Khảo sát và thiết kế đường sắt part 3

Chia sẻ: Dasjhd Akdjka | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vận chuyển đường sắt là hình thức vận chuyển cơ giới trên bộ hiệu quả nhưng cần đầu tư lớn. Đường ray tạo bề mặt rất phẳng và cứng giúp các bánh tàu lăn với lực ma sát ít nhất. Ví dụ, một toa tàu bình thường có thể mang 125 tấn hàng hóa trên bốn trục bánh. Khi xếp đầy tải, tiếp xúc của mỗi bánh với đường sắt chỉ trên bề mặt rộng bằng một đồng xu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát và thiết kế đường sắt part 3

- S toa có hãm và lo i gu c hãm. - L c ép tính toán t i tr c có hãm B¶ng 2- 3. TÝnh hîp lùc ®¬n vÞ Wo'® =wo'®P g (N/kN) wo® + 0,5b (N/kN) Wo = Wo'+Wo" (N) Wo® =Wo'® +Wo"® (N) Wo" = Qgωo" (N) wo® + b (N/kN) fk - wo (N/kN) Wo' =Pgωo' (N) (N/kN) (N/kN) wo'® (N/kN) (N/kN) (N/kN) (km/h) Fk-Wo (N) (N/kN) (N) 1000ϕk t δt Fk wo® wo" wo' b fk v 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Ghi chú: C t 1 và 2 l y theo ñ c tính s c kéo c a t ng lo i ñ u máy, còn t c t 3 tính theo v n t c c a c t 1. Bi u ñ h p l c ñơn v ñư c xây d ng theo m t t l xích nh t ñ nh v i m c ñích không ch xác ñ nh ñ c tính ch y tàu mà còn xây d ng ñư ng cong V(S) và t(S): Hình 2- 16. Bi u ñ h p l c ñơn v Khi xây d ng bi u ñ h p l c ñơn v , ngư i ta ñ t v bên trái g c to ñ h p l c ñơn v mang d u dương, t c là h p l c có hư ng cùng chi u chuy n ñ ng, còn v bên ph i - các h p l c ñơn v mang d u âm, t c là có hư ng ngư c chi u chuy n ñ ng. Qua bi u ñ h p l c ñơn v , ta có th phân tích ñi u ki n chuy n ñ ng c a tàu theo các y u t tr c d c. Theo bi u ñ h p l c ñơn v , có th xác ñ nh v n t c cân b ng cho m i d c b ng cách tìm ñi m giao c a bi u ñ h p l c ch ñ m máy v i tr c v n t c. Vì gia t c t l thu n v i h p l c ñơn v nên d a vào nó có th phân tích ñi u ki n và ñ c tính chuy n ñ ng c a tàu theo t ng th i ñi m: Khi V < Vcb , r = f(V) > 0 : nhanh d n. Khi V = Vcb , r = f(V) = 0 : ñ u. Khi V > Vcb , r = f(V) < 0 : ch m d n.
Như v y, ta th y r ng ñoàn tàu luôn luôn ch y v i v n t c ti n ñ n v n t c cân b ng trên m i d c. Trong tính toán s c kéo và khi thi t k tr c d c, quy lu t này ñư c s d ng ñ xác ñ nh ñ c tính chuy n ñ ng và s thay ñ i v n t c khi ñoàn tàu vào y u t tr c d c khác. N u ñoàn tàu vào y u t tr c d c có v 0 : cùng chi u chuy n ñ ng. thì fk − ωo = 0 V = Vcb thì fk − ωo < 0 : ngư c chi u chuy n ñ ng. V > Vcb ch ñ ñóng và hãm trên ñư ng b ng thì các bi u ñ woñ = f(V) và woñ + αb = f(V) luôn n m bên ph i tr c v n t c, b i vì các h p l c mang d u âm nên ngư c chi u chuy n ñ ng. Bi u ñ h p l c ñơn v cho phép xác ñ nh tr s và d u c a h p l c v i m i v n t c và ch ñ ch y tàu trên ñư ng b ng và trên d c ±i. Khi tàu ch y trên d c ho c trong ñư ng cong, ta tính theo d c quy ñ i ± ik và thay ñ i g c t a ñ trên bi u ñ h p l c ñơn v (lên d c thì lùi g c t a ñ v phía bên trái, xu ng d c lùi g c t a ñ v phía bên ph i m t lư ng là ik). ch ñ m máy trên d c (ik≠0), h p l c ñơn v s là fk-w=f(V), và w = wo + wi =wo ± ik. Như v y, v i v n t c và ch ñ ch y b t kỳ, h p l c ñơn v trên d c khác h p l c ñơn v trên ñư ng b ng b i tr s d c, do ñó bi u ñ h p l c ñơn v có th ñư c dùng cho m i lo i d c b ng cách chuy n g c t a ñ sang ph i n u lên d c ho c sang trái n u xu ng d c. ð ý ýr ng v i ñoàn tàu có kh i lư ng ñư c tính theo ñi u ki n s d ng toàn b công su t khi lên d c h n ch thì v n t c cân b ng trên d c ñó b ng chính v n t c tính toán c a ñ u máy (vì gi s Fkp = W t i Vp). 2.7.3. N n th ng tr c d c. 1. M c ñích n n th ng tr c d c: T c ñ ch y tàu ñư c tính cho t ng y u t c a tr c d c, ngoài ra khi ñoàn tàu n m trên nhi u y u t tr c d c thì t c ñ c a nó l i ñư c xác ñ nh theo tr ng tâm c a ñoàn tàu, vì th k t qu không chính xác. ð vi c tính t c ñ ñư c chính xác thì tr ng tâm c a ñoàn tàu ph i n m trên m t ñ d c nào ñó. Vi c thay th m t nhóm ñ d c k nhau ñ cho ñoàn tàu n m tr n v n trên m t ñ d c ñư c g i là n n th ng tr c d c.
