Курсовая

Курсовая на тему Теория локомотивной тяги

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-12-07

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 8.11.2024


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(МИИТ)
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА ТЕХНИКИ И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА
(ИТТОП)
Кафедра: «Локомотивы и локомотивное хозяйство»
Курсовая работа
по дисциплине «Теория локомотивной тяги»
Выполнил: студент группы ТЛТ-451
Меркулов П.М.
Консультант: профессор
Руднев В.С.
2009

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме
2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов
2.3 Проверка массы поезда по длине приемо-отправочных путей
2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем
3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ
4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ
5. ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Наука о тяге поездов изучает комплекс вопросов, связанных с теорией механического движения поезда, рационального использования локомотивов и экономичного расходования электрической энергии и дизельного топлива.
Теория электрической и тепловозной тяги позволяет решать широкий круг практических вопросов эффективной эксплуатации железных дорог, рассчитывать основные параметры вновь проектируемых линий, участков, переводимых на новые виды тяги, намечать основные требования к вновь разрабатываемым локомотивам и вагонам. С их помощью в данной курсовой работе определяем силы, действующие на поезд; оцениваем их влияние на характер движения; определяем оптимальную массу состава для прохождения заданного профиля пути при выбранной серии локомотива; рассчитываем расход электрической энергии или дизельного топлива; находим коэффициент полезного действия локомотива; определяем наибольшие скорости движения, допустимые по имеющимся тормозным средствам при движении по спускам заданного участка.
На основании этих данных составляют график движения поездов, определяют пропускную и провозную способность железных дорог и рассчитывают эксплуатационные показатели локомотивного хозяйства.
На действующих линиях теория позволяет найти рациональные режимы вождения поездов на различных участках и наиболее экономичные условия эксплуатации локомотивов. При разработке проектов электрификации железных дорог определяют, пользуясь теорией электрической тяги, токи, потребляемые электроподвижным составом в различных точках пути, на основании которых рассчитывают систему электроснабжения.
Теория тяги поездов позволяет найти скрытые резервы в каждом из этих направлений и решить поставленные задачи наиболее рационально с меньшей затратой сил и средств.
При выполнении расчётов, связанных с тягой поездов, пользуются Правилами тяговых расчётов для поездной работы (ПТР), являющимися основным официальным документом. В них приведены методы и порядок проведения расчётов, расчётные формулы и нормативы, которыми руководствуются при выполнении расчётов. Все расчеты производятся в системе СИ.

1 АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
Уклон спрямленного профиля пути рассчитывается по формуле:
 (1.1)
где i’ – уклон, полученный в результате замены группы
нескольких элементов профиля, ‰
i” – фиктивный подъем, полученный в результате замены кривых
участков пути, ‰.
Уклон спрямляемого элемента рассчитывается по формуле:
, ‰ (1.2)
где Si – длина элемента профиля, м
i – его уклон
Возможность спрямления следует проверять по формуле
 (1.3)
Фиктивный уклон от кривой для спрямленных участков профиля рассчитывается по формулам:
, ‰ (1.4)
,‰ (1.5)

Фиктивный уклон от кривых для не спрямленных участков профиля:
(1.6)
 (1.7)
где Sкр – длина кривой, м
Rкр – радиус кривой, м [1].
Спрямленный профиль пути.
Таблица №1.1
 
Действительный профиль
Спрямляемый профиль
Проверка

п/п
S, м
I,‰
I,‰
S, м

 
п/п
1
2000
0
0
2000
1
Станция "А"
2
1200
-7
-6,1
2200
2
1200≤2222
3
1000
-5
 
 
 
1000≤1818
4
1600
0
0
1600
3
 
5
2000
4
4
2000
4
 
6
1200
0
0
1200
5
 
7
2200
-4
-4,4
3700
6
2200≤5000
8
1500
-5
 
 
 
1500≤3333
9
1500
-9
-9
1500
7
 
10
600
0
0
600
8
 
11
1200
11
11
1200
9
 
12
5800
8
8
5800
10
расчетный
13
1600
0
0
1600
11
 
14
900
-4
-3,5
2000
12
900≤3636
15
1100
-3
 
 
 
