Разработка и проектирование тормозной рычажной передачи 4-х осевого крытого вагона на тележках модели 18-100 (стр. 7 из 10)

где: Р_ШТ - усилие по штоку ТЦ, Н;

Р_ТЦ - расчетное давление воздуха в ТЦ,

для крытых вагонов с композиционными колодками Р_ТЦ=0,3МПа;

η_ТЦ - КПД ТЦ; η_ТЦ =0,92

Р_пр - усилие отпускной пружины ТЦ, Н;

Р_р- усилие возвратной пружины;

d_ТЦ - диаметр TЦ. мм:

Усилие отпускной пружины ТЦ:

Р_пр=Р_о+Ж_Ц*L_Ш ,где:

Р_о - усилие предварительного сжатия отпускной пружины ТЦ, Н;

Р₀ = 159 кгс;

Ж_Ц - жесткость отпускной пружины ТЦ, Ж_Ц = 6,57 кгс/см;

L_Ш- величина выхода штока TЦ, мм.

Для композиционных L_Ш =10см.

Р_{пр(комп)} =1590+6,57*100=2247 Н.

Усилие возвратной пружины авторегулятора РП, приведённое к штоку ТЦ:

где: Р_ОР - усилие предварительного сжатия возвратной пружины

Р_ОР - 1690 Н;

1_р- величина сжатия возвратной пружины 1_р= 15 мм;

n_р - передаточное число, для чугунных колодок и для композиционных n_р=0,65.

Ж_Ц - жесткость возвратной пружины ТЦ, Ж_Ц = 23,1 кгс/см

для композиционных колодок на среднем режиме ВР (Кд=15кН):

;

n – предаточное число ТРП вагона; n=5,4;

η_РП - КПД ТРП, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать η_РП, для передачи с одним TЦ крытого вагона равным 0.95.

Тогда действительная сила нажатия :

;

;

Принимаем что у композиционных тормозных колодок Кд=16кН, тогда:

Расчетное нажатие К_p, определяется по действительному К_Д на основе метода приведения, исходя из того, чтобы при принятом φкр, отличающимся от φк, тормозная сила Вт, при любом методе расчета была одинаковая, равная истинному значению, т, е.:

;

для композиционных колодок:

4.2.Определение расчётного коэффициента нажатия тормозных колодок для различной степени загрузки крытого вагона

Расчетный коэффициент нажатия тормозных колодок определяется:

для композиционных колодок среднего и груженного режимов:

;

для порожнего режима:

;

Для “П” режима 0,22 £d_p£ 0,32;

Для “С” режима 0,14 £d_p£ 0,28;

Также расчетный коэффициент силы нажатия тормозной колодки определяется в зависимости от статической нагрузки колесной пары на рельс:

m1 – число тормозных колодок одной колесной пары;

q0 - статическая нагрузка колесной пары на рельс.

Вычислим

для различных режимов загрузки вагона и сведем данные в таблицу:

При наличии АРЖ:

Давление в ТЦ достигает до 60% загрузки вагона брутто. В зависимости от загрузки на ось оно составляет:

q0, кН/ось	66,25	86,25	106,25	126,25	146,25	166,25	232,5
Ртц, МПа	0,13	0,16	0,2	0,235	0,27	0,3	0,3

Усилие на штоке определяется:

;

площадь поршня ТЦ Fтц=994

;

величина выхода штока Lшт=10 см.

;

результаты сведены в таблицу:

Таблица 1.

Ртц, МПА	Ршт,кН	К , кН	Кр , кН	q0 , кН/ось	δр
0,13	9,1	6,34	7,079	66,25	0,22
0,16	12,02	8,37	9,11	86,25	0,22
0,2	15,92	11,09	11,68	106,25	0,22
0,235	19,33	13,47	13,81	126,25	0,22
0,27	22,74	15,85	15,85	146,25	0,22
0,3	25,66	17,88	17,5	166,25	0,216
0,3	25,66	17,88	17,5	232,5	0,14

По данным таблицы 1 строим зависимость коэффициента расчетного тормозного нажатия композиционных колодок от загрузки вагона:

Из графика видно, что при наличии на вагоне АРЖ обеспеченность его тормозными средствами до 60% загрузки от веса брутто практически остается неизменной. Также при любой степени загрузки крытый вагон в полной мере обеспечен тормозами о чем свидетельствуют δр = 0,22 для поржнего и δр = 0,14 для груженного вагона.

При неисправном АРЖ:

Результаты вычислений сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Режим ВР	Ртц, МПА	Ршт,кН	К , кН	Кр , кН	q0 , кН/ось	δр
порожний	0,14	10,067	7,02	7,78	Т=66,25	0,24
					Т+30=96,25	0,16
средний	0,3	25,66	17,88	17,5	96,25	0,30
					126,25	0,27

По данным таблицы 2 строим зависимость коэффициента расчетного тормозного нажатия композиционных колодок от загрузки вагона:

Из графика видно, что обеспеченность вагона тормозными средствами по мере его загрузки существенно снижается на всех режимах.Вагон обеспечен тормозами.

Вывод: при наличии на вагоне АРЖ при любой степени загрузки крытый вагон в полной мере обеспечен тормозами о чем свидетельствуют δр = 0,22 для поржнего и δр = 0,14 для груженного вагона.

4.3. Проверка максимальной силы нажатия тормозных колодок на отсутствие юза колёсных пар

Существует условие:

Определяем усилие на штоке тормозного цилиндра при выходе штока L_шт=100 мм, для режимов ВР:

“П” – Р_тц=1,8 кгс/

,

“С” – Р_тц=3,4 кгс/

,

Определим действительную силу нажатия на тормозную колодку:

Определим величину расчётного нажатия:

Определяем тормозной расчётный коэффициент:

Расчётный коэффициент трения определяют для скоростей V=20км/ч; V=100км/ч; V=120 км/ч.

Допустимый коэффициент сцепления колёс с рельсами определяется по формуле: [y_p]=y_д*y_v,

где

При наличии на вагоне АРЖ:

Определим действительную силу нажатия на тормозную колодку:

Определим величину расчётного нажатия:

Определяем тормозной расчётный коэффициент:

Расчётный коэффициент трения определяют для скоростей V=20км/ч; V=100км/ч; V=120 км/ч.

Допустимый коэффициент сцепления колёс с рельсами определяется по формуле: [y_p]=y_д*y_v,

где

Вывод: полученные значения коэффициента сцепления колеса с рельсом меньше допускаемых. Следовательно, при торможении юза не будет. В соответствии с требованиями МПС по тормозам, величина коэффициента расчетного тормозного сжатия δ = 0,31 свидетельствует о полной обеспеченности крытого вагона тормозами и его можно эксплуатировать в грузовых поездах с максимальной скоростью движения 120 км/ч.