Тормозные системы вагона

Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Аннотация

Курсовой проект 39 с., 10 рис., 3 табл., 2 чертежа,7 источников

ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ ВАГОНОВ,ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ И МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ТОРМОЗА,ПАССАЖИРСКИЙ ВАГОН,

ТОРМОЗНОЙ ЦИЛИНДР

Целью данной курсового проекта является овладение теоретическими и практическими знаниями в области проектирования тормозной техники ,изучение устройства и работы тормозных систем подвижного состава.

Задачами курсового проекта являются:

- проектирование пневматической части тормоза

-проектирование механической части тормоза

-проверка обеспеченности поезда тормозными средствами

-оценка эффективности тормозной системы поезда



Введение

1. Исходные данные

2. Выбор и проектирование пневматической части тормоза

2.1 Выбор типа, схемы тормоза и пневматических приборов

2.2 Определение требуемого объема запасных резервуаров

2.3 Расчет давления в тормозных цилиндрах при торможении

3. Проектирование механической части тормоза

3.1 Определение допустимой силы нажатия тормозной колодки (накладки) из условия безъюзового торможения

3.2 Проверка действительной силы нажатия по допускаемым удельным давлениям на колодку (накладку)

3.3 Проверка действительной силы нажатия исходя из требований теплового режима

3.4 Описание устройства и действия силовой и механической части тормоза вагона, ее оценка

3.5 Определение основных параметров тормозной рычажной передачи

4. Расчет обеспеченности вагона, поезда тормозными средствами

4.1 Пересчет действительной и расчетной сил нажатия тормозных колодок

4.2 Определение расчетного коэффициента силы нажатия и оценка обеспеченности вагона тормозными средствами

4.3 Определение расчетного тормозного коэффициента поезда и оценка обеспеченности поезда тормозными средствами

5. Оценка эффективности тормозной системы поезда

5.1 Вычисление замедления и времени торможения, оценка эффективности тормозной системы поезда

5.2 Вычисление замедления и времени торможения, оценка эффективности тормозной системы поезда

Заключение

Список используемой литературы



Введение

тормоз рычажный колодка резервуар

Целью курсового проекта является разработка и проектирование тормозной рычажной передачи 4 - х осного пассажирского вагона

Автотормозная техника является одним из важнейших элементов железнодорожного транспорта, от уровня развития и состояния этой техники в значительной мере зависит провозная способность дорог и безопасность движения поездов.

Требования к уровню освоения дисциплины “Организация обеспечения безопасности движения и автоматические тормоза” предусматривают среди прочего овладение методами расчета тормозных систем, рациональной эксплуатации, технического обслуживания и ремонта тормозного оборудования, а также приобретение навыков проектирования и проведения испытаний тормозного оборудования, с использованием средств вычислительной техники, соблюдением требований обеспечения безопасности движения поездов и охраны окружающей среды.

Данный курсовой проект помогает овладеть теоретическими и практическими знаниями в области проектирования тормозной техники, изучить устройство и работу тормозных систем подвижного состава, ознакомиться с методами тормозных расчетов и основами проектирования автотормозного оборудования подвижного состава железных дорог России.

Основной целью курсового проекта является решение вопросов по выбору и проектированию тормозной системы для заданного типа подвижного состава, направленных на закрепление приобретенных знаний.



1. Исходные данные

№	Параметры	Данные
1	Тип вагона	4-осный пассажирский вагон
2	Рисунок
3	Грузоподъемность, кН	-
4	Тара, кН	480
5	Размеры плеч рычагов, мм a b f g	350 300 230 230
6	Тип привода авторегулятора	с 40
7	Тип используемых колодок	ч
8	Жесткость пружины ТЦ, 103 кН/мм	6,54
9	Усилие редварительного натяга, кН	1,56
10	Выход штока тормозного цилиндра, мм	160



2. Выбор и проектирование пневматической части тормозов

2.1 Выбор типа, схемы тормоза и пневматических приборов

Выбор схемы тормоза зависит от типа вагона. На пассажирских вагонах должно быть обязательным использование электропневматического тормоза. Электропневматический тормоз является прямодействующим неавтоматическим. Автоматичность действия тормоза пассажирского вагона обеспечивается наличием резервного автоматического непрямодействующего тормоза.

Рисунок 1 -Тормозное оборудование пассажирского вагона.