H 2 − H1 Y u t tr c d c ñư c n n có chi u dài l t = ‡” j và có ñ d c i t = l lt k k ∑ i jl j ∑i l jj j=1 j=1 it = = ho c là k lt ∑l j j=1 Trong ñó: it - ñ d c ñã ñư c n n th ng. ij , lj - d c và chi u dài c a t ng y u t c tr c d c. H1, H2 - cao ñ ñi m ñ u và cu i c a y u t c tr c d c ñư c n n th ng. 2. Nguyên t c n n th ng: Khi n n th ng tr c d c, ñ không quá sai l ch so v i th c t c n ph i ñ m b o các ñi u ki n: + Không ñư c n n th ng các d c khác d u v i nhau, d c n m ngang, d c ga (vì ñ ki m tra ñi u ki n kh i ñ ng), d c h n ch (ñ ki m tra ñi u ki n h n ch v n t c). + Qua theo dõi th c t , khi n n th ng so v i khi không n n th ng tr c d c thì v n t c, th i gian và công cơ h c c a ñ u máy không khác nhau m y khi s chênh l nh chi u cao gi a ñ d c n n th ng và ñ d c c a t ng y u t ñư c n n ≤ 2m, t c là: ∆h = |∆hj − ∆ht| ≤ 2m lj lj 2000 − it ≤ 2m → l j ≤ ij hay là (2- 133) i j − it 1000 1000 N u m t trong các y u t không th a mãn ñi u ki n trên thì c n tìm m t t h p y u t khác. + N n th ng tr c d c ti n hành riêng bi t cho t ng chi u ñi và v . + N u có ñư ng cong ph i tính c l c c n ph do ñư ng cong gây nên trên ño n tr c d c ñư c n n th ng. 12,2∑ α o w r = ir = ðư ng 1435mm lt- chi u dài tr c d c n n lt th ng. 7,5∑ α o w r = ir = ðư ng 1000mm lt ik = ± it + ir (‰) N u sau khi n n th ng, trên tr c d c vì lý do nào ñó còn l i m t s y u t không n n th ng ñư c, thì trong trư ng h p này, d c tương ñương l c c n ñư ng cong ñư c tính
12,2∑ α o w r = ir = theo công th c (v i ñư ng 1435mm) ho c là lj 7,5∑ α o wr = i r = (v i ñư ng 1000mm). ñây lj là chi u dài y u t tr c d c. lj ∑α o Khi xác ñ nh c n c ng góc quay c a t t c các ñư ng cong trong ph m vi ño n n n th ng, không c n ñ ý ñ n hư ng r . N u các ñi m ñ u và cu i ño n n n th ng n m trên ñư ng cong thì c n tính góc quay c a ph n ñư ng cong n m trong ño n n n th ng. Ví d : Có tr c d c như hình v , hãy tính toán ñ n n th ng tr c d c ñó, bi t ip=12‰; lt=1000m. 10 2 6 4 8 300 400 300 300 500 α1=30° α2=45° k ∑i l jj 10.0,3 + 1.0,4 + 6.0,3 j=1 i t1 = = = 5,6% k 1,0 ∑l j j=1 Ki m tra kh năng n n th ng ñ i v i nhóm th nh t: 2000 300 < = 454 10 − 5,6 2000 400 < = 555 Có ñ kh năng n n th ng 3 d c c a 5,6 − 2 nhóm th nh t. 2000 300 < = 5000 6 − 5,6 12,2∑ α o 12,2(30 + 45) ir = = = 0,9 ‰ lt 1000 k ∑i l jj 4..0,3 + 8.0,5 j=1 i t2 = = = 6,5 ‰ k 0,8 ∑l j j=1 Chi u dài ð d c t ng ChiÒu d i ð d c ñư c T ng góc ik=±it+ir n n th ng quay Σα° n¾n ir Th t t ng y u y ut
các y u ®i vÒ t t ñi v th ng ñi v 1 300 +10 -10 2 400 +2 -2 1000 +5,6 -5,6 75 0,9 +6,5 -4,7 3 300 +6 -6 4 300 -4 +4 800 -6,5 +6,5 0 0 -6,5 +6,5 5 500 -8 +8 2.7.4. Phương pháp ñ gi i xác ñ nh v n t c ch y tàu v(S). 2.7.4.1. Xây d ng ñư ng cong v n t c v(S) b ng phương pháp Lipest. 1. Ch n t l xích. Trong phương pháp Lipest, chúng ta ch n t l xích sao cho không c n ph i tính r (Vtb ) tgβ= ξ . Trên hình v chúng ta xem xét bi u ñ h p l c ñơn v ch ñ kéo. Vtb Hình 2- 17. B n ch t c a vi c xây d ng ñư ng cong v(S) theo phương pháp Lipest. Gi s c n xây d ng ño n ñư ng cong V(S) trong kho ng ∆V trên hình v b t ñ u t ñi m a trên d c 1‰. H p l c r tương ng v i Vtb ñư c xác ñ nh b ng cách chuy n g c t a ñ v ñi m O1. r tgα = Ta có V dV 1 dV = ξr → r = m t khác ξ dt dt 1 dV tgα = do ñó ξ Vdt