1100≤4444
16
750
0
0
750
13
 
17
650
6
7,2
1550
14
650≤1666
18
900
8
 
 
 
900≤2500
19
2200
2
1,2
3800
15
2200≤2500
20
1600
0
 
 
 
1600≤1666
21
1000
2
2
1000
16
 
22
1500
0
0
2500
17
Станция "В"

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА СОСТАВА С УЧЕТОТМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1 Расчет массы состава при условии движения с равномерной скоростью на расчетном подъеме
Расчетный вес грузового поезда:
 ,кН (2.1)
Основное удельное сопротивление движению локомотива на звеньевому пути:
 (2.2)
где Vр – расчетная скорость, ;
 Н/кН
Основное удельное сопротивление движению для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках:
 (2.3)
mво – масса, приходящаяся на ось колесной пары вагона, т
 

 Н/кН
Основное удельное сопротивление движению шестиосных вагонов на роликовых подшипниках:
 (2.4)
 Н/кН
Основное удельное сопротивление движению восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках:
 (2.5)
 Н/кН
Основное удельное сопротивление движению состава определяется по формуле:
 (2.6)
 Н/кН
Тогда расчетная вес поезда:
 кН

2.2 Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов
 кН (2.7)
где m–масса грузового вагона i-го типа, т
n-число вагонов i-го типа в составе поезда
 (2.8)
Число 4-осных вагонов:
Число 6-осных вагонов:
Число 8-осных вагонов:
Тогда кН
2.3 Проверка массы поезда по длине приемоотправочных путей
Длина поезда lп не должна превышать полезной длины приемоотправочных путей lпоп=1250м на участках обращения данного поезда с учетом допуска 10 м на установку поезда [1].
Длина поезда определяется из выражения:
, (2.9)
где lл =36м – длина локомотива;
м

Условие lп <lс выполняется.
2.4 Проверка массы состава при трогании поезда на максимальный подъем
Максимальный подъем при трогании поезда определяется по формуле, рекомендованной ВНИИЖТом:
, ‰ (2.9)
Удельное сопротивление состава при трогании с места:
, Н/кН (2.10)
н/кН
       н/кН
         н/кН
Тогда:
 Н/кН (2.11)
   н/кН
 ‰
Масса грузового поезда Мп , с учетом ограничений по условиям эксплуатации,

   (2.12)
 т
С учетом всех проверок выбираем массу состава МП=5500 т.

3. РАСЧЕТ УСКОРЯЮЩИХ И ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ПОЕЗД В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ДВИЖЕНИЯ
На поезд действуют силы: касательная сила тяги Fк, сила сопротивления движению поезда Wк и тормозная сила Bт. Или в удельных единицах к весу поезда:
, Н/кН (3.1)
, Н/кН (3.2)
, Н/кН (3.3)
где m – масса поезда, m=mсостава+mлокомотива, т.
Режимы движения поезда (в удельных силах к весу поезда):
1.       Режим тяги: fу(з)=fк-wк;
2.       Режим выбега: fу(з)=-wк;
3.       Режим торможения: fу(з)=-(bт+wк).
Силы сопротивления движению поезда бывают основные и дополнительные. Основные возникают при движении поезда на прямом горизонтальном участке пути при нормальных условиях. К дополнительным относят сопротивления на подъемах уклонах, сопротивления от кривых, ветра, температуры. Основные удельные сопротивления рассчитываются по эмпирическим формулам [1]:
Для четырехосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:
, Н/кН (3.4)

где mв0 – средняя масса вагона, приходящаяся на ось колесной пары, т;
V – скорость движения, км/ч.
Для шестиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:
, Н/кН (3.5)
Для восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках для звеньевого пути:
, Н/кН (3.5)
Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме тяги:
, Н/кН (3.6)
Основное удельное сопротивление движению локомотива для звеньевого пути в режиме выбега:
, Н/кН (3.7)
Основное удельное сопротивление состава определяется по формуле:
, Н/кН (3.8)
Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме тяги:

, Н/кН (3.9)
где mл и mс – массы локомотива и состава соответственно, т.
Основное удельное сопротивление движению поезда в режиме выбега:
, Н/кН (3.10)
Удельная тормозная сила поезда:
, Н/кН ( 3.11)
где  - расчетный коэффициент трения:
 (3.12)
 - расчетный тормозной коэффициент, =0,33
Во время экстренного торможения на поезд действует сила , а при служебном торможении - , Н/кН.
По данным таблицы 3.1 строим графики зависимостей: ,  и  (рис.3.1, 3.2)
Ускоряющие и замедляющие силы, действующие на поезд в режимах тяги, выбега, служебного и экстренного торможений в зависимости от скорости движения.