Тормозное оборудование пассажирских вагонов обеспечивает накопление и пропуск сжатого воздуха, подаваемого от локомотива, а также восприятие, реализацию и передачу (трансляцию) сигналов управления процессами торможения и отпуска, поступающих двумя путями: по тормозной магистрали или по электрической линии для электропневматического тормоза. Тормозное оборудование состоит из магистрального воздухопровода 1 диаметром 1/4", сообщенного через тройник 2 (№ 573) и разобщительный кран 3 (№ 377) подводящей трубой 4 с воздухораспределителем 5 (№ 292-001), установленным совместно с электровоздухораспределителем 6 (№ 305-000) на кронштейне задней крышки тормозного цилиндра 7.

С воздухораспределителем сообщен запасной резервуар 8 типа Р7-78 объемом 78 л, на котором установлен выпускной клапан 9 (№ 31Б). На тормозной магистрали 1 имеется не менее трех стоп-кранов 10 типа № 163 для экстренного торможения, на концах трубы установлены концевые краны 11 (№ 190 или № 4304) с соединительными рукавами 12 (№ 369А).

На пассажирских вагонах для работы электропневматического тормоза установлено кроме пневматического электрическое оборудование. В стальной трубе 13 проложены рабочий и контрольный электрические провода, которые подведены к концевым двухтрубным 14 (№ 316) и средней 15 трехтрубной (№ 317) коробкам зажимов. От последней провод в металлической трубе 16 подведен к камере электровоздухораспределителя, а от концевых коробок шланговым кабелем 17 сообщается с контактами в соединительной головке междувагонного рукава 12.

Также кроме тормозных приборов выбирают элементы воздухопровода, арматуру тормоза, которые обеспечивают соединение тормозов отдельных вагонов в единую тормозную систему (рис.2.2)

Рисунок 2 -Тормозная арматура.



Учитывая стесненные условия размещения рычажной передачи, ограничивающие круг реализуемых передаточных чисел выбираем тормозной цилиндр №188Б диаметром 356 мм.

2.2 Определение требуемого объема запасных резервуаров

В зависимости от принятого диаметра тормозного цилиндра необходимо определить объем запасного резервуара. Этот объем должен обеспечивать максимальное давление в тормозном цилиндре при экстренном или полном служебном торможении не ниже 0,38 МПа и при ходе поршня тормозного цилиндра 180 мм.

Исходя из вышеизложенных условий минимальный объем запасного резервуара в м³, приходящийся на один тормозной цилиндр, подсчитывают по формуле:

где -- диаметр тормозного цилиндра, м.

По найденному объему принимают ближайший объем запасного резервуара из стандартного ряда V_ЗР = 0,078 м³ (78 л). Тип резервуара Р7-78

Выбор объема запасного резервуара необходимо проверить исходя из свойств тормозной системы, зависящих от типа выбранного воздухораспределителя.

Качественная оценка правильности выбора воздушной части в пассажирских, истощимых, тормозах производится по величине максимально допускаемого хода поршня тормозного цилиндра,



где -- ход поршня тормозного цилиндра при торможении, мм;

-- максимально допускаемый ход поршня тормозного цилиндра, мм,

Допускаемый выход штока принимаются из инструкции по эксплуатации тормозов =160 мм.

Для выполнения качественной оценки выбора воздушной части тормоза используется закон Бойля-Мариотта: “При постоянной температуре Т произведение абсолютного давления р на его удельный V объем есть величина постоянная”, т.е.

(3)

На основании закона Бойля-Мариотта состояние сжатого воздуха в запасных резервуарах и тормозных цилиндрах тормозной системы (объемом отводов, камер и каналов воздухораспределителя, посредством которых при торможении сообщаются запасной резервуар и тормозные цилиндры, пренебрегают) до торможения и при торможении выражается следующим уравнением:

(4)

где р₃ - максимальное зарядное давление, МПа;

V_ЗР - объем запасного резервуара, см³;

Р_БАР - барометрическое (атмосферное) давление, Р_БАР = 0,1 МПа;

V₀ - объем тормозного цилиндра до торможения ( вредный объем), см³;

m_ТЦ - количество тормозных цилиндров вагона;

V_ЗР - объем запасного резервуара, см³;

P_ТЦ(MAX) - максимальное расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре;

d_ТЦ - диаметр тормозного цилиндра, см;

I_ШТ - выход штока поршня тормозного цилиндра при торможении.

