Расчет и построение электротяговых характеристик

Расчет и построение электротяговых характеристик

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

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

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

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.