Определение диаметра тормозного цилиндра
Необходимый диаметр ТЦ можно получить из выражения:
, откуда ,
где: dТЦ – диаметр ТЦ, мм;
РШТ – усилие по штоку ТЦ, кН;
РПР – усилие отпускной пружины ТЦ, кН;
РР – усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку ТЦ, кН;
РТЦ – расчетное давление воздуха в ТЦ, МПа;
hТЦ – коэффициент потерь усилия (КПД) ТЦ, hТЦ = 0,98
Усилие отпускной пружины ТЦ:
,
где: РО – усилие предварительного сжатия отпускной пружины ТЦ, Н;
ЖЦ – жесткость отпускной пружины ТЦ, Н/мм;
LШ – величина выхода штока ТЦ, мм.
Для крытых вагонов максимально допустимый в эксплуатации LШ=175 мм.
При определении диаметра ТЦ целесообразно величину выхода штока принимать как максимально допускаемую, в эксплуатации при полном торможении.
Для подвижного состава промышленностью выпускаются ТЦ, в которых жесткость отпускной пружины составляет 6,29–8,7 Н/мм и усилие предварительного сжатия – 1260–1540 Н. При этом на магистральных вагонах, имеющих колодочный тормоз, устанавливаются, как правило, ТЦ с жесткостью отпускной пружины 6,29 Н/мм и усилием их предварительного сжатия 1,54 кН. Исходя из этого получим для цистерны:
Усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи (АРП), приведенное к штоку ТЦ:
,
где: РОР – усилие предварительного сжатия пружины АРП, кН;
lР – величина сжатия возвратной пружины АРП, мм;
ЖР – жесткость возвратной пружины АРП, Н/мм;
nР – передаточное число привода АРП. Для крытых вагонов с чугунными колодками nР =0,67.
Отечественные вагоны с колодочным тормозом в настоящее время оснащаются РТРП № 675М, имеющие следующие технические данные:
РОР= 1,69 кН, ЖР = 23,1 Н/мм, lр=15 мм.
Для цистерн значение давление в ТЦ, принимается равным:
РТЦ = 0,4 МПа на груженом и РТЦ = 0,28 МПа на среднем режиме ВР.
Величину РШТ можно найти из ее зависимости от нажатия тормозных колодок и передаточного числа рычажной передачи:
,
где: SК – суммарное нажатие тормозных колодок, обслуживаемых ТЦ;
n – передаточное число РП;
hРП – КПД РП. Согласно типовому расчету тормоза hПР принимают для цистерны равным – 0,95.
Допускаемая сила нажатия на тормозную колодку:
,
где: Кс – коэффициент, учитывающий возможность разгрузки колесной пары при торможении;
qо – статическая нагрузка от оси колесной пары на рельс;
ψкр – расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом;
m – число тормозных колодок колесной пары;
φк – коэффициент трения тормозной колодки.
,
где: V – скорость, км/ч;
К – значение нажатия на колодку, кН.
При построении графической зависимости ВТ=f(K) произвольно задают значения К, по которым с учетом выбранной скорости V вычисляют соответствующие значениями φк и ВТ. После этого определяют по условию сцепления колеса с рельсом возможная для реализации на практике тормозную силу [BT]=kc·qо·ψк и по ее значению из графика находят необходимую величину КП на тормозную колодку. Из полученных значений выбирают минимальную величину, исключающую возможность юза колесных пар во всем диапазоне скоростей движения вагона.
Для окончательного выбора допускаемой силы нажатия колодок делают проверку тепловой напряженности фрикционного узла колесо–колодка, так как износ трущихся материалов определяется главным образом работой сил трения. Ее выполняют косвенно по допускаемым удельным давлениям на колодки. Поэтому определяют силу нажатия Ку (кН) тормозных колодок по допускаемому удельному давлению на колодку.
,
где: [P] – допускаемое удельное давление, МПа;
FТР – площадь трения колодки, см2.
Для чугунных тормозных колодок [Р] =1,3 МПа, FТР= 305 см2.
Для окончательной корректировки величины силы нажатия колодок сравнивают полученные значения КП и Ку.
Если КП>Ку, то в качестве допускаемой силы нажатия тормозных колодок принимают К = Ку. При Кп< Ку принимают К = КП.
1. Расчетные скорости движения крытого вагона для которых построим график BT =f(К); V = 20, 60, 100 км/ч.
2. Коэффициент трения композиционных колодок
,
и тормозную силу[BТ] = m·K·φк=2К·φк. При этом число тормозных колодок колесной пары цистерны m=2 результаты сведены в таб. 2.1.
3. Осевая нагрузка
4. Коэффициент сцепления колес с рельсами
Таблица 2.1.
К, кН | φк при V - км/ч | ВТ – кН при V - км/ч | ||||
0,232 | 0,155 | 0,129 | 4,640 | 3,093 | 2,578 | |
0,183 | 0,122 | 0,102 | 7,311 | 4,874 | 4,062 | |
0,157 | 0,104 | 0,087 | 9,402 | 6,268 | 5,224 | |
0,141 | 0,094 | 0,078 | 11,246 | 7,497 | 6,248 | |
0,130 | 0,086 | 0,072 | 12,960 | 8,640 | 7,200 | |
0,122 | 0,081 | 0,068 | 14,599 | 9,732 | 8,110 | |
0,116 | 0,077 | 0,064 | 16,189 | 10,793 | 8,994 | |
0,111 | 0,074 | 0,062 | 17,747 | 11,831 | 9,859 | |
0,107 | 0,071 | 0,060 | 19,282 | 12,855 | 10,712 | |
0,104 | 0,069 | 0,058 | 20,800 | 13,867 | 11,556 | |
0,101 | 0,068 | 0,056 | 22,305 | 14,870 | 12,392 | |
- | 0,066 | 0,055 | - | 15,867 | 13,223 | |
- | 0,065 | 0,054 | - | 16,859 | 14,049 | |
- | - | 0,053 | - | - | 14,872 | |
- | - | 0,052 | - | - | 15,692 |
Функцию скорости найдем по формуле:
Сила сцепления колес с рельсами [ВС]=Кc·qо·ψк,
- коэффициент запаса по сцеплению Кc=0,85.
Таблица 2.2.
V - км/ч | f(V) | Ψк | ВС |
0,783 | 0,112 | 21,838 | |
0,627 | 0,090 | 17,479 | |
0,564 | 0,081 | 15,728 |
5. Графическая зависимость ВТ= f(K) представлена на рис. 2.2
6. Сила нажатия на тормозную колодку: К1=108 кН; K2=135 кН; К3=150 кН.
7. Сила нажатия на тормозную колодку:
Ку = 0,1·[P]·FТР ; Ky = 0,1·1,3·305 = 39,65 кН
Принимаем Kу = Kmin = 39,65 кН.
8. Допускаемая сила нажатия на колодку;
Так как Ку < КП, то K = Kу = 39,65 кН.
Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 613;