Расчет тормозной системы восьмиосной цистерны

Суммарное нажатие тормозных колодок в одной рычажной передаче:

                                    (1.13)

С другой стороны, суммарное тормозное нажатие колодок можно определить по формуле:

                                        (1.14)

где коэффициент полезного действия тормозной рычажной передачи,   учитывающий потери на трение.

Приравняв суммы сил нажатия, выраженные из формул (1.13) и (1.14), получим:

         (1.15)

Так как при определении передаточного числа пренебрегают потерями на трение в шарнирных соединениях (, то из равенства (1.15):

                                      (1.16)

После подстановки значений в формулу (1.16) находим:

1.1.3 Определение диаметра тормозного цилиндра

Необходимый диаметр тормозного цилиндра находят из зависимости, определяющей усилие на штоке:

                         (1.17)

откуда

                                 (1.18)

где усилие, развиваемое на штоке тормозного цилиндра, Н;

расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре, МПа;

диаметр тормозного цилиндра, м;

коэффициент, учитывающий потери на трение в тормозном цилиндре, ;

усилие отпускной пружины тормозного цилиндра, Н;

усилие пружины авторегулятора тормозной рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра, Н.

Сначала определим усилие на штоке тормозного цилиндра, Н, необходимое для получения допускаемой силы нажатия:

                                            (1.19)

где допускаемое нажатие на тормозную колодку вагона, ;

число тормозных колодок, действующих от одного тормозного цилиндра. Для данного типа вагона ;

коэффициент полезного действия рычажной передачи. Для грузового четырехосного вагона .

Подставив числовые значения в формулу (1.19) получим:

Расчетное давление в тормозном цилиндре при экстренном торможении грузовых и рефрижераторных вагонов, оборудованных воздухораспределителями № 483М, принимаем

Усилие отпускной пружины тормозного цилиндра:

                                        (1.20)

где усилие предварительного сжатия отпускной пружины, Н;

расчетный выход штока тормозного цилиндра, м;

жесткость отпускной пружины, Н/м.

Усилие предварительного сжатия и жесткость отпускной пружины примем по таблице 3.4 [1, с. 42 – 43]:  Расчетный выход штока тормозного цилиндра примем равным значению его верхнего предела по таблице 3.5 [1, с. 43 – 44]:

Следовательно, имеем следующее значение усилия отпускной пружины тормозного цилиндра:

Усилие пружины авторегулятора, приведенное к штоку тормозного цилиндра:

                                       (1.21)

где усилие предварительного сжатия пружины авторегулятора, Н;

величина сжатия пружины авторегулятора при торможении, м;

жесткость пружины авторегулятора, Н/м.

коэффициент приведения, представляющий собой передаточное число механического привода авторегулятора.

По заданию мы имеем авторегулятор РТРП-675, параметры которого приведем далее (таблица 3.6 [1, с. 45]):  , 

Передаточное число рычажного привода (грузовой вагон) авторегулятора:

                                                     (1.22)

где а, б – размеры плеч горизонтального рычага рычажной передачи, мм.

Рассчитаем передаточное число:

Тогда усилие пружины авторегулятора, приведенное к штоку тормозного цилиндра:

Подставив полученные числовые значения всех величин в формулу (1.18) получим необходимый диаметр тормозного цилиндра:

Принимаем ближайший стандартный диаметр тормозного цилиндра 356 мм.

1.2  Проверка обеспеченности вагона тормозными средствами

1.2.1 Определение действительной и расчетной силы нажатия     

 тормозных колодок

По заданию вагон оборудован авторежимом. Таким образом, при наличии на вагоне авторежима и установке композиционных колодок воздухораспределитель включают  на средний режим независимо от загрузки.

Усилие, развиваемое на штоке тормозного цилиндра, определим по формуле (1.17):

- на среднем режиме (тара вагона):

- на среднем режиме (полная загрузка вагона):

Действительная сила нажатия тормозной колодки на колесо вагона:

                                            (1.23)

- на среднем режиме (тара вагона):

- на среднем режиме (полная загрузка вагона):

Для облегчения расчетов и уменьшения их объема будем учитывать, что

                                              (1.24)

где действительная тормозная сила, реализуемая между колесом и рельсом;

расчетная тормозная сила;

расчетный коэффициент трения тормозной колодки;

расчетная сила нажатия тормозной колодки.

         Из равенства (1.24) находим выражение для расчетного тормоза нажатия:

                                                (1.25)

Для композиционных колодок из материала ТИИР-300 определим расчетный коэффициент трения:

                                         (1.26)

После подстановки формул (1.2) и (1.26) в уравнение (1.25) получим зависимость между расчетной и действительной силами нажатия:

                                     (1.27)

- на среднем режиме (тара вагона):

- на среднем режиме (полная загрузка вагона):

1.2.2  Определение  расчетного коэффициента силы нажатия      

    тормозных колодок вагона

Расчетный коэффициент силы нажатия колодок:

- порожнего вагона:

                                                                         (1.28)

где количество тормозных колодок на вагоне;

тара вагона , T = 22 т.

где минимальное допустимое значение коэффициента силы нажатия колодок (таблица 3.12 [с. 56]);

- вагона с полной загрузкой:

    

где Q – грузоподъемность , Q = 68 т.

где минимальное допустимое значение коэффициента силы нажатия колодок (таблица 3.12 [с. 56]).

Вывод: Расчетный коэффициент силы нажатия колодок порожнего вагона и вагона с полной загрузкой по эффективности торможения соответствует нормам, т.е. вагон обеспечен тормозными средствами.

1.3  Проверка отсутствия юза

Условие отсутствия юза:

                                                (1.29)

где расчетный предельный коэффициент сцепления колес с рельсами