Расчет потребной тормозной силы. Условия остановки поезда при экстренном торможении на минимальном тормозном пути

определим удельную тормозную силу вагона, потребную для остановки поезда на тормозном пути  s.

Для упрощения расчетов приведем уравнение (1.6) к виду

                                              , где                                                           

               (1.8)

.                         (1.9)

Потребная тормозная сила, Н/т, определяется по формуле [1]

,                        (1.10)

 ;

Тогда

2 ВЫБОР ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМОЙ ТОРМОЗНОЙ СИЛЫ ПО УСЛОВИЯМ БЕЗЮЗОВОГО ТОРМОЖЕНИЯ

Грузовые вагоны  оборудуются колодочными тормозами с пневматическим  управлением.

Тормоза должны отвечать следующим требованиям:

-  должны безусловно обеспечивать необходимую безопасность движения поездов;

-  эффективность действия тормозов должна быть такой, чтобы обеспечить при экстренном торможении с максимальной скоростью  нормативную длину тормозного пути не более 1600 м;

-  вновь вводимые тормоза должны без каких-либо ограничений работать совместно с существующими;

-  конструкция тормозной системы должна обеспечивать простоту управления, удобство ремонта и технического обслуживания.

Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила не должна превышать силу сцепления, так как иначе возможно заклинивание и повреждение колесных пар. Кроме того, при юзе возрастает тормозной путь.

Условие безюзового торможения колесной пары можно записать в виде [2]

                                       (2.1)                                                          где  - реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;        

- допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;

  - статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

- коэффициент сцепления колеса и рельса;

- расчетный коэффициент запаса по сцеплению, =0.85 [2];

Значение действительного коэффициента сцепления колес с рельсами  изменяются в значительных пределах (=0.04…0.3) в зависимости от состояния и загрязненности пути, условий погоды, типа тормозной системы и т.д. Если в расчетах допускаемой тормозной силы  принимать минимальное значение коэффициента сцепления, то эффективность тормозной системы уменьшается, а при завышенных расчетных значениях может произойти заклинивание колесной пары.

Расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами определяется по формуле:

,                    (2.2)

где - скорость движения подвижного состава, м/с;

q- статическая осевая нагрузка, кН.

                                    (2.3)

T-тара вагона, Т=23 т;

P-грузоподъёмность вагона, P=76 т;

g-ускорение свободного падения, g=9,81 м/с.

.

Тогда из уравнения (2.2)

Значение функции скорости  определяем из рисунка 1[1].

Удельная тормозная сила, Н/т, допускаемая по условию сцепления, определяется по формуле

,                               (2.4)

Определим значение  для начальной скорости торможения :

 Н/т.

Для остального диапазона скоростей расчеты сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Удельная тормозная сила , допускаемая по усло- вию сцепления

v, км/ч	v, м/с			[bт], Н/т
90	25	0,55	0,0776	647
80	22,2	0,57	0,0804	670
70	19,4	0,58	0,0818	682
60	16,7	0,60	0,0846	706
50	13,9	0,62	0,0874	729

Продолжение таблицы 2.1

40	11,1	0,64	0,0902	753
30	8,3	0,67	0,0945	788
20	5,6	0,73	0,1029	858
10	2,8	0,83	0,1170	976
0	0	1	0,1410	1176

По полученным данным на рисунке 2.1 строим график зависимости допускаемой тормозной силы от скорости .

Рисунок 2.1-График зависимости допускаемой тормозной силы от

скорости

Среднее значение допускаемой удельной тормозной силы

                (2.5)

где -величина интервалов скорости, через которые определены значения

и  [b_T], м/с;

v_Н- начальная скорость торможения, м/с;

b_T0-величина допускаемой удельной тормозной силы в момент остановки поезда, Н/т;

b_Tn-то же в момент начала торможения при скорости v_Н , Н/т;

b_T1 , b_Т2-промежуточные значения удельной тормозной силы , Н/т;                                    n-число интервалов скорости.                         

 Н/т.

Сравнивая значение допускаемой тормозной силы  равной 786 Н/т и потребной тормозной силы  равной 353  Н/т и ввиду того, что допускаемая тормозная сила  больше, чем потребная , дальнейший расчет ведем по допускаемой тормозной силе.

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ

 ЧАСТИ ТОРМОЗА

3.1 Выбор схемы тормозного нажатия

На грузовом подвижном составе применяют одностороннее нажатие колодок на колесо.

Одностороннее нажатие для общесетевых условий эксплуатации грузовых вагонов считается экономически более выгодным , так как позволяет упростить конструкцию рычажной передачи и рамы тележки и уменьшить их вес и габариты .

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

В данном курсовом проекте выбираем одностороннее нажатие тормозных чугунных колодок на колесо .                                                                                                                    

3.2 Потребная величина тормозного нажатия                                                                                               

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

Суммарное нажатие колодок, приходящейся на ось колесной пары определяется по формуле

,                                  (3.1)

где        - нажатие колодки на колесо, кН;

- число колодок действующих на ось, =2;

- допускаемая удельная тормозная сила, Н/т;

- осевая нагрузка транспортного средства,

 ,                                          (3.2) 

- тара вагона, = 76 т;

P- грузоподъемность вагона, P= 23 т;

        т.          

- действительный коэффициент трения материала колодок.

Действительный коэффициент трения материала колодок определяется