牵引与制动计算.doc

高炉铁水罐扩容后内燃机车牵引力与制动力计算一、 背景介绍 为了提高提高铁区铁水的通过能力，降低铁水罐的运输次数，攀钢钒计划将高炉铁水罐进行扩容，根据扩容方案，改造后铁水罐车为35吨（取实际重量），铁水罐自重为43吨，载铁量为140吨（其中在装满且不带渣的情况下为165吨，所以在装满的情况下每个罐的最大重量为M最大：35+43+165=243吨，那么我们的内燃机车在牵引与制动方面是否也能满足实际生产需要呢？为此，我们将进行一系列计算来论证这个问题。二、 牵引力与起动牵引重量计算（一）、牵引力计算1、牵引力概念：内燃机车牵引力是通过万向轴传来的扭矩M作用于动轮，力矩M只能使动轮绕轴心旋转，但负载的动轮压在钢轨上，在钢轨给予动轮的摩擦力的作用下，动轮以轮轨的接触点为瞬时转动中心，沿着轨道滚动并推动机车前进。在上述的机械功传递过程中，如果没有任何摩擦损失，则柴油机所作的功可以完全传到动轮上，实际上摩擦损失是不可避免的，扣除摩擦损失，实际表现在动轮上的牵引力，称为轮周牵引力，用符号F表示。在进行牵引计算时，我国列车牵引计算规程规定，一般采用轮周牵引力进行计算。2、牵引力： 由于内燃机车牵引特性曲线图上的牵引力数值，都是在标准大气压状态下试验得出的。当内燃机车运行在海拔较高、环境温度较高时，因大气的密度减小，机车的牵引力都有所下降，对此，牵规规定须对机车的牵引力乘以不同的修正系数加以修正。本文中GK1型内燃机车牵引特性曲线图见GK1型内燃机车使用与维护说明书。特别说明该型车起动牵引力为297.9KN。3、起动牵引重量计算：、机车起动时牵引重量当区间的限制坡度较小，有时机车的牵引重量就要受到起动地点的起动条件的限制。这时，只有满足下列条件列车才能顺利起动。G（）（）公式中F起动计算牵引力计算内燃机车在3的坡道上能牵引的最大重量：在实际计算列车的起动阻力时，并不是按单车起动的条件来进行计算，因为司机可以用压缩车钩的方法起动列车，这时整个列车并非同时起动，而是逐渐的起动。起动后的车辆其阻力迅速下降，因而可以使全列车平均起动阻力，比单车起动阻力值显著减少。考虑压缩车钩的难易，牵规规定计算货车单位起动阻力（）的经验公式：=3+0.4i（）式中 i起动地段的加算坡度（）。同时，还规定用上述公式算出的结果如果小于5，应按计算。因此 =3+0.4*3=4.2，按计算。牵引规定，电力、内燃机车单位起动阻力（）取，故型内燃机车。查表可知型机车起动计算牵引力因此，（）（）（）（）吨同理可算出在平道上（即）的最大起动牵引重量最大吨。而在攀钢炼铁作业区域的最大坡度不超过，实际作业中机车牵引或推进一般为个重罐，前面我们计算过扩容后每个罐最大重量吨，整个这趟列车的总重量为吨吨，即使在的坡道上机车也能正常启动运行，在平道上就不用说了。因此，单从牵引力和起动牵引重量方面分析，铁罐扩容后内燃机车完全能满足实际生产需求。三、机车制动计算、制动力计算=K*K我们知道制动缸直径为20.5cm，作用面积S=1/4d2=330cm2，当紧急制动时制动缸产生的压强为0.42Mpa，基础制动装置的制动倍率为69，我们取8，牵规规定整个力在传递过程中的效率为85，从而计算出紧急制动情况下闸瓦总压力=4.2*330*8*0.85*8*9.8=739KN因此K=739/8=92.4 KN换算闸瓦压力：=56.9KN8*56.9=455KN假定K的值不随闸瓦压力变化而变化，中磷铸铁闸瓦取0.3，则紧急制动时，B=455*0.3=136.5KN那么当制动缸压强为0.1Mpa时，机车的闸瓦压力为=0.1*330*8*0.85*8*9.8=176KN因此=176/8=22 KN=KN23*8=184KN常用制动系数：0.404制动力B=136.5*0.404=55.2KN当制动缸压强为0.2Mpa时，机车的闸瓦压力为=0.2*330*8*0.85*8*9.8=352KN因此=352/8=44 KN=KN35.6*8=284.8KN常用制动系数：0.626制动力B=136.5*0.626=85.44KN当制动缸压强为0.29Mpa时，机车的闸瓦压力为=0.29*330*8*0.85*8*9.8=510.4KN因此=510.4/8=63.8 KN=KN44.9*8=359.2KN常用制动系数：0.789制动力B=136.5*0.789=107.75、制动距离计算列车制动分为两个阶段：从施行制动到假定制动力突增那一瞬间的阶段都成了毫无制动力的空走过程，它所经历的时间被称为空走时间，以表示，在这一段时间内所走过的距离被称为空走距离，以表示；从突增那一瞬间到列车停住的阶段都成了全列车闸瓦压力保持预定值的有效制动过程，它所经历的时间称为有效时间称为有效制动时间，以表示，在这一段时间内走过的距离被称为有效制动距离，以表示，则制动距离可按下式计算：0*tk3.6Se=由于铁水车无制动力，空走时间就以单机运行处理，tk均按紧急制动2s计算。我们假定带6个重铁水罐从2号磅房至脱硫推进，以5Kmh的速度在-3的坡道上采取0.29Mpa的全制动，那么实际有效制动距离为： 0.0236Se=Se=Se=18.74米=2.8+18.74=21.54米我们假定带6个重铁水罐从2号磅房至脱硫，以5Kmh的速度在-3的坡道上采取紧急制动，那么实际有效制动距离为：0.03Se=Se=Se=13.74米=2.8+13.74=16.54米从2号磅房至脱硫厂房内止挡大约为160m，6个罐加上机车总长约72m，制动距离21.54m，72+21.54=93.54160，由此可见，只要乘务员操作得当，理论上讲这趟列车完全能站住。我们假定带6个重铁水罐，以10Kmh的速度在平道上推进作业时，采取0.29Mpa的全制动，那么实际有效制动距离为：0.0236Se=Se=Se=48.71米=5.6+48.71=54.31米我们假定带6个重铁水罐，以10Kmh的速度在平道上采取紧急制动，那么实际有效制动距离为：0.03Se=Se=Se=39.38米=5.6+39.38=44.98米由此可见，当速度为10Kmh时，制动距离会延长很多，在运行中