Таким образом, для оценки правильности выбора воздушной части пассажирского вагона необходимо решить уравнение (4) относительно и проверить его величину.

(5)

Для определения выхода штока тормозного цилиндра пассажирского вагона следует учитывать, что давления в запасном резервуаре и тормозном цилиндре при полном служебном или экстренном торможении выравниваются.

Из этого следует, что выбор воздушной части пассажирского вагона был выполнен верно, т.к. выполняется неравенство 116,2 мм<160 мм.

2.3 Расчет давления в тормозных цилиндрах при торможении

При пневматическом торможении воздухораспределитель усл. № 292-001 наполняет тормозной цилиндр в зависимости от величины снижения давления в тормозной магистрали. При этом давление в тормозном цилиндре зависит и от величины выхода его штока.

В процессе полного служебного и экстренного торможения происходит выравнивание давлений в запасном резервуаре и тормозном цилиндре. Если принять силу трения рабочих органов воздухораспределителя равной нулю и процесс перетекания воздуха считать изотермическим, то величина абсолютного давления в тормозном цилиндре, из уравнения (2.2.4) с учетом того, что выход штока максимально допускаемый, определяется по формуле:

При полном торможении , в этом случае

При ступени торможения давление в тормозном цилиндре определяется разрядкой тормозной магистрали, когда

где -- снижение давления в запасном резервуаре при торможении, МПа;

-- снижение давления в тормозной магистрали при торможении, МПа.

Следовательно, величина давления в тормозном цилиндре при ступени торможения определяется из выражения:

где снижение магистрального давления;

- при снижении давления на 0,04 МПа

- при снижении давления на 0,06 МПа

- при снижении давления на 0,08 МПа

- при снижении давления на 0,1 МПа

Аналогичным способом рассчитываем давление в тормозном цилиндре при остальных ступенях торможения. Результаты заносим в таблицу 1.

Таблица 1-Расчет давлений в тормозном цилиндре при воздухораспределителе № 292

Разрядка тормозной магистрали (МПа)	0.04	0.06	0.08	0.1	Полное служебное торможение, МПА
Давление в тормозном цилиндре (МПа)	0.19	0.27	0.35	0.45	0.5

Также построим график зависимости величины давления в тормозном цилиндре от изменения магистрального давления.



Рисунок 3- График зависимости величины давления в тормозном цилиндре от изменения магистрального давления.

Срабатывание электровоздухораспределителя условный №305-000 при торможении обеспечивает наполнение рабочей камеры в течение всего времени, пока возбуждены обмотки тормозного и отпускного вентилей. Одновременно электровоздухораспределитель поддерживает в тормозном цилиндре давление рабочей камеры, восполняя утечки, если торможение осуществляется без разрядки магистрали.

Расход воздуха из запасного резервуара в рабочую камеру зависит от соотношения p_РК / p_ЗР, где p_РК - абсолютное давление в рабочей камере, МПа.

В случае критического истечения (p_РК / p_ЗР = 0,53) и сверхкритического (p_РК / p_ЗР < 0,53) величина расхода остается постоянной, равной расходу при критическом истечении, поэтому давление p_РК будет возрастать пропорционально времени возбуждения катушки t. В области докритического истечения, когда p_РК / p_ЗР > 0,53, изменение p_РК носит нелинейный характер.

Время возбуждения катушки тормозного вентиля, необходимое для получения в рабочей камере критического давления,



(10)

где - объем рабочей камеры, м³;

- коэффициент расхода воздуха, принять 0,5-0,6;

f- площадь сечения отверстия в седле тормозного клапана (его диаметр составляет 1,8 мм), м².

Т- абсолютная температура воздуха, К;

-- критическое давление в рабочей камере, МПа;

-- барометрическое (атмосферное) давление, = 0,1 МПа;

Время возбуждения катушки тормозного вентиля для получения полного служебного торможения равно:

(11)

где - время наполнения рабочей камеры от критического давления до давления, соответствующего полному служебному торможению .

