

- основний питомий опір руху навантаженого вагонів, Н/кН.

Питома гальмівна сила

; (4.21)

Для нашого прикладу = 486,4 кН, = 870 т, = 126 т, = 1,3 Н/кН.

Н/кН.

Приймаємо = 50 Н/кН.

Дійсний шлях гальмування

м.

Повний гальмівний шлях поїзду складе:

м.

Таким чином, при початковій швидкості гальмування = 37 км/год повний гальмівний шлях поїзду дорівнює 183,3 м.

Контрольні запитання.