Таблица 3.1

Расчетный параметр
0
10
19,5
24,2
30
40
50
60
70
80
90
100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
Fk
813000
680200
608000
506000
416700
320000
256800
210000
183400
161000
143400
129000
2
fk
15,137
12,664
11,320
9,421
7,758
5,958
4,781
3,910
3,415
2,998
2,670
2,402
3
wo`
1,900
2,030
2,209
2,318
2,470
2,780
3,150
3,580
4,070
4,620
5,230
5,900
4
wo4``
0,950
1,054
1,192
1,274
1,388
1,617
1,888
2,200
2,554
2,950
3,388
3,867
5
wo6``
1,406
1,516
1,662
1,749
1,869
2,112
2,399
2,730
3,105
3,524
3,988
4,495
6
wo8``
1,144
1,188
1,258
1,304
1,369
1,506
1,674
1,873
2,104
2,365
2,658
2,981
7
wo``
0,983
1,084
1,219
1,299
1,411
1,636
1,902
2,210
2,559
2,949
3,381
3,854
8
wo
1,029
1,132
1,269
1,350
1,464
1,694
1,965
2,279
2,635
3,034
3,474
3,957
9
fk-wo
14,108
11,533
10,051
8,071
6,294
4,264
2,816
1,631
0,779
-0,036
-0,804
-1,555
10
wx
2,400
2,545
2,748
2,871
3,045
3,400
3,825
4,320
4,885
5,520
6,225
7,000
11
wox
1,054
1,158
1,296
1,378
1,493
1,725
1,999
2,317
2,677
3,079
3,525
4,013
12
bt
89,100
65,340
53,911
50,073
46,332
41,580
38,186
35,640
33,660
32,076
30,780
29,700
13
0,5bt+wox
45,604
33,828
28,251
26,415
24,659
22,515
21,092
20,137
19,507
19,117
18,915
18,863
14
bt+wox
90,154
66,498
55,207
51,452
47,825
43,305
40,185
37,957
36,337
35,155
34,305
33,713

4. ДОПУСТИМЫЕ СКОРОРСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА КАЖДОМ ЭЛЕМЕНТЕ СПРЯМЛЕННОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ
Согласно графику допустимых скоростей движения поезда на основе решения тормозной задачи второго типа в зависимости от уклона, определяем допустимые скорости движения на каждом из участков спрямленного профиля пути. Причем максимальная скорость движения поезда не должна превышать 80 км/ч .
Допустимые скорости движения поезда на каждом элементе спрямленного профиля пути.
Таблица 4.1
№эл
i, ‰
V, км/ч
Примечание
1
0,0
70
Стрелка, крестовина марки 1/11
2
-7.8
76
По обеспечению поезда тормозами
3
0
80
По состоянию вагонов и пути
4
+12
80
По состоянию вагонов и пути
5
0
80
По состоянию вагонов и пути
6
+10
80
По состоянию вагонов и пути
7
0
80
По состоянию вагонов и пути
8
-7.1
78
По обеспечению поезда тормозами
9
0
80
По состоянию вагонов и пути
10
+5.95
80
По состоянию вагонов и пути
11
0
80
По состоянию вагонов и пути
12
+8
80
По состоянию вагонов и пути
13
0
70
Стрелка, крестовина марки 1/11
Наносим значения допустимых скоростей на диаграмму скорости и времени хода поезда по участку и строим графики скорости V(S) и времени хода t(S), руководствуясь литературой .

