Тяговые расчеты при проектировании железных дорог: Учебное пособие, страница 7

3.3.2  Дополнительное сопротивление от уклона

Разложим силу веса на две составляющие: нормальную, , и параллельную, , (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема реализации дополнительного сопротивления от уклона

 и есть полное дополнительное сопротивление движению от уклона:

.

(3.14)

При малых  . Тогда

.

(3.15)

Из рис. 3.1 , где  – уклон продольного профиля.

Следовательно, полная сила сопротивления составит:

.

(3.16)

В удельных единицах:

.

(3.17)

Т.е. дополнительное сопротивление от уклона численно равно самому уклону в ‰ и сохраняет знак уклона (при движении поезда на подъем принимается со знаком «‑», на спуск – со знаком «+»).

4  тормозные силы поезда

4.1  Виды торможения

Тормозная сила служит для уменьшения скорости движения поезда до его полной остановки или до определенного ее уровня.

От эффективности, исправности и умелого управления тормозными средствами зависит безопасность движения.

Различают:

-  экстренное торможение, вызванное обстоятельствами, когда тормозные средства поезда используются полностью;

-  служебное, т.е. запланированное заранее, например, на подходе к раздельному пункту;

-  регулировочное, которое применяется для сохранения заданной скорости движения поезда на спуске.

Торможение может осуществляться двумя основными способами:

-  механическим, т.е. прижатием тормозных колодок к бандажам колес подвижного состава;

-  электрическим, т.е. использованием тормозной силы, создаваемой тяговыми электродвигателями локомотивов при их работе в генераторном режиме.

Механическое торможение является основным.

4.2  Расчет тормозной силы от действия тормозных колодок

После приведения в действие тормозов каждая колодка прижимается к бандажу колес с силой  (рис. 4.1).

В результате между ними возникает сила трения . Эта сила трения вызывает тормозной момент, :

,				(4.1)
где		‑	коэффициент трения колодки о бандаж.

Тормозной момент  может быть заменен парой сил  и  с плечом . При этом

.

(4.2)

Сила , приложенная от колеса к рельсу, вызывает равную ей по величине и противоположно направленную реакцию рельса, , которую условно считают тормозной силой (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема реализации тормозной силы

Таким образом:

,				(4.3)
,				(4.4)
где		‑	количество тормозных вагонов, шт;
		‑	количество колодок на одну ось.

Из формулы следует, что чем больше сила нажатия  и коэффициент трения , тем больше тормозная сила и тем эффективнее торможение.

Сила нажатия, , зависит от мощности пневматической системы, а коэффициент трения, , от скорости движения, удельного нажатия колодок на бандажи и материала из которого изготовлены колодки и бандажи. С повышением скорости коэффициент трения уменьшается. Особенно заметно снижение коэффициента трения, , от скорости у чугунных стандартных колодок, что является существенным их недостатком. Поэтому на железнодорожном транспорте все большее применение стали находить композиционные колодки, которые меньше изнашиваются, а коэффициент их трения о бандаж колес мало изменяется от скорости. С уменьшением удельного нажатия колодок (т.е. нажатия на единицу площади бандажа) коэффициент трения увеличивается. Поэтому, у подвижного состава с двухсторонним воздействием колодок на бандаж, удельное нажатие меньше, а коэффициент трения больше, чем у подвижного состава с одностороннем воздействием. Естественно, что с другой стороны это потребует дополнительных расходов по содержанию колодок и их замене.