Chúng ta ch n t l xích sao cho tgα = tgβ. T c là tìm quan h th nào ñó ñ mn vuông góc v i kl. Chúng ta ký hi u t l như sau: + V i v n t c: 1km/h tương ng m (mm) + V i quãng ñư ng: 1km tương ng y (mm) + H p l c ñơn v : 1N/KN tương ng k (mm) Khi xây d ng ñ th thì quan h gi a các ñ i lư ng ñư c thay b ng quan h gi a các ño n th ng. Như v y, ñ xác ñ nh m t ñ i lư ng nào ñó, c n l y ño n th ng c a nó nhân v i t l tương ng. Chúng ta bi u di n tgα d ng ño n th ng: r 1 dV k 1 1 k = .=. . tgα = V ξ Vdt m ξ dS m Bi u di n tgβ d ng ño n th ng: dv m tgβ = . dS y 1 dv k dv m k m ky tgα = tgβ ¨ . . = ð . ¨ = ¨ 2 = ξ ξ dS m dS y ξm y m Quan h t l trên cho phép ñơn gi n hóa vi c v ñ th . Thư ng ngư i ta ch n hai trong ba t l trên, còn t l th ba ñư c tính theo bi u th c trên. Trong tính toán s c kéo, khi thi t k ñư ng, ch n y=20mm; m=1mm → 120.m 2 120.12 = = 6 mm. k= y 20 Còn khi gi i các bài toán hãm ch n y=120mm; m=1mm; k=1mm. 2. K thu t xây d ng ñư ng cong v(S) b ng phương pháp Lipest. Vi c xây d ng b t ñ u t v=0 trên ño n tr c d c ga có i=0‰. + Trên bi u ñ fk− ωo = f(v) ta l y ñi m 1 là ñi m gi a c a v= 0 và v= 10km/h và k tia 1-0 (ñi m 0 là g c t a ñ ). T ñi m A tim ga trên tr c d c v ñư ng AX1 vuông góc v i tia 1-0 r i dóng v=10km/h sang c t AX1 t i ñi m 1'. + Ti p ñ n l y ñi m 2 trên bi u ñ fk − ωo = f(v) là ñi m gi a c a v=10km/h và v=20km/h v tia 2-0 r i dóng v=20km/h sang c t 1'X2 t i ñi m 2'. + C th ti p t c cho h t y u t i = 0, ta có các ñi m 1', 2', 3', 4', 5', 6', n i các ñi m ñó ta ñư c ñư ng v = f(S) c a i = 0; Ti p ñ n y u t tr c d c i = +3% ta chuy n g c t a ñ sang +3, cũng v tương t như trên cho ñ n h t y u t i=+3%. Sang y u t i=-2‰ ta l i chuy n g c t a ñ sang -2 và quá trình ñư c l p l i như trên.
Hình 2- 18. K thu t xây d ng ñư ng cong v(S) theo phương pháp Lipest. Chú ý: - Khi chuy n sang y u t c tr c d c m i ph i d a vào bi u ñ h p l c ñơn v mà xét t c ñ tăng hay gi m. N u tăng l y kho ng t c ñ trên, n u gi m l y kho ng t c ñ dư i (so v i y u t v a v ). - N u y u t tr c d c có i = ip thì v n t c n ñ nh là vp cho h t y u t ñó (chuy n ñ ng ñ u). - Khi tàu ch y ñóng máy s d ng nhánh ñóng máy, còn khi ch y ñóng có hãm thì s d ng nhánh ñóng có hãm. - Trư ng h p t i bư c cu i cùng khi xây d ng ñư ng cong v(S) cho m t y u t mà hình chi u ñi m cu i ñư ng cong v(S) l i n m trên y u t khác có ñ d c khác. Lúc này c n làm sao cho hình chi u ñi m cu i ñư ng cong v(S) trùng v i ñi m cu i c a y u t ñó b ng cách gi m kho ng ∆v (thư ng th d n vài l n m i ñ t).
