Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Тормозные задачи и методы их решения



Поскольку режим торможения является важнейшим в обеспечении безопасности движения поездов, тормозным расчетам уделяют большое внимание. При расчетах используются следующие характеристики и переменные:

· длина тормозного пути Sт;

· наличие тормозных средств в поезде, определяемых расчетным тормозным коэффициентом ;

· начальной vн и конечной vк скоростями движения;

· уклонами i (конечную скорость принимают равной нулю).

 

Из этих пяти параметров определяют один по четырем заданным, используя аналитический или графический метод решения уравнения движения поезда. В зависимости от того, какую величину из пяти определяют, тормозные задачи подразделяют на три типа.

1. Первый тип тормозных задач или просто - первая тормозная задача - сводится к определению длины тормозного пути по заданным значениям vн, vк, и i.

2. Во втором типе рассчитывают допустимые скорости движения vн на различных уклонах i, исходя из условия остановки поезда в пределах заданного тормозного пути Sт, при заданном значении .

3. В третьем типе определяют, сколько тормозных средств нужно иметь в поезде (или какой должен быть ), чтобы поезд, движущийся с заданной скоростью vн, можно было остановить на заданном уклоне i в пределах тормозного пути Sт.

 

Первые две задачи называют задачами первого рода, третью задачу называют задачей второго рода. Наиболее часто приходится решать первую задачу по ограничению скоростей движения поездов на крутых спусках. Вторую задачу решают чаще всего при проверке эффективности действия тормозного оборудования поезда. Третью задачу решают при разработке новых конструкций подвижного состава, например поездов для скоростных пассажирских перевозок.

 

 

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Настоящая лабораторная работа направлена на закрепление у студентов теоретических знаний по наиболее сложному разделу дисциплины – тяговым расчетам, в частности решения тормозных задач.

Лабораторнуюработу необходимо выполнять осмысленно, тщательно анализируя материал и продумывая ответы на вопросы.

При выполнении лабораторной работы необходимо придерживаться следующих положений:

· работу рекомендуется выполнять на листах писчей бумаги (размером 210×297 мм) формата А4;

· на титульном листе необходимо указать дисциплину, название лабораторной работы, курс, фамилию, инициалы и шифр студента;

· страницы работы, иллюстрации, таблицы и графики должны быть пронумерованы. Таблицы должны иметь названия, иллюстрации и графики - подрисуночные подписи;

· работу следует подписать и указать дату ее выполнения;

 

 

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО

ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Исходные данные для выполнения лабораторной работы выбираются из таблицы 1:

 

Таблица 1

Наименование данных Предпоследняя цифра учебного шифра
Тип локомотива 2ТЭ116 2М62 3ТЭ10М 2ТЭ10М 2ТЭ121 ВЛ8 ВЛ10 (2 секции) ВЛ11 (3 секции) ВЛ60К (1 секция) ВЛ80Р (2 секции)
Масса локомотива, Р (т)
Сила тяги, Fкр (кН) 496,4 400,3 744,0 496,4 657,3 456,2 451,3 676,9 361,0 502,3
Расчетная скорость, vр, км/ч 24,0 20,0 23,5 23,5 24,0 43,3 46,7 46,7 43,5 43,5
Расчетный подъем, iр,‰ +5,6 +6,5 +7,3 +8,1 +9,2 +10 +5,8 +6,7 +7,6 +8,5
Тип тормозных колодок:
чугунные *   *   *   *   *  
композиционные   *   *   *   *   *
Состав поезда в долях по массе: · 8-осных (α) · 6-осных (β) · 4-осных (γ)     0,16 0,23 0,61     0,25 0,32 0,43     0,34 0,42 0,24     0,46 0,42 0,12     0,51 0,18 0,31     0,14 0,33 0,53     0,22 0,56 0,22     0,31 0,25 0,44     0,42 0,44 0,12     0,46 0,32 0,22

 

 

Продолжение таблицы 1

Масса груженного вагона брутто, q,т · 8-осного · 6-осного · 4-осного                                        
Доля тормозных осей в составе, σ 0,96 0,97 0,98 0,96 0,97 0,98 0,96 0,97 0,98 0,96

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КРУТИЗНЫ РАСЧЕТНОГО

ПОДЪЕМА НА РАСЧЕТНУЮ МАССУ СОСТАВА

 

Для выполнения тяговых расчетов необходимо определить массу состава. Масса состава в значительной степени зависит от крутизны расчетного подъема и определяется по формуле:

 

(16)

где: Q - расчетная масса состава, т;

Fкр - расчетная сила тяги локомотива, Н;

Р - масса локомотива, т;

w′0 - основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН;

w″0 - основное удельное сопротивление состава, Н/кН;

g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;

iр - крутизна расчетного подъема, ‰.