(12)

Подставляя в формулы (2.2.6) и (2.2.7) числовые значения получим следующие выражения:

(13)



3. Проектирование механической части тормоза

3.1 Определение допустимой силы нажатия тормозной колодки из условия безъюзового торможения

Для создания эффективной тормозной системы сила нажатия тормозной колодки на колесо должна обеспечивать реализацию максимальной силы сцепления колеса с рельсом и вместе с тем исключать возможность появления юза при торможении. Это положение в колодочном тормозе выполняется при граничных условиях, соответствующих сухим и чистым рельсам, и выражается условием безъюзового торможения:

(17)

где расчетная сила нажатия тормозной колодки;

число тормозных колодок на вагоне;

сила тяжести порожнего вагона;

сила тяжести груза;

минимально допускаемая по условиям безопасности движения величина коэффициента нажатия.

Таким образом необходимо найти допустимый расчетный коэффициент силы нажатия, но прежде определить расчетный коэффициент трения колодки о колесо и расчетный коэффициент сцепления.

Расчетный коэффициент трения колодки о колесо определим по формуле:

, (18)

где: - скорость движения в м/с.

Значения расчетного коэффициента сцепления рассчитывают пользуясь типовым расчетом тормоза вагонов, согласно которому рекомендуется определять этот параметр произведением двух составляющих:

(19)

где составляющая осевой нагрузки;

составляющая скорости.

Составляющая осевой нагрузки определяется по формуле:

(20)

где -- осевая нагрузка, кН.

Составляющая скорости определяется по формуле:

, (21)

Предельную расчетную силу нажатия на колодку вагона следует определять по формуле (3.1.1) , выражая эту силу из допускаемого коэффициента нажатия. Минимально допускаемое значение коэффициента тормозных колодок [ _p]=0,86

, (23)

Максимально допускаемое действительное нажатие на колодку можно выразить из формулы:

Получим следующее квадратное уравнение:

3,55k²+15,6k-258=0;

D=15,6²-4·3,55·(-258)=3906,96;

k=

Определенное таким образом, значение действительной силы нажатия на колодку является рациональным, максимально допускаемым по условию безъюзового торможения.

Однако, прежде чем использовать это значение в дальнейших расчетах его необходимо проверить по допускаемым удельным давлениям на колодку и исходя из требований теплового режима.

3.2 Проверка действительной силы нажатия по допускаемым удельным давлениям на колодку

Величина действительной силы нажатия колодок k должна проверяться по допускаемому удельному давлению:

, (22)

где F_тр - площадь трения колодки, принимается для композиционных колодок равной 305 см²;

[q]- допускаемое удельное давление колодки на колесо, для композиционных колодок 1,3 МПа.

Расчетное удельное давление на колодку не превышает допускаемое 0,21<1,3 МПа, что говорит о том расчет действительной силы нажатия выполнено верно.

3.3 Проверка действительной силы нажатия исходя из требований теплового режима

В настоящий момент, при определении допускаемого нажатия тормозной колодки исходя из требований теплового режима, руководствуются предельно допускаемой мощностью тепловыделений на колодке. Эта проверка осуществляется согласно пункту 9.9 норм расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов. Максимальное значение мощности, приходящейся на одну колодку при экстренном торможении определяется по формуле:

, (23)

где q₀- проектная осевая нагрузка вагона, кН;

х₀- начальная скорость торможения, м/с;

S_т- расчетный тормозной путь вагона в составе поезда на площадке, м;

m- число колодок, воздействующих на колесную пару;

g = 9,81 м/с²- ускорение свободного падения;

[N]- предельно допускаемая мощность, приходящаяся на одну колодку при экстренном торможении.

Величину [N] рекомендуется принимать 40 кВт для чугунных тормозных колодок.

Однако для того, чтобы определить вышеуказанный параметр и сравнить его с допускаемой величиной требуется рассчитать тормозной путь в зависимости от проверяемой, величины допускаемого действительного нажатия на колодку, вернее коэффициента расчетного нажатия, ему соответствующего. Тормозной путь вагона рассчитать согласно пункту 9.11 норм на площадке, что означает принимать нулевое значение уклона пути.

Полный расчетный тормозной путь вагона в составе поезда при экстренном торможении на площадке определяется по формуле:

(24)

где - подготовительный (предтормозной) путь;

- действительный тормозной путь.

Подготовительный путь определяется по формуле:

(25)

где - скорость движения в начале торможения, м/с;

- время подготовки тормозов к действию, сек.