5 ПРОВЕРКА ВЕСА СОСТАВА НА НАГРЕВАНИЕ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Пользуясь данными ПТР находим характеристики Iгн=f(V), T=f(V), . По построенным графикам средний ток тяговых двигателей на каждом промежутке скорости и определяем их нагрев.
Полученные данные сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1

Iгн
Iгк
Iгср
Iтэд
∆t

T


τ0

τ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11,00
12
13
14
 
6200
5400
5800
967
0,5
240
44
0,011
0,989
15,00
2,727
14,830
17,56
1
5400
4975
5188
865
0,4
170
38
0,011
0,989
17,56
1,789
17,372
19,16
4975
3800
4388
731
0,5
120
34
0,015
0,985
19,16
1,765
18,880
20,64
 
3800
3475
3638
606
0,3
82
31
0,010
0,990
20,64
0,794
20,445
21,24
 
3475
3100
3288
548
0,3
75
29
0,010
0,990
21,24
0,776
21,018
21,79
2
3100
3300
3200
533
0,7
72
28
0,025
0,975
21,79
1,800
21,249
23,05
3300
3650
3475
579
0,8
76
30
0,027
0,973
23,05
2,027
22,435
24,46
 
3650
3500
3575
596
0,5
81
30
0,017
0,983
24,46
1,350
24,054
25,40
3
3500
3400
3450
575
1,5
76
30
0,050
0,950
25,40
3,800
24,134
27,93
4
3400
3650
3525
588
0,5
76
30
0,017
0,983
27,93
1,267
27,468
28,73
3650
4000
3825
638
0,7
90
32
0,022
0,978
28,73
1,969
28,106
30,07
 
4000
3750
3875
646
1,0
91
32
0,031
0,969
30,07
2,844
29,135
31,98
 
3750
3800
3775
629
1,5
89
32
0,047
0,953
31,98
4,172
30,480
34,65
 
3800
3850
3825
638
0,7
90
32
0,022
0,978
34,65
1,969
33,894
35,86
 
3850
3875
3863
644
1,0
91
32
0,031
0,969
35,86
2,844
34,742
37,59
5
3875
3900
3888
648
1,0
91
32
0,031
0,969
37,59
2,844
36,411
39,25
3900
3975
3938
656
1,0
92
32
0,031
0,969
39,25
2,875
38,028
40,90
 
3975
4025
4000
667
1,0
93
32
0,031
0,969
40,90
2,906
39,625
42,53
 
4025
4075
4050
675
1,0
95
33
0,030
0,970
42,53
2,879
41,242
44,12
 
4075
4125
4100
683
1,0
0,3
96
100
33
33
0,030
0,009
0,970
0,991
44,12
45,69
2,909
0,909
42,784
45,278
45,69
46,19
 
4125
4150
4138
690
6
0
0
0
0
0,5
93
32
0,016
0,984
46,19
1,453
45,465
46,92
0
0
0
0
1,7
77
31
0,055
0,945
46,92
4,223
44,345
48,57
 
0
0
0
0
0,3
72
28
0,011
0,989
48,57
0,771
46,727
48,82
7
0
0
0
0
1,2
72
28
0,043
0,957
48,82
3,086
46,727
48,57
 
0
0
0
0
0,6
72
28
0,021
0,979
49,81
1,543
48,745
48,82
 
0
0
0
0
0,4
75
29
0,014
0,986
50,29
1,034
48,047
48,18
8
0
0
0
0
0,8
76
30
0,027
0,973
50,63
2,027
46,727
47,79
 
0
0
0
0
0,3
75
29
0,010
0,990
51,31
0,776
48,745
47,60
9
3350
3275
3313
552
1,2
74
28
0,043
0,957
51,55
3,171
49,341
52,51
 
3275
3400
3338
556
0,5
74
28
0,018
0,982
52,51
1,321
51,575
52,90
10
3400
3650
3525
588
1,0
76
30
0,033
0,967
52,90
2,533
51,133
53,67
 
3650
3700
3675
613
0,2
82
31
0,006
0,994
53,67
0,529
53,320
53,85
11
3700
4000
3850
642
1,5
91
32
0,047
0,953
53,85
4,266
51,325
55,59
4000
4050
4025
671
0,2
95
33
0,006
0,994
55,59
0,576
55,254
55,83
12
4050
4000
4025
671
1,5
95
33
0,045
0,955
55,83
4,318
53,292
57,61
13
4000
3550
3775
629
2,5
89
32
0,078
0,922
57,61
6,953
53,109
60,06
 