 

1. Основное удельное сопротивление движению локомотива (Н/кН):

 

, (17)

где vр – расчетная скорость локомотива.

 

 

2. Основное удельное сопротивление движению состава:

 

(18)

 

· Основное удельное сопротивление движению 8-осных вагонов на роликовых подшипниках (Н/кН):

 

, (19)

где q08 - масса приходящаяся на одну колесную пару 8-осного вагона (т/ось):

 

· Основное удельное сопротивление движению 6-осных вагонов на роликовых подшипниках (Н/кН):

 

, (20)

где q06 - масса приходящаяся на одну колесную пару 8-осного вагона (т/ось):

 

· Основное удельное сопротивление движению 4-осных вагонов на роликовых подшипниках (Н/кН):

 

, (21)

где q08, q06, q04 - масса, приходящаяся на одну колесную пару 8-ми, 6-ти, 4-ёх осного вагона соответственно (т/ось):

 

; ; . (22)

 

1. Рассчитать расчетную массу состава Q для следующих значений расчетного подъема iр (табл. 2):

 

Таблица 2

Параметр iр1, ‰ iр2, ‰ iр3, ‰ iр4, ‰ iр5, ‰ iр6, ‰ iр7, ‰ iр8, ‰
Интервал 0÷2 3÷5 6÷8 9÷11 12÷14 15÷16 17÷18 19÷20

 

2. Интервал значений расчетного подъема при вычислениях расчетной массы состава Q выбирается через 0,5 ‰.

3. По результатам расчета построить графическую зависимость расчетной массы состава Q от крутизны расчетного подъема iр.

4. Проанализировать полученную зависимость и сделать выводы.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КРУТИЗНЫ СПУСКА НА ДЛИНУ

ТОРМОЗНОГО ПУТИ ГРУЗОВОГО ПОЕЗДА, ОБОРУДОВАННОГО

АВТОМАТИЧЕСКИМИ ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ ТОРМОЗАМИ

 

В лабораторной работе вторую задачу из группы тормозных задач решают численным методом (эта задача может быть решена графическим методом).

· Полный тормозной путь Sт (м) в соответствии с Правилами тяговых расчетов (ПТР) определяют по формуле (6).

· Подготовительный тормозной путь Sп [формула (7)] зависит от:

Ø начальной скорости движения поезда в начале торможения vн (км/ч);

Ø времени подготовки тормозов к действию tп (с).

 

· Время подготовки тормозов к действию tп (с) [формулы (8)÷(12)] зависит:

Ø от удельной тормозной силы bт (Н/кН);

Ø от крутизны спуска iс (‰);

Ø от количества осей (колесных пар) в составе.

 

Примечание - в эти формулы величину iс подставляют со знаком минус.

 

· Удельную тормозную силу bт (Н/кН) состава для скорости определяют по формуле:

 

(23)

где: φкр- расчетный коэффициент трения тормозной колодки и

поверхности колеса;

- расчетный тормозной коэффициент (кН/кН).

 

Расчетный тормозной коэффициент состава определяется из соотношения (13).

Примечание - расчетные силы нажатия тормозных колодок на ось при:

Ø чугунных колодках kр = 68,5 кН/ось;

Ø композиционных колодках kр = 41,5 кН/ось.

 

Расчетный коэффициент трения для тормозных колодок φкр определяется выражением:

 

для чугунных колодок для композиционных колодок
(24) (25)

 

По результатам вычислений заполняем таблицу 3.

 

Таблица 3

Начальная скорость торможения, vн, км/ч Время подготовки тормозов tп, с Коэффициент трения φкр Удельная тормозная сила поезда bт, Н/кН Подготовительный тормозной путь Sп, м при:
iс1 = -4 ‰ iс2 = -6 ‰ iс3 = -8 ‰ iс4 = -10 ‰ iс5 = -12 ‰ iс6 = -14 ‰ iс7 = -16 ‰ iс8= -18 ‰
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     

 

По результатам вычислений (табл. 3) на миллиметровой бумаге построить зависимость Sп = f(v) для 8-ми значений крутизны спуска.