Время подготовки тормозов (в сек.) принимается для пассажирских составов длиной до 20 вагонов при электропневматических тормозах с.

Действительный тормозной путь определяется по формуле:

(26)

где - число интервалов скоростей;

,-начальная и конечная скорости в принятом интервале скоростей, м/c;

,- удельная тормозная сила и основное удельное сопротивление движению вагона при средней скорости интервала , H/кH.

Удельная тормозная сила вагона определяется по формуле:

(27)

Основное удельное сопротивление движению вагона при средней скорости интервала ,

(28)

Действительный тормозной путь равен:

Полный тормозной путь равен:

Возвращаясь к формуле (3.3.1) вычислим максимальное значение мощности, приходящейся на одну колодку при экстренном торможении:

Вычисленное значение мощности, приходящейся на одну колодку оказалось меньше допускаемого значения 37,5 < 40, что еще раз свидетельствует о правильности вычисления действительного нажатия и коэффициента расчетного нажатия.

3.4 Описание устройства и действия силовой и механической части тормоза вагона и ее оценка

Силовая и механическая часть тормоза подвижной единицы состоит из тормозных цилиндров, привода ручного тормоза, тормозной рычажной передачи и фрикционных узлов.

Особенностью рычажных передач пассажирских вагонов (рис. 3.6) является то, что в отличие от грузовых, они обеспечивают двухстороннее нажатие тормозных колодок; вместо одного имеют два ряда вертикальных рычагов 1, расположенных с внутренней стороны колесных пар, и оборудованы ручным приводом тормоза 2.

Рисунок 4 - Рычажная тормозная передача пассажирских вагонов.

Так как на пассажирских вагонах рычажная передача размещена на подрессорной части и тормозные колодки 3 могут перемещаться от воздействия вертикальных колебаний относительно поверхности колес, то они установлены в поворотных башмаках 4, насаженных на цилиндрические цапфы траверс 5. Подвески 6 верхним концом устанавливаются в кронштейн 7 рамы тележки 8 на валиках 9, закрепленных шайбами и шплинтами. Тормозные колодки удерживаются на необходимом расстоянии от поверхности катания колес при отпущенном тормозе фиксирующими устройствами.

Усилие от тормозного цилиндра 10 передается через автоматический регулятор 11, муфту 23 и балансир 13, промежуточные тяги 14, серьги 15, траверсы 5 на тормозные башмаки 4 и колодки 3. Вертикальные рычаги 1 и затяжки 16 поддерживаются серьгами 15, шарнирно установленными на раме тележки.

Привод ручного тормоза состоит из штурвала 17, конических шестерен 18, рычагов 19,20 и тяг 21, передающих усилие, развиваемое вручную, на горизонтальный рычаг 22. За счет овальной прорези в головке тяги, связанной с этим рычагом, он может свободно перемещаться при действии автоматического тормоза.

К основным неисправностям рычажных передач пассажирских вагонов относятся: трещины, изгибы и изломы траверс башмаков, тяг, подвесок, нарушения креплений шарнирных соединений, поворот башмака на 180°, отсутствие шплинта над головкой чеки крепления тормозной колодки, отрыв пружины оттягивающего устройства башмака ряд и других, требующих своевременного выявления и устранения.

Основными деталями ТРП пассажирских вагонов являются (рис. 3.7): траверсы 1(балки), подвески 2, поворотные башмаки 3, тормозные колодки 4, а также рычаги, тяги, балансиры и серьги.



Рисунок 5- Детали тормозной рычажной передачи передачи пассажирских вагонов.

Траверса 1 выполнена в виде пустотелой сварной балки, на обоих концах которой имеются цилиндрические цапфы 5 для установки поворотных башмаков 3 из стального литья, закрепляемых шайбами 6 и шплинтами 7. Подвески 2 верхним концом устанавливаются в планки 8 кронштейнов рамы тележки с помощью валиков, закрепленных шайбами и шплинтами. Между планками 8 и подвеской устанавливаются резиновые шайбы 9, предназначенные для амортизации и предохраняющие от излома узел крепления при боковых отклонениях траверсы с тормозными колодками.