Hình 2- 19. Ch n kho ng ∆v khi chuy n t y u t tr c d c này sang y u t tr c d c khác. 2.7.4.2. Xây d ng ñư ng cong v n t c v(S) b ng phương pháp Ucrein. 2.7.4.3. Xây d ng ñư ng cong v n t c nh bi u ñ v s n. Khi tuy n dài và có nhi u phương án thi t k thì kh i lư ng xây d ng ñư ng cong v n t c tăng lên, do v y ngư i ta s d ng bi u ñ v n t c v s n. Bi u ñ v n t c v s n là t p h p các ñư ng cong v n t c ñư c xây d ng cho lo i ñ u máy và kh i lư ng toa xe nh t ñ nh v i t t c các tr s d c có th g p trên tuy n. Trên bi u ñ v n t c v s n có 3 nhóm ñư ng cong v n t c và ñ v chúng có th dùng phương pháp Lipest ho c Ucrein, ñó là: + Nhóm v n t c tăng khi 0 ≤ v ≤ vcb(i) (ho c là vc u t o) + Nhóm v n t c gi m khi vcb(i) < v < vc ut o + Nhóm v n t c hãm. Hình 2- 20. Bi u ñ v n t c v s n (a) và xây d ng ñư ng cong v n t c v(S) nh bi u ñ v s n (b).
ðư ng cong v n t c xây d ng theo bi u ñ v n t c v s n cũng theo t l y=20mm; k=6mm; m=1mm. ð minh h a, trên hình 2-21 ñưa ra bi u ñ v n t c v s n cho các d c i=0, i= ±5‰ và i=5‰. Phía trái c a hình v là bi u ñ h p l c ñơn v ch ñ kéo. Nh bi u ñ h p l c ñơn v chúng ta có th xác ñ nh ñ c tính thay ñ i v n t c (tăng ho c gi m) khi tàu chuy n t y u t tr c d c này sang y u t khác. N u xây d ng ñư ng cong v(S) t lúc tàu d ng thì ñi m b t ñ u tàu ch y trên tr c d c trùng v i ñi m b t ñ u trên bi u ñ v s n. T hình 2-21a ta có th tìm ñư c ño n Oa c a ñư ng cong v n t c v(S) ng v i i=0 cho hình 2-21b. Sau ñó ñoàn tàu v i v n t c va xu ng d c i=5‰, t hình 2-21a ta l i tìm ñư c ño n ab c a ñư ng cong v n t c v(S) ng v i i=5‰ cho hình 2-21b. Tương t như trên ñoàn tàu lên d c i=5‰ v i v n t c vb. Vì v n t c cân b ng vcb c a d c i=+5‰ nh hơn v n t c vb nên khi ñoàn tàu lên d c 5‰ c n dùng nhóm v n t c gi m. T hình 2-21a chúng ta xác ñ nh ño n bc c a ñư ng cong v n t c v(S) ng v i i=-5‰ cho hình 2-21b. Quá trình trên ñư c l p l i cho ñ n h t ño n ñư ng xem xét. 2.7.5. Tính th i gian ch y tàu. 2.7.5.1. Tính th i gian ch y tàu theo v n t c cân b ng. Phương pháp tính th i gian ch y tàu theo v n t c cân b ng không ñòi h i ph i xây d ng trư c ñư ng cong v(S). Lúc v ch tuy n, khi phân b ñi m phân gi i ñ tính ph ng ch ng v n t c và th i gian ch y c a m t ñôi tàu, ngư i ta s d ng phương pháp này. Gi thi t c a phương pháp này là trên m i y u t tr c d c tàu chuy n ñ ng ñ u v i v n t c cân b ng vcb(i) và khi tr ng tâm tàu chuy n sang y u t tr c d c khác thì v n t c thay ñ i ñ t ng t. V i nh ng gi thi t này, ñ th v n t c có d ng sau: Hình 2- 21.V n t c cân b ng trên các y u t tr c d c khác nhau. ð th v n t c và ñư ng cong v n t c ñư c xây d ng b i các phương pháp ñ gi i khác nhau r t l n. m t s y u t , v n t c th c t l n hơn, còn m t s y u t khác v n
t c th c t nh hơn. ð chính xác hơn, phương pháp này ng i ta c ng thêm th i gian khi tăng t c trên ño n ra ga và gi m t c trên ño n vào ga vì các ño n này, v n t c b tăng lên nhi u so v i v n t c th c t . Như v y, th i gian tàu ch y trên m i hư ng c a c khu gian là: t = Σ ti li + tp.z trong ñó: ti- th i gian tàu ch y v i v n t c ñ u trên ño n d c cho trư c có chi u dài 1km. 60 ti = (phút/1km) vcb ( i ) li- chi u dài m i y u t tr c d c (km). tpz- th i gian c ng thêm khi tăng, gi m t c g n ga; tpz = 3 phút. Mu n xác ñ nh v n t c cân b ng vcb(i) cho t ng ñ d c ph i d a vào bi u ñ h p l c ñơn v . Khi xu ng d c l n và dài, v n t c c a tàu ñư c xác ñ nh b i v n t c c u t o ho c v n t c t i ña theo ñi u ki n hãm. S d ng v n t c cân b ng có nh ng sai sót khá l n so v i th c t . Sai s v th i gian ch y tàu t 20-25% n u tr c d c gãy khúc nhi u, sai s 10% n u gãy khúc ít. 2.7.5.2. Xây d ng ñư ng cong t(S) b ng phương pháp Lêbeñép. 1. L p lu n phương pháp Lêbeñép. 1 ph n 2.7.1, ta ñã ch ng minh tgγ = . Như v y, ñ xây d ng ñư ng cong t(S) vtb b ng phương pháp Lêbeñép c n d a vào ñư ng cong v(S) ñã có b ng cách trong ph m vi m i ño n ∆S d ng ño n th ng mà tg góc nghiêng γ c a nó t i tr c ñư ng S t l ngh ch v i v n t c trung bình trong kho ng ñó. ð nh n ñư c các góc γ b ng phương pháp ñ th , ngư i ta ñ t v bên trái g c t a ñ O (hình 2-23) m t kho ng cách b (mm) r i t ñó k ñư ng ph tr song song v i tr c tung. Kho ng cách b ñư c ch n sao cho ñư ng th ng mn khi n i g c t a ñ v i ñi m gi a c a kho ng v n t c trên ñư ng ph tr , h p v i tr c tung m t góc δ b ng góc γ. Khi xác ñ nh các giá tr này c n nhân chúng v i t l tương ng. b T tam giác Ocd có tgδ= vm ∆t x 1 x = , trong ñó x - t l c a th i gian. T tam giác aef có ∆S y v y