3550
3750
3650
608
0,7
82
31
0,023
0,977
60,06
1,852
58,706
60,56
14
3750
3800
3775
629
2,4
89
32
0,075
0,925
60,56
6,675
56,016
62,69
 
3800
3875
3838
640
1,1
90
32
0,034
0,966
62,69
3,094
60,536
63,63
 
3875
3400
3638
606
0,3
82
31
0,010
0,990
63,63
0,794
63,014
63,81
15
3400
3550
3475
579
1,0
75
29
0,034
0,966
63,81
2,586
61,607
64,19
 
3550
3250
3400
567
0,8
74
28
0,029
0,971
64,19
2,114
62,359
64,47
 
0
0
0
0
0,9
0
25
0,036
0,964
64,47
0,000
62,152
62,15
 
0
0
0
0
1,0
0
25
0,040
0,960
62,15
0,000
59,666
59,67
16
0
0
0
0
0,3
0
25
0,012
0,988
59,67
0,000
58,950
58,95
0
0
0
0
0,3
0
25
0,012
0,988
58,95
0,000
58,243
58,24
 
0
0
0
0
0,3
0
25
0,012
0,988
58,24
0,000
57,544
57,54
 
0
0
0
0
0,9
0
25
0,036
0,964
57,54
0,000
55,472
55,47
 
0
0
0
0
2,0
0
25
0,080
0,920
55,47
0,000
51,035
51,03
 
0
0
0
0
1,4
0
25
0,056
0,944
51,03
0,000
48,177
48,18
17
0
0
0
0
0,2
0
25
0,008
0,992
48,18
0,000
47,791
47,79
 
0
0
0
0
0,1
0
25
0,004
0,996
47,79
0,000
47,600
47,60
 
0
0
0
0
0,1
0
25
0,004
0,996
47,60
0,000
47,410
47,41

6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВА
Общий расход топлива тепловозом на перемещение состава определяется как сумма расходов топлива за отрезки времени, соответствующие постоянному расходу топлива и средней постоянной скорости движения в режиме тяги, и расхода топлива за время движения на холостом ходу:
, кг (5.1)
где G – расход топлива, соответствующий скорости движения поезда при используемой позиции контроллера машиниста, кг/мин
Dt – время работы дизеля, в пределах которого скорость движения поезда принята постоянной;
gх – расход топлива тяговыми силовыми установками тепловоза на холостом ходу, gх=0,76 кг/мин;
tх – время движения поезда по участку на холостом ходу, мин .
        кг
Удельный расход натурального дизельного топлива на единицу работы:
,  (5.2)
 кг
где Sуч – длина участка, Sуч=31900 м;
Q– масса поезда, Q =69950 кН.
Удельный расход условного топлива:
,        
 

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 ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОТЧНИКОВ
1.            Правила тяговых расчетов для поездной работы – М.: Транспорт 1985.-287с.
2.            Михаилиди К.Г., Долгачев Н.И., Чернышов Л.А., Математическое моделирование в среде MathCad: Методическое указание к лабораторным занятиям. Часть 1.-М.: МИИТ, 2005.-68с.
3.            Правила технической эксплуатации железных дорог РФ. М.: Дом печати, 2002.-189с.
4.            Осипов С.И., Осипов С.С., Основы локомотивной тяги. М.: Транспорт, 1979.-440с.

1. Контрольная работа на тему Великая хартия вольностей 1215 г е содержание и значение
2. Контрольная работа Международный договор в системе источников международного частного права
3. Реферат Миграция трудовых ресурсов в Россию
4. Реферат Гриби 4
5. Реферат Аренда основных средств 4
6. Реферат на тему Effective Business Communication Essay Research Paper Effective
7. Курсовая на тему Создание педагогических условий в семье для развития творческих способностей детей в музыкальной
8. Биография Биография Жуковского Андрея Васильевича
9. Реферат Иммануил Кант 4
10. Реферат на тему Political Morality Essay Research Paper American History