Для удержания башмака 3 с тормозной колодкой 4 на определенном расстоянии от поверхности колеса предусмотрены фиксирующие устройства из пружины 10, поводка 11, пальца 12, гаек 13 и шплинтов 14. Тормозная колодка 4 крепится в башмаке 3, посаженном на втулке 16, закрепленном с помощью чеки 15, зафиксированной шплинтом 14, и может перемещаться по отношению к колесу при вертикальных колебаниях подрессоренной рамы тележки.



3.5 Определение основных параметров тормозной рычажной передачи

Все типы рычажных передач характеризуются двумя основами параметрами передаточным числом и коэффициентом полезного действия.

Передаточное число - это безразмерная величина, показывающая, какой выигрыш в силе обеспечивает рычажная передача вагона от усилия, развиваемого на штоке поршня тормозного цилиндра, на тормозные колодки.

Имея выбранный диаметр тормозного цилиндра d можно при проектировании ТРП определить ориентировочную величину ее передаточного числа n. Это необходимо выполнить для последующего расчета размеров элементов ТРП.

(29)

где - суммарное проектное нажатие тормозных колодок, подключенных к тормозному цилиндру;

з_РП - КПД тормозной рычажной передачи, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать з_РП, (для передачи с одним тормозным цилиндром пассажирского вагона равным 0.9).

Усилие на штоке тормозного цилиндра определяют по зависимости:

(30)

где Р_ШТ - усилие по штоку тормозного цилиндра, Н;

Р_ТЦ - расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре, для пассажирских вагонов с чугунными колодками Р_ТЦ = 0,4МПа.

з_ТЦ - КПД тормозного цилиндра; з_ТЦ =0,9

Р_пр - усилие отпускной пружины тормозного цилиндра, Н;

Р_р - усилие возвратной пружины;

Усилие отпускной пружины тормозного цилиндра:

Р_пр=Р_о+С_Ц•L_Ш (31)

где Р_о - усилие предварительного сжатия отпускной пружины тормозного цилиндра, Н; Р₀ = 159 кгс;

С_Ц - жесткость отпускной пружины ТЦ, С_Ц = 6,54 кгс/см;

L_Ш- величина выхода штока тормозного цилиндра, мм.

для чугунных колодок L_Ш= 12,5см

Р_пр=1590+6,54•125 =2244 Н

Усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведённое к штоку тормозного цилиндра:

(32)

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 n_р=0,65.

С_р - жесткость возвратной пружины тормозного цилиндра, С_р = 23,1 кгс/см

Применяя формулу (3.5.1) определим усилие на штоке тормозного цилиндра

И соответственно передаточное число

При выводе передаточного числа с учетом размеров плеч построим схему заданной тормозной рычажной передачи:

Рисунок 6 - Расчетная схема тормозной рычажной передачи пассажирского вагона.

Передаточное число рычажной передачи подсчитывается произведением отношений длин ведущих плеч рычагов к ведомым. При этом необходимо учитывать условия работы рычага.

Ведущее плечо рычага - это расстояние от точки приложения силы к рычагу до точки поворота рычага.

Ведомое плечо рычага - это расстояние от точки поворота рычага до точки, в которой через рычаг передается усилие.

Существуют рычаги двух родов. Для рычага первого рода(рис.3.9,а) это отношение составляет а/б, а для рычага второго рода (рис.3.9,б) - (в+г)/г.



Рисунок 7- Рычаги первого и второго рода.

В симметричной тормозной рычажной передаче пассажирского вагона при передаче усилия со штока тормозного цилиндра на колодку участвуют горизонтальный рычаг (рычаг первого рода) и вертикальный рычаг (рычаг второго рода). Тогда для 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой, 5-ой, 6-ой, 7-ой и 8-ой колодок по рисунку 3.8 можем записать следующее:

Общее передаточное число рычажной передачи равно сумме передаточных чисел, подсчитанных для каждой колодки, т.е.:

(33)



Соответственно видим, что расчетное передаточное число незначительно отличается от выведенного, разница составляет 1,5%.



4. Проверка обеспеченности поезда тормозными средствами

4.1 Пересчет действительной и расчетной сил нажатия тормозных колодок

Поскольку по требуемому диаметру тормозного цилиндра был выбран тормозной цилиндр с ближайшим, из стандартных, диаметром то для него необходимо пересчитать обеспечиваемое действительное нажатие на колодку и все необходимые для этого параметры, а также пересчитать расчетное нажатие на колодку.

