| Исходные данные
Тип электровоза ВЛ80С
Количество и тип тяговых двигателей 12 шт,НБ-418К6
Нагрузка на одну колесную пару электровоза 24 т
Максимальный ток тягового двигателя, А 875 A
Процентное содержание вагонов в составе:
4-х-осные на роликовых подшипниках 30%
6-ти-осные на роликовых подшипниках 65%
8-мих-осные на роликовых подшипниках 5%
Средняя нагрузка на ось вагонов:
4-х-осные на роликовых подшипниках 22 тс
6-ти-осные на роликовых подшипниках 17 тс
8-ми-осные на роликовых подшипниках 23 тс
Напряжение в контактной сети 27 кВ
Максимальная скорость грузового поезда 80 км/ч.
Расчетный подъем 11,5 о/оо
1. Расчет и построение электротяговых характеристик. Расчет ограничений
1.1. Построение электротяговых характеристик
При напряжении в контактном проводе (27 кВ), отличном от номинального (25 кВ) изменяются электротяговые характеристики. Пересчитаем электротяговые характеристики на изменённое напряжение по выражению:
 (1)
где V2 – новое значение скорости, при измененном напряжении, км/ч;
V1 – значение скорости при номинальном значении напряжения в контактной сети, км/ч;
U2 – измененное значение напряжения в контактном проводе, В;
U1 – номинальное напряжение, В.
Определим значение скорости электровоза при измененном значении напряжения в контактной сети:
Пересчитанные скоростные и электротяговые характеристики приведены на рис.1.
Так как сила тяги двигателя от напряжения не зависит, то эту характеристику пересчитывать не будем.
Результаты расчетов сведены в табл. 1.1.
Тяговые характеристики электровоза даны на рис.2.
Таблица 1.1
Тяговые характеристики двигателя НБ-418К6
| |
33 поз, НВ
|
33 поз, ОВ1
|
33 поз, ОВ2
|
33 поз, ОВ3
|
| I, A
|
Fкд, кгс
|
Fк, кгс
|
V, км/ч
|
Fкд, кгс
|
Fк, кгс
|
V, км/ч
|
Fкд, кгс
|
Fк, кгс
|
V, км/ч
|
Fкд, кгс
|
Fк, кгс
|
V, км/ч
|
| 300
|
1020
|
12240
|
104.2
|
850
|
10200
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
| 400
|
1770
|
21240
|
84.5
|
1480
|
17760
|
104.9
|
1125
|
13500
|
-
|
-
|
-
|
-
|
| 500
|
2520
|
30240
|
74.0
|
2200
|
26400
|
88.6
|
1777
|
21324
|
106.1
|
1432
|
17184
|
-
|
| 600
|
3300
|
39600
|
67.4
|
2940
|
35280
|
77.8
|
2482
|
29784
|
90.8
|
2139
|
25668
|
109.6
|
| 700
|
4120
|
49440
|
62.4
|
3670
|
44040
|
70.2
|
3200
|
38400
|
81.2
|
2844
|
34128
|
93.7
|
| 800
|
4935
|
59220
|
58.5
|
4460
|
53520
|
64.8
|
3970
|
47640
|
74.0
|
3595
|
43140
|
83.6
|
| 900
|
5770
|
69240
|
55.5
|
5250
|
63000
|
60.9
|
4725
|
56700
|
68.7
|
4300
|
51600
|
75.6
|
| 1000
|
6620
|
79440
|
52.9
|
6070
|
72840
|
57.8
|
5520
|
66240
|
64.2
|
5040
|
60480
|
70.2
|
| 1100
|
7500
|
90000
|
50.5
|
6900
|
82800
|
54.9
|
6375
|
76500
|
60.2
|
5800
|
69600
|
65.7
|
| 1200
|
8370
|
100440
|
48.2
|
7770
|
93240
|
52.1
|
7130
|
85560
|
56.9
|
6550
|
78600
|
62.2
|
| 1300
|
9240
|
110880
|
46.1
|
8620
|
103440
|
49.7
|
7940
|
95280
|
54.3
|
7300
|
87600
|
59.2
|
| 1400
|
10230
|
122760
|
44.1
|
9550
|
114600
|
47.3
|
8800
|
105600
|
51.9
|
8160
|
97920
|
56.6
|
| 1500
|
-
|
-
|
42.2
|
10550
|
126600
|
45.6
|
9650
|
115800
|
49.9
|
9050
|
108600
|
53.8
|
1.2. Расчет ограничивающих линий на тяговых и скоростных характеристиках
На тяговых и скоростных характеристиках указываем наибольшие силы тяги, которые может реализовать электровоз.
Максимальную силу сцепления определяем по формуле:
Fк.сц = 1000 * P * к (2)
где P - масса электровоза, т
к - расчетный коэффициент сцепления электровоза.
Массу электровоза определяем как
Р=gЭ*n (3)
где gЭ – нагрузка на одну ось электровоза, т;
n – количество осей.
P = 24*12 = 288 т
Расчетный коэффициент сцепления электровоза
 (4)
Расчет проводим для скоростей 0 - 70 км/ч.
