Механическая часть тормоза. Выбор схемы тормозного нажатия. Определение допускаемой величины тормозных нажатий

4 Механическая часть тормоза

4.1 Выбор схемы тормозного нажатия

На подвижном составе применяют односторонне или двустороннее нажатие колодок на колесо (в том числе с секционными тормозными колодками – по четыре на колесо).

Для предохранения колёсных пар тележки от раздвигания при одностороннем торможении нажатие на колодку не должно превышать 60 % от веса брутто вагона, приходящегося на колесо.

Двустороннее нажатие позволяет уменьшить удельные давления колодки на колесо и, следовательно, увеличить коэффициент трения колодки  и более полно использовать допускаемую тормозную эффективность по условиям сцепления колеса и рельса. При двустороннем нажатии отсутствует выворачивающее действие на колесо, неблагоприятно сказывающееся на работе буксового узла.

Считаю, что тепловая напряжённость фрикционной пары тормозная колодка – колесо при двустороннем торможении выше, чем при одностороннем.

В пассажирском вагоне межобластного типа применяется двустороннее нажатие колодок.

4.2 Определение допускаемой величины тормозных нажатий

4.2.1 Зависимость величины от скорости и загрузки вагона

Результаты расчётов потребной тормозной силы и допускаемой по условию безюзового торможения позволяет перейти к определению силы нажатия тормозных колодок.

,                                                     (4.1)

где   - нажатие колодки на колесо, кН;

 - число колодок, действующих на ось,  = 4 колодки;

 - допускаемая удельная тормозная сила, Н/т;

 - осевая нагрузка транспортного средства, т;

 - действительный коэффициент трения материала колодок.

У пассажирских вагонов нагрузка на ось изменяется незначительно, поэтому целесообразно установить закон изменения допускаемой силы нажатия на колодку от скорости.

,                                              (4.2)

где ,  - функции, характеризующие зависимость коэффициента трения от силы нажатия и от скорости.

,                                                (4.3)

,                                                  (4.4)

,                                           (4.5)

для композиционных колодок из теплопроводного материала ТИИР (328-303)

.

Подставим формулу (4.5) в формулу (4.1):

.

Преобразуем полученное уравнение

,                                              (4.6)

Определяем функцию , характеризующую зависимость коэффициента трения от скорости

,

Определяем

,

В результате преобразований получим уравнение

,                                             (4.7)

Выразив К из уравнения (4.7), получим квадратное уравнение типа

,                                            (4.8)

где ; ; ,

.

Определяем  для различных скоростей в диапазоне торможения от 160 до 0 км/ч

,

Определяем  для различных скоростей в диапазоне торможения от 160 до 0 км/ч

,

Величину допускаемого тормозного нажатия определяем из уравнения (4.8)

,                                      (4.9)

 кН;

принимаем  кН.. По полученным данным строим график.

Рисунок 6 – График зависимости допускаемого тормозного нажатия  от скорости

Определяем зависимость величины допускаемого тормозного нажатия от загрузки вагона при скоростях 40 км/ч и 160 км/ч.

Рассчитаем  для скорости 40 км/ч

Рассчитаем  для скорости 160 км/ч

.

Рассчитаем  для скорости 40 км/ч при различной загрузке вагона

,

Рассчитаем  для скорости 160 км/ч при различной загрузке вагона

, остальные результаты расчётов  для всего диапазона   сводим в таблицу 5.

Рассчитаем  для скорости 40 км/ч при различной загрузке вагона

, остальные результаты расчётов  сводим в таблицу 4.

Рассчитаем  для скорости 160 км/ч при различной загрузке вагона

, остальные результаты расчётов  сводим в таблицу 5.

Определяем  для скорости 40 км/ч при различной загрузке вагона

, остальные результаты расчётов  сводим в таблицу 4.

Аналогично определяем  для скорости 160 км/ч

, остальные результаты расчётов  сводим в таблицу 5.

Определяем величину допускаемого тормозного нажатия  для скорости 40 км/ч при различной загрузке вагона

 кН;

принимаем  кН., остальные результаты расчётов величины допускаемого тормозного нажатия  сводим в таблицу 4.

Определяем величину допускаемого тормозного нажатия  для скорости 160 км/ч при различной загрузке вагона

 кН;

принимаем  кН., остальные результаты расчётов величины допускаемого тормозного нажатия  сводим в таблицу 4.

По полученным данным строим график.

Рисунок 7 – График зависимости допускаемого тормозного нажатия  от загрузки вагона

Таблица 4 - Результаты расчётов величины допускаемого тормозного нажатия  для различной загрузки вагона при скорости 40 км/ч

Элементы расчёта	, т/ось
	11,750	12,150	12,550	12,950	13,350	13,775
, Н/т	1035,6	1031,5	1027,3	1024,0	1020,6	1015,6
	0,561	0,561	0,561	0,561	0,561	0,561
	49,3	50,7	52,2	53,7	55,2	56,7
	19,72	20,31	20,89	21,49	22,08	22,67
	60,28	59,69	59,11	58,51	57,92	57,33
	-986,0	-1015,4	-1044,6	-1074,4	-1104,0	-1133,6
	3633,8	3563,1	3493,8	3423,7	3354,7	3286,7
	1577,5	1624,7	1671,4	1719,1	1766,4	1813,7
	72,19	72,03	71,88	71,71	71,56	71,42
, кН	14,89	15,42	15,96	16,50	17,05	17,61

Таблица 5 - Результаты расчётов величины допускаемого тормозного