Определение величины выхода штока поршня ТЦ при торможении вагона

Рис. 3.9 Диаграмма зависимости хода поршня от давления в ТЦ вагона

3.7.1 Расчет свободного хода штока поршня тормозного цилиндра при торможении вагона

Определим влияние величины зазора ∆_С между колодкой и колесом на выход штока L_CB поршня ТЦ. Рассмотрим только головную кинематическую цепь ТРП. Ты­ловая кинематическая цепь передачи тормоза, расположенная на вагоне со стороны задней крышки ТЦ по всей структуре идентична головной и имеет обозначения соединений подвиж­ных звеньев 1–9.

Свободный ход поршня ТЦ найдем из условий перемеще­ния шарниров 1–9 и 1′–9′, собирающих элементы рычажного механизма в единые кинематические цепи. Для этого восполь­зуемся подобием треугольников, образованных в структуре механизма изначальным и конечным местоположением рычагов передачи (рис. 3.10).

Рис. 3.10 Свободный ход поршня ТЦ при торможении вагона за счет перемещения тормозных колодок до прилегания их к колесам.

Исходя из геометрических расчетов, полную величину свободного хода поршня ТЦ можно выразить:

– зазор между колодкой и колесом;

Приращение выхода штока от износа тормозных колодок определяется:

– износ тормозных колодок (по данным ВНИИЖТа):

, следовательно

– для чугунных тормозных колодок.

3.7.2 Расчет дополнительного хода штока ТЦ при торможении вагона.

После прилегания всех колодок к колесам с увеличением давления воздуха в ТЦ тормозные колодки прижимаются с большим уси­лием, а поршень цилиндра, как указывалось выше, сделает до­полнительный ход L_доп, величина которого зависит от давления воздуха в ТЦ, деформации всех элементов ТРП и ее переда­точного числа.

Под действием тормозных усилий рычаги передачи под­вергаются деформациям изгиба, а тяги и другие продольные элементы – растяжению или сжатию. Криволинейной формы затяжки или распорки рычагов испытывают эксцентричное растяжение. Деформируются также триангели и траверсы в направлении воздействующих на них усилий.

Схема для определения влияния упругих деформаций ТРП на величину хода штока поршня ТЦ в четырехосном грузовом вагоне показана на рис 3.11. Искомое приращение хода штока поршня ТЦ най­дем в указанной схеме из условий перемещений шарниров 2-11, соединяющих между собой в кинематические цепи элемен­ты рычажного механизма.

Рис. 3.11. Приращение хода поршня тормозного цилиндра от упругой деформации ТРП тормоза.

Деформации: Δ₁ – триангеля, Δ₂ – вертикального рычага тележки, Δ₃ – сжатия затяжки вертикальных ры­чагов, Δ₄ – растяжения тяги вагона, Δ₅ – изгиба горизонтального рычага тормозного цилиндра, Δ₆ – растяжения затяжки горизонтальных рычагов, I–VIII – элементы механизма тормоза вагона, 1–12 – шарнирные соединения элементов.

Для этого воспользуемся подобием треугольников, обра­зованных в структуре механизма изначальным и конечным местоположением рычагов передачи, обусловленным деформа­циями элементов ТРП.

Определим величину полного перемещения штока поршня, обусловленную возникающими деформациями и перемещениями элементов ТРП вагона.

По технологическим требованиям на проектирование ТРП вагона выход штока ТЦ от упругих деформаций не должен превышать 25% выхода штока при ПСТ или при 1-ой ступени торможения.

3.7.3 Приращение хода поршня ТЦ от сжатия возвратной пружины регулятора

Рис. 3.9 Приращение хода поршня тормозного цилиндра в зависимости от величины сжатия пружины АРП

Шток поршня ТЦ совершает дополнительный ход в процессе торможения вагона за счет сжатия возвратной пружины регулятора ТРП. На рис. 3.9 приведена расчетная схема узла ТЦ вагона для определения приращения хода его поршня от сжатия возвратной пружины 2 в регуляторе 1 при торможении.

При воздействии привода 3 на корпус автоматического регулятора 1 под действием растягивающих усилий, развиваемых штоком поршня ТЦ в процессе торможения, происходит сжатие тяговым стержнем 4 возвратной пружины 2 автоматического регулятора на величину Δ_Р=2,5 см (рис. 3.9), что обуславливает поворот головного горизонтального рычага 5 и приращения хода штока поршня ТЦ. Зависимость перемещения штока поршня ТЦ и величины сжатия D_Р возвратной пружины 2 установим на основе подобия треугольников f₁f₀ и t₁t₀, откуда следует:

,

Тогда полная величина выхода штока поршня ТЦ при торможении:

Расчетный выход штока поршня ТЦ на проектируемом вагоне составил:

Нормативный выход штока поршня ТЦ на грузовом вагоне с чугунными тормозными колодками составляет:

Из полученных данных делаем вывод: проектируемый вагон соответствует требованиям, предъявляемым к нему по выходу штока.