Действительная сила нажатия на одну колодку определяется по формуле:

, (34)

где m- число тормозных колодок вагона, на которое действует усилие от одного тормозного цилиндра;

d_ц- диаметр тормозного цилиндра;

p_ц- расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре, принимается для соответствующего режима торможения минимальное - при определении эффективности тормоза и максимальное - при возможности юза.

з_ц- коэффициент полезного действия тормозного цилиндра, рекомендуется принимать з_ц = 0,98;

F₁- усилие сжатия внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра;

F₂- усилие сжатия наружной отпускной пружины, приведенное к штоку тормозного цилиндра;

F₃- усилие пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра;

n- передаточное число рычажной передачи;

з_ц- коэффициент полезного действия рычажной передачи, рекомендуется принимать для передачи с одним тормозным цилиндром 4-х осного пассажирского вагона з_п = 0,90,

Усилия пружин определяются по формулам:

-внутренней пружины тормозного цилиндра:

, (35)

-наружной пружины тормозного цилиндра, приведенное к его штоку:

, (36)

-пружины авторегулятора, приведенное к штоку тормозного цилиндра:

(37)

Обозначения в формулах (4.1.2) - (4.1.4):

P_ц, P_н, P_р - соответственно усилия предварительного сжатия внутренней и наружной пружины тормозного цилиндра и пружины авторегулятора;

Ж_ц, Ж_н, Ж_р- жесткости соответствующих пружин;

l_шт- расчетный выход штока тормозного цилиндра;

a_пр и a_шт- расстояние от мертвой точки соответственно до наружной пружины и штока тормозного цилиндра;

l_р- величина сжатия пружин авторегулятора при торможении;

n_р- передаточное число привода авторегулятора.



Подставив численные значения получим следующее:

Значит действительная сила нажатия на одну колодку равна

Расчетная сила нажатия на тормозную колодку определяется по формуле:

для композиционных колодок:

(38)

4.2 Определение расчетного коэффициента нажатия

Расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок д_p, определяется по формуле:



(39)

Величина расчетного коэффициента силы нажатия тормозных колодок д_p оказалась больше допускаемого значит вагон в достаточной мере обеспечен тормозными средствами.

4.3 Определение расчетного тормозного коэффициента поезда и оценка обеспеченности поезда тормозными средствами

Прежде необходимо определить суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда с учетом локомотива:

(40)

где - расчетное нажатие на одну ось вагона (локомотива);

- количество автотормозных осей вагона (локомотива);

- количество вагонов (локомотивов) по типу и осности.

Расчетный тормозной коэффициент поезда характеризует степень обеспеченности поезда тормозными средствами. Отношение расчетного нажатия тормозных колодок к весу поезда называют расчетным тормозным коэффициентом поезда:



(41)

где - вес локомотива;

Q - вес поезда;

Обеспеченность поезда тормозными средствами на практике оценивается величиной 1000, т.е. 93тс. Эта величина больше той, которая указана в инструкции по эксплуатации тормозного оборудования для пассажирских поездов 80тс, значит поезд в достаточной мере обеспечен тормозными средствами.



5. Оценка эффективности тормозной системы поезда

5.1 Определение длины тормозного пути и его оценка

По расчётному тормозному коэффициенту вычисляем полный тормозной путь на участке с руководящим уклоном -6% , при начальной скорости торможения 130 км/ч.

Тормозной путь определяется, как сумма подготовительного тормозного пути Sн и действительного пути торможения Sд:

Sт=Sн+Sд; (42)

(43)

где Vн - начальная скорость торможения, км/ч;

tн - время подготовки тормозов к действию, с;

(44)

где bt - удельная тормозная сила экипажа,

(45)

где - расчётный коэффициент трения тормозной колодки;

р - расчётный коэффициент нажатия;

Действительный путь торможения Sд определяется по формуле:



(46)

где Vк - конечная скорость торможения в расчётном интервале, принимаем Vк через 10 км/ч;

=120 - замедление экипажа при действии силы 1кг/т, км/ч2;

о - основное удельное сопротивление движению экипажа, кг/т;

Результаты расчёта сводим в табл.5.1.