Сделать выводы о влиянии крутизны спуска на величину подготовительного тормозного пути.

 

Действительный тормозной путь Sд, определяют по формуле:

 

(26)

где: w′0x - основное удельное сопротивление поезда при движении локомотива

без тяги (холостой ход);

vк, vн - интервал скорости для которого определяется пройденный путь.

 

Примечание:

1. силы w′0x и bт рассчитывают для среднего значения скоростного интервала и они направлены в сторону, противоположную движению поезда, поэтому в формуле они включены (подставляются) со знаком «-»;

2. дополнительное сопротивление от спуска направлено в сторону движения поезда и в формуле имеет знак «+», и подставляется со знаком «+»;

3. в соответствии с ПТР приемлемая точность расчетов соответствует интервалу 10 км/ч.

Таким образом, действительный тормозной путь будет складываться из тормозных путей, проходимых поездом при снижении скорости от 90 до 80 км/ч, от 80 до 70 км/ч ...... от 10 до 0 км/ч. Результаты расчета удельных равнодействующих сил поезда и длин тормозных путей в пределах скоростных интервалов приведены в таблице 4.

Таблица 4

Скоростной интервал, км/ч Основное удельное сопротивление движению поезда w0x, Н/кН Удельная тормозная сила поезда bт, Н/кН Удельная равнодействующая сила поезда (w0x + bт), Н/кН Действительный тормозной путь в скоростном интервале Sд, м
iс1 = -4 ‰ iс2 = -6 ‰ iс3 = -8 ‰ iс4 = -10 ‰ iс5 = -12 ‰ iс6 = -14 ‰ iс7 = -16 ‰ iс8 = -18 ‰
90-80 2,28                    
80-70 2,04                    
70-60 1,82                    
60-50 1,63                    
50-40 1,46                    
40-30 1,32                    
30-20 1,20                    
20-10 1,10                    
10-0 1,06                    
Суммарная длина действительного тормозного пути, Sд, м                
Длина полного тормозного пути, Sт, м                

 

По результатам вычислений (табл. 4) на миллиметровой бумаге построить зависимость Sт = f(ic) и сделать соответствующие выводы.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ №1 и №2

1. титульный лист;

2. название и цель лабораторной работы;

3. исходные данные в соответствии с вариантом;

4. используемые формулы и результаты расчетов;

5. графические построения на миллиметровой бумаге формата А4;

6. выводы.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОМОГРАМ-ГРАФИКОВ

ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТОРМОЗНЫХ ЗАДАЧ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Чтобы облегчить тормозные расчеты, специалисты ВНИИЖТа разработали номограммы-графики, связывающие тормозные пути при экстренном торможении с расчетными тормозными коэффициентами и со скоростями движения в начале торможения. Такие номограммы выполнены для разных уклонов и приведены в ПТР для площадок и спусков через 2‰ для грузовых и пассажирских поездов.

На рисунке 1 приведены графики Sт(vр) при скоростях движения от 30 до 120 км/ч для грузового поезда на горизонтальном прямолинейном пути (i = 0).

Для определения тормозного пути с начальной скорости, например 90 км/ч, при = 0,4 находят точку А пересечения кривой Sт(vр) при v = 90 км/ч с вертикальной линией, соответствующей = 0,4 (40 кН на 100 кН веса поезда). Если снести эту точку на ось ординат, то тормозной путь получен равным 900 м. Если необходимо определить тормозной путь при снижении скорости от 90 до 60 км/ч, надо найти дополнительно точку на кривой Sт(vр) при v = 60 км/ч (точка В). Тормозной путь при снижении скорости от 90 до 60 км/ч будет равен разности ординат точек А и В (900 - 400 = 500 м).

Эту номограмму можно использовать и для определения необходимого расчетного тормозного коэффициента, при котором поезд можно было остановить с заданной скорости в пределах заданного тормозного пути. Например, чтобы остановить грузовой поезд на горизонтальном прямолинейном пути со скорости 90 км/ч в пределах тормозного пути 1000 м, находят точку пересечения кривой, соответствующей скорости 90 км/ч, с горизонтальной линией при Sт= 1000 м (точка С). Получают: = 0,35 или 35 кН на 100 кН веса состава.