Hình 2- 22. B n ch t c a vi c xây d ng ñư ng cong t(S) theo phương pháp Lêbêñép. ð xác ñ nh kho ng cách b, chúng ta cho tgγ=tgδ. Khi ñó: 1x b = (2- 134) v y vm xb = t ñó ym mx . và kho ng cách c n tìm b= y N u tgγ=tg thì ñư ng th ng mn vuông góc v i lk, t c là ñ xây d ng ñư ng cong t(S) c n tìm v trí c a ñư ng th ng mn và k ñư ng vuông góc v i nó trong ph m vi ño n ∆S tương ng. Thông thư ng ngư i ta ch n t l c a th i gian x=600, t c là 1 gi tương ng v i 600mm, hay là 1 phút - 10mm. Khi ñó n u y=20mm và m=1mm thì mx 1.600 = = 30 mm. b= y 20 2. K thu t xây d ng ñư ng cong t(S). Trên hình 2-24 trình bày cách xây d ng ñư ng cong t(S). ð u tiên ch n kho ng ∆v, r i qua ñi m gi a c a nó d ng ñư ng ph tr (ñi m a1). Sau ñó k ñư ng 1-1 qua g c t a ñ O. ðư ng vuông góc v i 1-1 trong ph m vi ∆S1 là m t ño n c a ñư ng cong t(S). Ti p theo ch n kho ng ∆v sau (hình chi u ñi m gi a trên ñư ng ph tr là ñi m a2), r i k ñư ng 2-2. ðư ng vuông góc v i ñư ng 2-2 trong ph m vi ∆S s ñi qua ñi m cu i c a ño n ñư ng cong t(S) trư c ñó. Quá trình ti p t c cho ñ n h t ño n ñư ng xem xét.
ðư ng cong t(S) và V(S) ñư c xây d ng trên cùng m t hình v . ðư ng cong t(S) tăng liên t c, còn ñư ng cong V(S) có th tăng hay gi m tùy theo d c tr c d c. Th i gian ch y tàu t th i ñi m kh i ñ ng ñ n b t c th i ñi m nào khác ñư c xác ñ nh theo t l ñã ch n b i tung ñ c a ñư ng cong t(S) ñi m xem xét. N u ñư ng cong t(S) g n vư t quá kh gi y c a hình v thì ngư i ta ng t quãng nó v trí tung ñ là b i s c a 10 phút, sau ñó ñ t ñi m ng t quãng trên tr c ñư ng và quá trình xây d ng ñư ng cong t(S) l i ñư c ti p t c. Th i gian ch y tàu ñư c xác ñ nh là t ng tung ñ c a các ño n riêng bi t c a t(S). Hình 2- 23. K thu t xây d ng ñư ng cong t(S) b ng phương pháp Lêbêñép. 2.7.5.3. Xác ñ nh th i gian ch y tàu b ng phương pháp ðegterép. a. B n ch t c a phương pháp ðegterép. Phương pháp tính th i gian tàu ch y do ðegterép ñưa ra d a trên ñư ng cong v(S) ñã ñư c xây d ng. ðegterép s d ng tính ch t t l c a c nh ñáy và chi u cao c a tam giác cân. Gi thi t c a phương pháp ðegterép: Khác v i phương pháp Lipest và Lêbeñép ch phương pháp này cho r ng trong kho ng th i gian ∆t = t2 - t1 ≤ 1 phút thì h p l c và gia t c là m t ñ i lư ng không ñ i. Như v y, t c ñ c a tàu lúc ñó b ng vtb, do ñú quãng ñư ng ∆S tàu ch y t l v i vtb, t c là vtb tăng thì ∆S cũng tăng. Quan h ñó dùng tam giác cân ñ bi u th theo t l xích sau: v t l v i chi u cao là m, ∆S t l v i chi u dài là y. α vtb
∆S Hình 2- 24. Quan h gi a chi u cao và c nh ñáy c a tam giác cân ∆S 1 = tgα tương ng v i ∆t/2 nào ñó Như v y 2 vtb ∆S y ∆t y tgα = = hay ∆t 20 2v tb m 2 m tg α = = 10∆t 21 1km = y = 20mm ly 1km/h = m = 1mm 10 1 .1' = N u l y ∆t = 1 phút thì tgα = 60 6 Như v y tam giác cân có c nh ñáy ñúng b ng 1km = 20mm, chi u cao 60km/h = 60mm thì ∆t = 1 phút. ' 10  1  1 1 phút thì tgα = N u l y ∆t = .  = 60  2  12 2 Như v y tam giác cân có c nh ñáy ñúng b ng 1km = 20mm, chi u cao 120km/h = 1 120mm thì ∆t = phút. 2 b. Cách xác ñ nh th i gian ch y tàu b ng tam giác ðegterép Hình 2- 26. Xác ñ nh th i gian Hình 2- 25. Tam giác 1 phút và tam giác 1/2 phút ch y tàu theo tam giác 1 phút c a ðegterép. ð t liên ti p các tam giác cân ñ ng d ng sao cho ñ nh c a nó n m trên ñư ng cong v n t c, th i gian ch y tàu b ng ñúng s tam giác. Chú ý: N u không ñ m t tam giác thì tính th i gian theo t l c a kho ng ∆t. c. Ưu khuy t ñi m c a phương pháp ðegterép.