Таблица 2 - Результаты расчетов

130	125	0,244	78,35	9,72	8,56	348	976	165	1324
120	115	0,248	78,76	8,56	8,59	316	828	148	1144
110	105	0,252	79,12	7,47	8,63	282	705	131	987
100	95	0,257	79,67	6,4	8,67	253	595	116	848
90	85	0,262	81,22	5,57	8,7	227	479	103	706
80	75	0,267	82,77	4,78	8,72	202	376	91	578
70	65	0,273	84,63	4,1	8,75	177	285	78	462
60	55	0,28	86,8	3,4	8,78	152	207	65	359
50	45	0,288	89,28	2,85	8,82	127	142	53	269
40	35	0,297	92,07	2,36	8,85	102	89	40	191
30	25	0,308	95,48	1,95	8,92	77	49	28	126
20	15	0,322	99,82	1,6	8,94	51	21	16	72
10	5	0,339	105	1,34	8,99	26	5	5	31

Построим график



Рисунок 8-График зависимости

5.2 Определение величины замедления и времени полного торможения

Замедление и время полного торможения определяются по формулам:

(47)

время торможения вагона:

(48)

Полученные данные для разных скоростей сведем в таблицу 5.2.

Таблица 3 - Результаты расчетов

							t
130-120	125	165	0,823	3,391	8,6	36,742	45,342
120-110	115	148	0,829	3,36	8,62	34,806	43,426
110-100	105	1311	0,836	3,331	8,64	32,867	41,507
100-90	95	116	0,843	3,3	8,67	30,669	39,72
90-80	85	103	0,85	3,268	8,7	27,369	36,44
80-70	75	91	0,856	3,245	8,72	24,1	33,19
70-60	65	78	0,867	3,2	8,75	20,86	30
60-50	55	65	0,882	3,15	8,78	17,66	26,8
50-40	45	53	0,9	3,086	8,82	14,5	23,66
40-30	35	40	0,927	3	8,85	11,42	20,6
30-20	25	28	0,946	2,94	8,92	8,42	17,63
20-10	15	16	0,989	2,81	8,94	5,48	14,72
10	5	5	1,04	2,67	8,99	2,67	11,95

Построим графические зависимости величины замедления и полного времени торможения

Рисунок 9- График зависимости



Рисунок 10- График зависимости

Величина среднего замедления не должна быть более 2 м\с, а время торможения для пассажирского поезда 60 с. Полученные данные соответствуют указанным условиям.



Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был произведен расчет автотормозного оборудования 4-осного пассажирского вагона с исходными техническими параметрами:

1. Тара -480 кН;

2. Размеры плеч рычагов:

a-350мм;

b-300мм ;

f-230мм;

g-230мм;;

3. Тип привода авторегулятора- С 40;

4. Тип используемых колодок-Ч;

5. Жесткость пружины ТЦ-кН/мм;

6. Усилие предварительного натяга- 1,56 кН;

7. Выход штока тормозного цилиндра-160 мм;

Проведенные расчеты показали, что четырехосный пассажирский вагон проходит все критерии надежности и безопасности на железнодорожном транспорте, что следует из выводов пунктов расчетов.

Для повышения уровня безопасности движения поездов требуется предельное внимание к содержанию технических средств, соблюдение установленных технологических процессов, выполнение руководителями всех уровней должностных нормативов.



Список используемой литературы

1. Автотормоза вагонов: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов 4 курса очной и 5 курса заочной форм обучения специальности 1903302.65 Вагоны / Ю. А. Мороз. - Чита: ЗабИЖТ, 2009. - 29 с.

2. Иноземцев, В. Г. Автоматические тормоза / В. Г. Иноземцев, В. М. Казаринов, В. Ф. Ясенцев. - М.: Транспорт, 1981. - 464 с.2. Нормы расчета проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог СССР колеи 1520 мм.- М., 1983. - 260 с.

3. Инструкцию по эксплуатации тормозов подвижного составажелезных дорог номер ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277.-М.:Транспорт-Трансинфо

4. Инструкция по сигнализации тормозов на железных дорогах РФ номер ЦРБ/176

5. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М., Транспорт, 1985. - 287 с.

6.Типовой расчет тормоза грузовых и рефрежераторных вагонов ВНИИЖТ МПС России. - М., 1995

7.Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник / В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.Н. Ефремов и др. - М.: Транспорт, 1989. - 487 с.

Размещено на Allbest.ru