Расчет потребной тормозной силы по заданной длине тормозного пути. Определение коэффициента сцепления для различных скоростей порожнего вагона и вагона с пассажирами

Содержание

Введение                                                                                                       3

1 Расчет потребной тормозной силы по заданной длине тормозного пути                                                                                                                        6

2 Выбор тормозной системы                                                                      13

2.1 Расчет допускаемой удельной тормозной силы по условию безъюзового торможения                                                                                   13

2.2 Определение коэффициента сцепления для различных скоростей порожнего вагона и вагона с пассажирами                                                        14

2.3 Расчет зависимости удельной тормозной силы от скорости и населенности вагона                                                                                            19

3 Пневматическая часть тормоза                                                              24

3.1 Устройство пневматической части тормоза                                      24

3.2 Зарядка и медленная разрядка                                                            27

3.3 Служебное и экстренное торможение                                                27

3.4 Отпуск тормоза                                                                                   29

4 Механическая часть тормоза                                                                 30

4.1 Выбор схемы тормозного нажатия                                                     30

4.2 Определение допускаемой величины тормозного нажатия для порожнего вагона и вагона с пассажирам                                                          30

4.2.1 Зависимость величины нажатия от скорости вагона                      30

4.2.2 Допускаемые силы нажатия по удельному давлению                    40

4.3 Определение параметров силовой части                                            40

4.3.1 Усилие по штоку тормозного цилиндра                                          40

4.3.2 Передаточное число рычажной передачи                                       43

5. Тормозные расчеты                                                                                46

5.1 Определение действительных тормозных нажатий                          46

5.2 Расчет длины тормозного пути                                                           46

5.2.1 Расчет коэффициента трения                                                           46

5.2.2 Расчет удельной тормозной силы                                                    49

5.2.3 Расчет удельного основного сопротивления движения поезда     53

5.2.4 Расчет длины тормозного пути, времени торможения и замедления при полном служебном торможении                                              56

6 Оценка эффективности тормозных средств поезда в пути следования                                                                                                           66

7 Экономическая эффективность предлагаемой тормозной системы   73

8 Охрана труда                                                                                           78

Литература                                                                                                

ВВЕДЕНИЕ

Повышение мощности тормозных систем современных вагонов требует решения ряда научно-технических, экономических и организационных задач. Эти задачи проистекают из специфики работы железнодорожного подвижного состава, они конкретизированы в технических требованиях на тормоза и элементы тормозных систем. Известны многие прогрессивные разработки в области железнодорожных тормозов, которые длительное время не могут быть внедрены, так как требуют значительных единовременных капиталовложений или не удовлетворяют некоторым из требований. По этим причинам уже много лет не внедряется электропневматический тормоз для грузовых поездов, хотя его внедрение позволило бы снять многие проблемы при организации вождения тяжеловесных и длинносоставных поездов.

За последние годы ученые, изобретатели и тормозостроители выполнили большую работу по совершенствованию тормозов грузовых и пассажирских вагонов и локомотивов. Применение новых воздухораспределителей усл. №483, полуавтоматических регуляторов хода поршня усл. №574Б, грузовых авторежимов, композиционных колодок, некоторые другие решения способствуют повышению эффективности тормозов.

Очевидно, что задача состоит не только в разработке новых конструкций тормозных систем или приборов, но и в совершенствование отдельных элементов тормоза, что также во многих случаях дает существенный эффект.

Высокой эффективностью обладают магнитно-рельсовые тормоза, электродинамические (реостатные и рекуперативные) тормоза тяговых единиц подвижного состава, токовихревые и аэродинамические тормоза. Однако говорить о широком использовании этих тормозов на пассажирских и, тем более, на грузовых вагонах пока не приходится. Несмотря на многообразие тормозных систем, известных в настоящее время, на обозримую перспективу основным типом тормоза для вагонов локомотивной тяги остается фрикционно-колодочный тормоз с пневматическим силовым приводом. На пассажирских вагонах найдут применение и комбинированные колодочно-дисковые тормоза.

Немаловажно и то, что пневматический тормоз является экологически чистым, то есть практически не создает опасности загрязнения окружающей среды.

В то же время колодочные, дисковые и некоторые виды тормозов имеют серьезный недостаток – их тормозная сила ограничивается по условиям сцепления колеса и рельса. Другим фактором, ограничивающим мощность фрикционных колодочных дисковых тормозов, является тепловая нагруженность фрикционного узла. Поэтому целесообразно оценить, какими резервами обладают традиционные виды тормозов, наиболее широко применяемые на железнодорожном транспорте, анализировать возможные пути повышения их эффективности.

Задачей дипломного проектирования является совершенствование тормозной системы пассажирского вагона для скорости до 160 км/ч, причем решение должно быть применимо для существующего вагонного парка. Дипломный проект  включает в себя восемь разделов.

В первом разделе необходимо определить потребную тормозную силу по заданной длине тормозного пути и по допускаемому замедлению поезда.

Во втором разделе производится выбор тормозной системы вагона. Для этого надо изложить требования к тормозной системе пассажирского вагона, произвести расчет допускаемой удельной тормозной силы по условию безъюзвого торможения.

В третьем разделе требуется описать устройство пневматической части и действие ее при зарядке, медленной разрядке, отпуске, служебном и экстренном торможениях.

Четвертый раздел должен включать в себя величины тормозных нажатий и определение таких параметров силовой части как усилие по штоку тормозного цилиндра и передаточное число рычажной передачи.

Пятый раздел включает в себя расчет длины тормозного пути, времени торможения и замедления.

Шестой раздел включает в себя оценку эффективности тормозных средств