Ưu ñi m: - Có th ñ t liên ti p các tam giác cân cùng chi u ho c ngư c chi u chuy n ñ ng. - Phương pháp này tương ñ i d v so v i phương pháp Lêbeñép và ñ chính xác g n b ng phương pháp Lêbeñép khi v n t c ch y tàu không có s bi n ñ ng l n. Trư ng h p c n chính xác hơn n u s d ng các tam giác 1/2 phút và th m chí tam giác 1/4 phút. Như c ñi m: Không xét ñ n ñư ng cong th c t v(S) t i nh ng ñi m ñ i d c. 2.8. GI I CÁC BÀI TOÁN HÃM 2.8.1. N i dung c a các bài toán hãm. Hãm có quan h l n ñ n an toàn ch y tàu (h n ch v n t c khi xu ng d c, ch y ch m d n khi ñ n ñi m phân gi i). ði u ki n hãm và k t qu hãm ñư c quy t ñ nh b i các y u t : 1- C ly hãm Sh (m) 2- L c hãm và h s hãm tính toán t 3- ð d c tr c d c mà trên ñó tàu ph i hãm i‰ 4- V n t c lúc b t ñ u hãm vñ và lúc k t thúc hãm vc. C ly hãm Sh(m) là kho ng cách ñư c tính t lúc b t ñ u hãm ñ n khi ñoàn tàu d ng h n, c ly hãm thư ng d a vào ch ñ hãm kh n c p và g i là c ly hãm tính toán. Theo quy trình quy ñ nh: Sh = 1000m ñ i v i xu ng d c ñ n 6‰ (0-6‰) Sh = 1200m ñ i v i xu ng d c l n hơn 6‰ (>6‰) C ly hãm Sh bao g m c ly chu n b hãm Scb và c ly hãm th c t Stt : Sh = Scb + Stt (m) (2- 135) C ly chu n b hãm ph thu c th i gian chu n b hãm. Th i gian chu n b tcb hãm là kho ng th i gian b t ñ u thao tác hãm ñ n khi b t ñ u gi m t c ñ , trong kho ng th i gian này, l c hãm ñư c coi như chưa xu t hi n và ñoàn tàu ñã ñi ñư c m t ño n Scb 1000 v ® .t cb Scb = vđ. tcb . = 0,278 vđ.tcb (m) (2- 136) = 60.60 3,6 V n t c ñoàn tàu mà ñó s hãm b t ñ u g i là v n t c b t ñ u hãm, còn v n t c xác l p do k t qu c a hãm g i là v n t c k t thúc hãm. Khi d ng ñoàn tàu thì v n t c k t thúc hãm b ng 0. Th i gian chu n b tcb ph thu c vào ki u hãm, chi u dài ñoàn tàu và t c ñ trên ñó tàu hãm. 1- Khi hãm t ñ ng cho tàu hàng.