Для V = 20 км/ч:  = 0.277
Fк.сц = 1000 * 288* 0,277=79,74*103кгс
Расчет ограничений силы тяги по сцеплению сводим в табл.1.2
Таблица 1.2
Расчет ограничения по сцеплению
| V, км/ч
|
0
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
70
|
| yК
|
0,36
|
0,29
|
0,277
|
0,268
|
0,261
|
0,254
|
0,247
|
0,241
|
| Fк.сц.,
тыс. кгс
|
103,68
|
83,52
|
79,74
|
77,23
|
75,08
|
73,10
|
71,19
|
69,34
|
| Fк.сц.max, тыс. кгс
|
|
|
|
|
82,59
|
80,41
|
78,31
|
76,27
|
| Iмакс, А
|
1450
|
1250
|
1220
|
1190
|
1170
|
1130
|
1115
|
1100
|
При длительной работе на какой-либо позиции можно без потери сцепления выходить за пределы линии Fк.сц и реализовать силу тяги до Fк.сц макс, которая превышает на 10% Fк.сц .
1.3. Нанесение ограничивающих линий на скоростные характеристики
На скоростных характеристиках по сцеплению колес с рельсами ограничивающая линия показывает допустимые токи Iд при различных скоростях движения.
Разделим силу тяги Fк.сц на количество сцепных осей и получим силу тяги на 1 тяговый электрический двигатель - Fкд.
Выполним эти операции для скоростей 0 - 40 км/ч, а также для выбранных точек переходов. Затем по кривым Fкд(Iд) и V(Iд) определим ток Iд, который соответствует силе тяги Fк.сц при каждой скорости и режиме движения. Например, для скорости V=20 км/ч:
Fкд = 79,74: 12 = 6,65 тыс. кгс.
По электротяговой характеристике определяем ток, соответствующий силе тяги Fкд = 8640 кгс, Iд = 1000 А.
Остальные результаты расчетов сводим в табл. 1.3.
Таблица 1.3
Определение токов двигателя
| Точки
|
V
|
FК.СЦ
|
FКД.СЦ
|
IД
|
| |
км/ч
|
тыс. кгс
|
тыс. кгс
|
А
|
| VP
V1
V1
V2
V2
V3
V3
|
0
5
10
20
30
40
50
53
55.5
55.5
62
62
65.5
65.5
|
103.68
90.12
83.52
79.74
77.23
75.08
73.1
72
66
79.0
63,5
77.5
67,5
77.0
|
8,64
7,51
6,96
6,65
6,44
6,26
6,09
6
5,5
6,58
5,3
6,46
5,63
6,42
|
1230
1100
1040
1000
975
950
930
925
860
1060
925
1120
1000
1170
|
2. Расчет массы состава
Определяем массу состава по формуле (5):
(5)
где  расчетная сила тяги локомотива, кгс, принимаемая по тяговой характеристике:
 кгс
Р - масса локомотива, т:
 т
 удельное сопротивление движению электровозу в режиме тяги, кгс/т, для звеньевого пути определяем по формуле (4.5):
 (6)
при  км/ч
 3.27 кгс/т
 средневзвешенное удельное основное сопротивление движению вагонов, кгс/т, рассчитывается по формуле:
 , (7)
где:  заданное в долях содержание в составе по массе 4-осных, 6-осных и 8-осных вагонов на роликовых подшипниках:
 сопротивление соответствующих типов вагонов, кгс/т, определяемые по формулам:
- для четырёхосных вагонов на роликовых подшипниках q>6
 , (8)
 т/ось
 кг с/т
- для шестиосных вагонов на роликовых подшипниках:
 (9)
 т/ось
 кг с/т
- для восьмиосных вагонов на роликовых подшипниках
 , (10)
 т/ось
 кг с/т
 кг с/т
 крутизна расчетного подъёма. Для наших данных принимаем расчетный подъём 
2.1. Проверка массы состава
1.На трогание с места на остановочных пунктах, производится по формуле:
 , (11)
где: удельное сопротивление состава при трогании с места на площадке, кгс/т, определяется как для подвижного состава на подшипниках качения
 , (12)
для четырёхосных вагонов с роликовыми подшипниками
 кг с/т
для шестиосных вагонов с роликовыми подшипниками
 кг с/т
для восьмиосных вагонов с роликовыми подшипниками
 кг с/т
 кг с/т
 кг с/т, 
 т
Таким образом, условие Q<Qтр выполняется 5415<5719. Следовательно, на остановочном пункте поезд гарантированно может тронуться с места.
2.2.Определение длины приёмо-отправочных путей
Длина поезда равна
 , (13)
где:  длина локомотива,
 число локомотивов
 длина состава, м.
 , (14)
где  длина вагонов по осям автосцепок, из которых сформирован состав, м;
 количество однотипных вагонов в сформированном составе, определяется по формуле:
 , (15)
где  средняя для однотипной группы масса вагона (брутто).
Для четырехосных вагонов:
Для шестиосных вагонов:
Для восьмиосных вагонов:
Согласно ПТР длина четырехосных вагонов–14м, шестиосных –17 м, восьмиосных – 21 м, одна секция электровоза –16,5 м.
Тогда  м
Стандартная полезная длина приемо-отправочных путей составляет 850, 1050, 1250, 1550 м. Принимаем
lПОП =1050 м.
Список использованной литературы
1. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М. Транспорт 1985.
2. Железные дороги. Общий курс. Под ред. М. М. Уздина. М., -Транспорт, 1991.
3. Общий курс железных дорог. Н. К. Сологуб. М. Транспорт, 1988.
|