Giáo trình thiết kế đường sắt - chương 2 - Tính sức kháng đầu máy

Khi thiết kế đường mới cũng như cải tạo đường cũ, việc tính sức kéocho phép chọn được vị trí hợp lý nhất của tuyến và hình dáng của trắc dọc,đồng thời xác định được loại đầu máy và khối lượng đoàn tàu, đặc tính vàchế độ chuyển động của tàu (mở máy, đóng máy, đóng và hãm), vận tốcchạy tàu và thời gian chạy tàu, tiêu hao nhiên liệu (dầu ma dút nếu là đầumáy điêzen, tiêu hao than nước nếu là đầu máy hơi nước, tiêu hao nănglượng điện nếu là đầu máy điện)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thiết kế đường sắt - chương 2 - Tính sức kháng đầu máy Chương 2 Tính sức kéo đầu máy2.1. Khái niệm chung2.1.1. Mục đích tính sức kéo đầu máy khi thiết kế đường sắt. Khi thiết kế đường mới cũng như cải tạo đường cũ, việc tính s ức kéocho phép chọn được vị trí hợp lý nhất của tuyến và hình dáng c ủa trắc d ọc,đồng thời xác định được loại đầu máy và khối lượng đoàn tàu, đ ặc tính vàchế độ chuyển động của tàu (mở máy, đóng máy, đóng và hãm), v ận t ốcchạy tàu và thời gian chạy tàu, tiêu hao nhiên liệu (d ầu ma dút n ếu là đ ầumáy điêzen, tiêu hao than nước nếu là đầu máy h ơi n ước, tiêu hao nănglượng điện nếu là đầu máy điện). Để minh họa, trên hình 2.1 đưa ra đồ thị quan hệ vận tốc ch ạy tàu v(S)và thời gian chạy tàu t(S) vào quãng đường đi được. Hình 2- . Đồ thị quan hệ vận tốc chạy tàu v(S) và thời gian chạy tàu t(S) vào quãng đường đi được S. Dựa vào đường cong vận tốc v(S) vẽ được trên khu gian, chúng ta dễdàng xác định được thời gian chạy tàu, lực kéo của đ ầu máy và chi phí côngcơ học ở các thời điểm. Theo những số liệu này xác đ ịnh đ ược chi phí khaithác của đường trong tương lai, do đó cho phép đánh giá và so sánh cácphương án tuyến thiết kế.2.1.2. Mô hình tính của đoàn tàu và các lực tác dụng lên nó. 1. Các giả thiết Khi tàu chuyển động trên đường ta xem đoàn tàu nh ư ch ất đi ểm chuy ểnđộng dưới tác dụng của các lực đặt tại trọng tâm. 1 Khi tàu chuyển động tiến dần (ở mọi thời điểm v ận t ốc b ằng nhau v ềđại lượng và chiều) ta không xét đến nội lực vì nội lực không gây ra chuy ểnđộng mà chỉ xét đến ngoại lực gây ra chuyển động của đoàn tàu. 2. Các ngoại lực a. Lực kéo F (N, kN) do đầu máy sinh ra và do ng ười lái máy tăng, gi ảmhoặc đóng máy. b. Lực cản chuyển động W (N, kN) phụ thuộc vào loại đoàn tàu, t ốc đ ộchuyển động, độ dốc và vị trí đường cong mà tàu ch ạy trên đó. L ực c ảnchuyển động xuất hiện vì những nguyên nhân khách quan vì v ậy ng ười láimáy không điều chỉnh được. c. Lực hãm đoàn tàu B (N, kN) là l ực tạo ra do con ng ười thông qua b ộphận hãm để cản chuyển động của đoàn tàu nhằm giảm hoặc gi ữ nguyênvận tốc khi xuống dốc, khi vào ga hoặc cho tàu dừng lại nếu cần thiết. Phụ thuộc vào cách điều khiển chạy tàu của người lái máy mà có th ểphân ra các chế độ chạy tàu sau: - Chế độ kéo: động cơ của đầu máy mở máy. - Chế độ chạy đà: động cơ của đầu máy đóng máy nh ưng không s ửdụng hãm và đoàn tàu chuyển động dưới tác dụng của thành ph ần tr ọng l ựchoặc lực quán tính. - Chế độ hãm: động cơ của đầu máy đóng máy, hệ thống hãm làm vi ệc. d. Quy tắc dấu. Có thể dùng quy tắc dấu như sau: ChiÒ chuyÓ ® u n éng F>0 W>0 B> 0 W 0. Lực hãm bao giờ cũng tác dụng ng ược chi ều chuy ển đ ộng l ấy d ấudương B > 0. Lực cản có dấu dương W > 0 khi ngược chiều chuy ển đ ộng,có dấu âm W < 0 khi cùng chiều chuyển động.2 Cũng tồn tại quy tắc dấu khác, đó là những lực cùng chiều chuy ển đ ộngmang dấu dương và ngược chiều chuyển động mang dấu âm. Theo quy t ắcnày lực kéo mang dấu dương, lực hãm mang dấu âm, l ực c ản cũng mangdấu âm trừ trường hợp lực cản do dốc khi tàu chuyển động xuống dốc mangdấu dương tức là kích thích chuyển động và khi lên dốc mang dấu âm. e. Lực toàn phần và lực đơn vị. Trong tính toán sức kéo đầu máy người ta đưa ra khái ni ệm l ực toànphần và lực đơn vị. Những lực tính toán cho cả đoàn tàu, cho đầu máy, cho m ột toa xe ho ặcmột nhóm toa xe được gọi là lực toàn phần. Các lực này được ký hiệu ch ữ inhoa F, W, B và đơn vị đo là Niu tơn (N). Những lực tính cho một đơn vị trọng lực của đoàn tàu, của đầu máy,của toa xe được gọi là lực đơn vị. Trọng lực của đoàn tàu, c ủa đ ầu máy,của toa xe tốt nhất dùng đơn vị kN với điều ki ện là kh ối l ượng c ủa chúngdùng đơn vị tấn. Các lực đơn vị này được ký hiệu chữ thường f, w, b. F f= (N/kN) (2- 0) ( P + Q )g W w= (N/kN) (2- 0) ( P + Q )g B b= (N/kN) (2- 0) ( P + Q )g ở đây: P - khối lượng đầu máy (tấn) Q - khối lượng đoàn toa xe (tấn) g - gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 Ví dụ: lực kéo toàn phần có trị số 385500 N tác dụng vào đoàn tàu cótrọng lực (P+Q).g = 65000 kN thì lực kéo đơn vị là f = 385500/65000 = 5,93 N/kN Tuỳ theo tương quan giữa trị số ...