ei t =a- b 10i t khi ltàu ≤ 850m. tcb = 7 - (sec) (2- 137) b 12i t khi 850 1200m. (2- 139) b 2- Khi hãm t ñ ng cho tàu khách. 5i t tcb = 4 - (sec) (2- 140) b 3- Khi hãm ñi n gió. tcb = 2 (sec) Trong ñó: a, e - các h s th c nghi m. it- ñ d c ñư c n n th ng (khi xu ng d c it có d u (−), lên d c có d u (+)). b- l c hãm ñơn v ng v i v n t c b t ñ u hãm vñ (không ñ ý ñ n d u c a l c hãm). C ly hãm th c t Stt ñư c xác ñ nh theo công th c ) ) ( ( vc vc 2 2 4,17 v 2 - v 2 4,17 v c - v ® S tt = ‡” = ‡” ® c (m) (2- 141) v ® - (ω o ® + b + i t ) v® ωo® + b + i t 2.8.2. Các bài toán hãm và phương pháp gi i chúng. T t c các bài toán hãm có th ñư c chia thành 2 nhóm khi có s li u ñ d c i‰. Nhóm th nh t: bài toán ñư c thi t l p d a trên l c hãm c a ñoàn tàu ñã bi t thông qua su t hãm t , thông s ph i xác ñ nh có th là c ly hãm Sh = f( t , i, vñ, vc), cú th là v n t c b t ñ u hóm vñ = f(Sh , i, t , vc), cú th là v n t c k t thỳc hóm vc = f(Sh , i, t , vñ). Nh ng bài toán thu c lo i này ñư c gi i ñơn gi n nh t là l p m t phương trình v i m t n s , ho c l p hai phương trình v i hai n s , ho c theo phương pháp ñ th b ng cách xây d ng ñư ng v=f(S) ch ñ hãm. Nhóm th hai: bài toán ñư c thi t l p trên cơ s ñã bi t c ly hãm Sh và v n t c b t ñ u hãm vñ. C n ph i xác ñ nh l c hãm c a ñoàn tàu thông qua vi c tính su t hãm t = f(Sh , i, vñ, vc). ð gi i quy t bài toán này, ti n l i hơn c là s d ng phương pháp ñ th theo trình t sau: a) Cho trư c m t s su t hãm nào ñó, ch ng h n t = 0,2; 0,3; 0,5 b) V i m i su t hãm y ta tính woñ + b = f(v) và xây d ng ñ th tương ng.
H×nh 2- 2. c) ng v i m i ñư ng cong f(v) = woñ + b, ta xây d ng các ñ th v = f(S) theo v trí hãm trên tuy n bi u th b i it (‰). Hình 2- 27. ng v i m i c ly hãm th c t Stt ñã cho, ta xây d ng ñư ng cong Scb = f(v) theo d) phương trình: Scb = 0,278vñ.tcb và nh n ñư c các giao ñi m tương ng v i các ñư ng cong v=f(S) các tr s δt khác nhau. Chính giao ñi m này xác ñ nh v n t c cho phép l n nh t trên ñ d c ñã cho và cũng là v n t c b t ñ u hãm phù h p v i các giá tr δt hình v.
H×nh 2- 3. e) Cu i cùng ph i xây d ng ñ th δt= f(v) theo hình trên. L c này căn c vào v n t c v = 80km/h, ta tìm ñư c su t hãm tương ng δt =0,35. b t ñ u hãm ñã cho. Gi s ∑k Qδ t nT .k i f) Vì δ t = suy ra s tr c có hãm s là nT = = . Q Q k 2.8.3. Ki m tra h n ch v n t c theo ñi u ki n hãm (tìm v n t c vñ). T c là xác ñ nh v n t c l n nh t có th cho phép theo ñi u ki n hãm khi tàu ch y trên d c. Gi i bài toán này là tìm tr s vñ th a mãn phương trình: Sh = Stt + Scb ) ( vc 2 2 4,17 v ® - v c S tt = ‡” (m) (2- 142) v® ωo® + b + i t v ® t cb S tt = S h - S cb = S h - (m) (2- 143) 3,6 Bài toán trên có th gi i ñư c b ng phương pháp th d n khi tăng d n tr s vñ r i xác ñ nh Scb và Stt. Tr s vñ c n tìm là tr s mà ng v i nó Scb + Stt = Sh. Sơ ñ kh i c a thu t toán gi i bài toán xác ñ nh v n t c cho phép theo ñi u ki n hãm ñư c ñưa ra trên hình 2-31
B¾t ®Çu i, δt, Sh Stt=0 b= 1000δt ϕht w'o ® P + w" ® Q o wo ® = P+Q ∆S=16,67v/(b+wo®+i) v=v+2 Stt = Stt+ ∆S  ei  Scb = 0,278v  a −   b Kh«ng Scb + Stt ≥ Sh Cã In v® KÕt thóc Hình 2- 28. Sơ ñ kh i thu t toán xác ñ nh v n t c cho phép theo ñi u ki n hãm. Nh ng l c tác d ng vào ñoàn tàu ñư c tính theo vcb c a m i kho ng ∆v. Kho ng ∆v c n l y nh ñ tránh c ng d n sai s , trong tính toán ch n ∆v = 2km/h. Khi ñó vñ =vtb + ∆v/2 = vtb +1; vc = vtb -∆v/2-1, do ñó vñ2 – vc2 = 4vtb. Lúc này công th c (2-134?) tính cho ∆S có d ng: ∆S = 1000(vñ2 – vc2)/ [ 2.120 (b + wñ + i)] = 16,67 vtb / (b + wñ + i) Bài toán này gi i theo phương pháp ñ th ñơn gi n hơn b ng cách sau: ngư i ta xây d ng hai ñư ng cong v(S) và Scb(v), tung ñ giao c t c a hai ñư ng này chính là vñ. ð xây d ng ñ th , ngư i ta ch n t l sau: m=1mm; k=1mm; y=120mm. ðư ng cong v(S) ñư c xây d ng theo các phương pháp ñã nêu theo hư ng ngư c chi u chuy n ñ ng c a ñoàn tàu, b t ñ u t v n t c v=0 d a vào bi u ñ h p l c ñơn v khi
