Транспортные системы

Всё об автомобильном, ЖД и авиатранспорте в России

Железнодорожный транспорт

Расчет массы грузовых поездов

 

На движущийся поезд действует много постоянных и переменных сил, разнообразных по величине и направлению: сила тяжести вагонов и локо­мотива, сила тяги локомотива, а также силы сопротивления движению в сцепных приборах, от взаимодействия колес с рельсами в горизонтальной и вертикальной плоскостях, инерции и др. Под действием этих сил одно­временно с качением колес по рельсам имеет место виляние, галопирование, скольжение, наклон отдельных единиц подвижного состава в поезде.

Зависимость между равнодействующей названных сил и ускорением опи­сывается дифференциальным уравнением, называемым уравнением движения поезда.

При решении уравнения движения поезда из всех перемещений подвижно­го состава учитывают только поступательное и вращательное, например, якорей тяговых электродвигателей, зубчатых передач и колесных пар. Эти факторы определяют характер движения поезда.

При движении по участкам и в кривых изменяется сила сопротивления движению, а  в  режиме  торможения на  поезд  действует  еще  и  тормозная

сила.

В общем случае на движущийся поезд действует сила тяги локомотива Fк, суммарная сила основного и дополнительного сопротивления движению Wк   и тормозная сила Вт . Результирующая сил, приложенных к поезду,

 

                                        R = Fк ± Wк Вт.                                                (2.14)

 

Уравнение движения поезда, приведенное к 1 т его массы, имеет вид

 

clip_image123                                           (2.15) 

 

гдеξ  ускорение движения поезда от действия удельной силы 1 кгс/т (для эксплуатационных расчетовξ = 120 км/ч2; fк  - удельная касатель­ная сила тяги локомотива; wк  – общее удельное сопротивление движению поезда; bт  – удельная тормозная сила поезда от действия тормозных ко­лодок.

Для частных случаев основное уравнение движения (2.2) упрощается и для движения в режиме тяги с равномерной скоростью приобретает вид

 

bт = 0;    clip_image125;    fк = wк,                                           (2.16)

или 

                          Fк = Wк = clip_image127clip_image129                                  (2.17)

Откуда

                                    clip_image131                                                (2.18)

 

где Q и Р – соответственно масса состава и локомотива, т;clip_image133и clip_image135 – соответственно основное удельное сопротивление движению локомотивов и вагонов, кгс/т; ip – расчетный подъем (наиболее крутой и затяжной подъ­ем, который не может быть преодолен с использованием кинетической энер­гии поезда. Определяется с учетом дополнительного сопротивления от кри­вых, если они имеются на этом подъеме), ‰.

Устройство электровоза. Кузов электровоза (рисунок 2.60)служит для размещения в нем электрической аппаратуры и другого оборудования. Он опирается на тележки, на  которых установлены тяговые двигатели, по одному для каждой оси. С  помощью зубчатого привода вращающий момент от тяговых двигателей  передается колесным парам.

clip_image137Тележка электровоза состоит из рамы, колесных  пар  с  буксами, рессорного подвешивания и тормозного оборудования.

   Рисунок 2.60 – Электровоз серии ВЛ85

 

 Применяется опорно-осевая и рамная подвески тяговых двигателей. Опорно-осевая подвеска вредно воздействует на путь, так  как  электродвигатель подрессорен только с одной стороны. На  локомотивах  с конструкционными скоростями свы-

ше   130 км/ч   применяют     рамную

подвеску тягового двигателя. При этом двигатель расположен над  осью  колесной пары и прикреплен к раме тележки, но здесь усложняется передача усилия от вала двигателя к колесной паре. Расположение основного оборудования на кузове электровоза приведено на рисунке 2.61.

     Передача электроэнергии от контактного провода к  силовой  цепи электровоза осуществляется с помощью токоприемника (пантографа).

      Электрическое оборудование электровозов. В качестве тяговых двигателей на электровозах постоянного  тока в основном применяют двигатели с 

Рисунок 2.61 – Расположение основного оборудования на кузове электровоза переменного тока: 1 – пульт управления;  2 – кабина машиниста; 3 – токоприемник; 4 – аппараты управления: 5, 7 – выпрямительные установки;  6 – трансформатор с переключателем ступеней; 8 – блок системы охлаждения; 9 – распределительный щит;   10    мотор-компрессор;    11     межсекционное соединение

 

 

 

 clip_image139

 

 

последовательным  возбуждением  с номинальным U = 1500 В. Основным аппаратом  управления  электровоза является контроллер машиниста. Главная рукоятка контроллера  служит для переключения тяговых электродвигателей с одной  схемы  соединения на другую и изменения пусковых соединений.  С помощью  реверсивной   рукоятки  изменяется  направление   движения  электровоза.  Вспомогательные    машины – мотор-вентиляторы,    мотор-компрессоры, мотор-гене-ратор и генератор тока управления,  аккумуляторные  батареи (резервный источник питания цепей управления).

Рисунок 2.56 – Принципиальное устройство электровоза

 

 При постоянном токе напряжение контактной сети U = 3000 В.  При переменном токе U = 25000 В  и  частота  50 Гц.  При  этом  электровоз оборудуется понижающим трансформатором и выпрямительной установкой.

В местах стыкования однофазного напряжения  25000 В и  постоянного U = 3000 В  применяют  электровозы  с  двойным  питанием  (ВЛ82, ВЛ82м).