Чтобы определить Sт или на спусках, необходимо использовать соответствующую номограмму из ПТР.

Наибольшую скорость на горизонтальном прямолинейном пути находят по заданному тормозному пути и расчетному тормозному коэффициенту. Например, при Sт = 900 м и = 0,3 (точка D) допустимая скорость vдоп = 80 км/ч.

Примечание - если точка оказывается между кривыми скорости, то ее находят методом интерполяций.

На рисунке 2 показаны номограммы для экстренного торможения пассажирского поезда на спуске 10‰ при использовании электропневматического (сплошные линии) и пневматического (штриховые линии) тормозов. Из них видно, что тормозные пути при одинаковых скоростях движения и одинаковых при электропневматических тормозах меньше, чем при пневматических. Так, при v = 100 км/ч и = 0,6 тормозные пути Sт, составляют 805 и 870 м (точки А и В). При одном и том же тормозном пути расчетный тормозной коэффициент при пневматических тормозах должен быть больше. При v = 100 км/ч Sт = 800 м соответственно равен 0,6 и 0,66 (точки А и С).

Имея набор номограмм, можно находить результаты тормозных расчетов без выполнения самих расчетов.

 

Исходные данные и варианты выполнения лабораторной работы приведены в таблице 5.

 

Таблица 5

Наименование данных Предпоследняя цифра учебного шифра
Величина спуска, iр,‰
Тип поезда:
· грузовой *   *   *   *   *  
· пассажирский   *   *   *   *   *

 

Продолжение таблицы 5

Вид торможения:
· пневматические *   *   *   *   *  
· электропневматические   *   *   *   *   *
Задание №1. Определить тормозной путь Sт для грузового поезда при снижении скорости с vн до vк:
Начальная скорость торможения, vн, км/ч
Конечная скорость торможения, vн, км/ч
Значение расчетного тормозного коэффициента состава (кН/кН) определяется в соответствии с выражением (13) или берется из предыдущих лабораторных работ
Задание №2. Определить необходимый расчетный тормозной коэффициент , при котором можно остановить грузовой поезд, в пределах заданного тормозного пути
Заданный тормозной путь Sт, м
Начальная скорость торможения, vн, км/ч
Задание №3. Определить наибольшую скорость vдоп на спуске в пределах заданного тормозного пути с учетом полученного расчетного тормозного коэффициента
Заданный тормозной путь Sт, м
Значение расчетного тормозного коэффициента состава (кН/кН) определяется в соответствии с выражением (13) или берется из предыдущих лабораторных работ

 

 

2. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3:

1. Титульный лист.

2. Название и цель лабораторной работы;

3. Исходные данные в соответствии с вариантом;

4. Ксерокопии номограмм-графиков с построениями в соответствии с вариантом лабораторной работы.

 

ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

1. Уравнение движения поезда в общем виде. Дать характеристику переменным, входящим в него.

2. Уравнение для определенияудельной силы тяги локомотива f к. Дать характеристику переменным, входящим в него.

3. Уравнениедля определенияудельной силы сопротивления движению поезда wк. Дать характеристику переменным, входящим в него.

4. Уравнениедля определенияудельной тормозной силы поезда bт. Дать характеристику переменным, входящим в него.

5. Перечислить режимы движения поезда.

6. Какие характеристики движения поезда определяются при решении уравнения движения поезда?

7. Какие задачи решаются при выполнении тяговых расчетов?

8. Какие способы решения уравнение движения поезда Вы знаете?

9. Что называют временем подготовки тормозов к действию tп?

10. Что называют подготовительным тормозным Sп?

11. Что называют действительным тормозным путем Sд?

12. Уравнение для определенияподготовительного тормозного пути Sп. Дать характеристику переменным, входящим в него.

13. Уравнение для определения расчетного тормозного коэффициента состава . Дать характеристику переменным, входящим в него.

14. На сколько изменяется время подготовки автоматических тормозов tп при срабатывании автостопа?

15. Какое время необходимо для подготовки тормозов к действию при ручных тормозах?

16. Какими переменными величинами оперируют при решении тормозных задач?

17. Охарактеризовать первый тип тормозных задач.

18. Охарактеризовать второй тип тормозных задач.

19. Охарактеризовать третий тип тормозных задач.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.