hãm ωoñ+b cho các ñ d c t ip ñ n -ip trên ño n tuy n thi t k , và cũng trên ñ th ñó xây d ng ñư ng chu n b hãm: v ® t cb S cb = f ( v ) = (m) 3,6 Scb là m t ñư ng ñư c coi là th ng khi ta cho vñ=0 và vñ=vc u t o, còn tcb tính theo ñ d c c a Scb. T g c t a ñ ñ t v phía ngư c l i m t ño n Sh, ñi m ñó ñư c l y làm g c t a ñ ñ xác ñ nh Scb. Các ñư ng Scb c a ip ñ n -ip s c t các ñư ng v=f(S) theo ñi u ki n hãm c a ip ñ n -ip. Ta dóng sang bên c nh v ñư c vñ=f(i), ñó là v n t c ñ u vñ quy ñ nh cho m i ñ d c khi hãm. H×nh 2- 4. 2.8.4. Xác ñ nh v n t c cu i trên ño n hãm vc. Khi ñã có vñ, Scb tính ñư c Stt và b ng phương pháp ñ th , xác ñ nh ñư c vc trên các ñ d c ñó như sau: ð t vñ tr c tung r i k ñư ng song song tr c hoành c t ñư ng v=f(S) theo ñi u ki n hãm c a ñ d c ñó t i ñi m a, t ñi m a k ñư ng song song tr c tung làm t a ñ m i. T ñó xác ñ nh trên tr c hoành m t ño n b ng Stt, v ñư ng song song tr c tung c t ñư ng v=f(S) v a nêu ñi m b và t ñi m b này ta xác ñ nh ñư c vc. H×nh 2- 5. 2.8.5. Tính ñ n ñi u ki n hãm khi xây d ng ñư ng cong v n t c v(S). ðư ng cong v n t c trên khu gian ñư c xây d ng trong ñi u ki n s d ng toàn b l c kéo ñoàn tàu ñ ñ t v n t c cao nh t. Tuy nhiên, v n t c tàu không ñư c vư t quá: - V n t c c u t o c a ñ u máy vc u t o - V n t c cho phép theo ñi u ki n hãm trên d c ñó. - V n t c quy ñ nh khi qua ghi ho c qua nh ng nơi có yêu c u h n ch v n t c (ví d như c u c ng, k t c u t ng trên c a ñư ng, ñư ng cong có bán kính nh , ñư ng s t qua thành ph ...). - V n t c cho phép theo c u t o các b ph n ch y c a toa xe.
Mu n v y ph i s d ng hãm thông thư ng có ñi u hòa, vì v y ñư ng bi u di n v=f(S) là m t ñư ng th ng. ðư ng cong v n t c trên nh ng ño n g n nơi c n h n ch v n t c này ñư c xây d ng theo bi u ñ f(v)=ωñ+αb. B i vì ñi m tr c d c mà t i ñó tàu c n có v n t c h n ch là ñi m cho trư c, do ñó vi c xây d ng ñư ng cong v(S) t t nh t nên b t ñ u t ñi m này theo hư ng ngư c chi u chuy n ñ ng c a ñoàn tàu. Trư ng h p ngư c l i b t bu c ph i tìm ñi m b t ñ u hãm b ng cách th d n. Hình 2- 29. ðư ng cong v n t c v(S) ño n g n ga khi tàu vào ñư ng nhánh và có d ng. Trên hình v ñưa ra ví d xây d ng ñư ng cong v(S) khi tàu vào ga. N u ñón tàu t i ñư ng ñón g i (ñư ng nhánh) thì v n t c khi tàu ch y qua ghi không ñư c vư t quá v n t c cho phép c a ghi. B i vì trong tính toán s c kéo, ñoàn tàu ñư c coi là m t ch t ñi m có l c ñ t t i tr ng tâm (ñ t t i ñi m gi a) nên ñ ñ m b o ñ u máy qua ghi v i v n t c cho phép thì khi xây d ng ñư ng cong v(S) c n tính ñ n chi u dài ñoàn tàu b ng cách ñ t t ghi m t ño n ltàu/2 v phía ngư c chi u chuy n ñ ng. ð tìm ñi m b t ñ u hãm thông thư ng (T), ñư ng cong v n t c ñư c xây d ng t tim ga (ñi m 0) theo hư ng ngư c chi u chuy n ñ ng t v=0. B i vì khi tàu d ng, ñi m gi a c a nó trùng v i tim ga. ðư ng cong v n t c ñư c xây d ng theo bi u ñ h p l c khi hãm thông thư ng f(v)=ωñ + αb t v=0 t i v=vghi (ñi m p). Trên các ñư ng t p ñ n m, vtàu=vghi. Tàu trên quãng ñư ng này ph thu c vào d c c a tr c d c, có th ch y m máy, có th ch y ñóng máy, cũng có th hãm (n u i>ωoñ). T ñi m m (cách tim ga m t ño n là lga/2 + ltàu/2), v ti p ñư ng v=f(S) trong ch ñ hãm thông thư ng v phía ngư c chi u chuy n ñ ng cho t i khi c t ñư ng v=f(S) v theo chi u chuy n ñ ng t ga trư c ñó (ñi m T). Trên hình v các mũi tên ch hư ng xây d ng các ño n ñư ng cong v n t c.