DataLife Engine > Версия для печати > Автоматичні гальма рухомого складу

Введення

Гальмо залізничного рухомого складуявляє собою комплекс пристроїв, що створюють штучне опірруху поїзда при регулюванні його швидкості або зупинки.

кочення сталевих коліс по сталевих рейкаххарактеризується порівняно низькими (у порівнянні, наприклад, з коченнямавтомобільного колеса по дорожньому покриттю) коефіцієнтами зчеплення, величинаяких змінюється в залежності від стану та забрудненості шляху.Технічні характеристики гальмівних пристроїв, які, як правило,використовують властивість зчеплення коліс з рейками, повинні, з одного боку,відповідати вимогам безпеки руху і забезпечувати встановленівеличини гальмівних шляхів, з іншого боку, гальмування має відбуватися безперевищення гальмівної сили над силою зчеплення коліс з рейками, так як вІнакше відбувається пошкодження коліс. Залізничні гальма, що використовуютьповерхню катання коліс як фрикційне, не повинні істотно скорочувати термінслужби коліс і самі повинні володіти високою зносостійкістю і незалежністюхарактеристик від кліматичних умов.

Специфіка експлуатації залізниць Росії -їх велика протяжність, звернення рухомого складу в малонаселенихобластях зі складними кліматичними умовами - вимагає максимальноїнадійності, довговічності гальмівного обладнання при можливо мінімальнихвитратах висококваліфікованої праці на його обслуговування і ремонт.

Успішному вирішенню цих завдань сприяєзастосування композиційних гальмівних колодок, що мають значно більший термінслужби, ніж чавунні колодки, та автоматичних регуляторів гальмової важільноїпередачі, які практично виключають необхідність в трудомістких ручнихопераціях регулювання. У повітророзподільників замість металевихпритираються деталей використовуються гумові ущільнювачі, що володіють високимитехнічними властивостями при мінімальних витратах на ремонт, який граничноспрощений і полягає практично в заміні і змащенні.

1 Розрахунок колодкового гальма 4-хосного рефрижераторного вагона

Розрахунок колодкового гальма включає в себевизначення допустимого натискання гальмівної колодки, висновок формули передавальногочисла важільною гальмової передачі, визначення діаметру гальмівного циліндра, вибірповітряної частини гальмівної системи, визначення подачі (продуктивності)компресора і об'єму головних резервуарів.

1.1 Визначення допустимого натискання гальмівної колодки

Для створення ефективної гальмівної системи силанатискання гальмівної колодки на колесо повинна забезпечувати реалізацію максимальноїсили зчеплення колеса з рейкою і разом з тим виключати можливість появиюза при гальмуванні. Це положення в колодкового гальма виконується приграничних умовах, відповідних сухим і чистим рейках, і аналітичновиражаються рівнянням:

(1.1)

де К - допустима сила натискання колодки наколесо, кН;

П† до - дійсний коефіцієнттертя гальмівної колодки об колесо;

0,85 - коефіцієнт, що враховує розвантаженнязадній колісної пари;

ОЁ до - коефіцієнт зчепленняколеса з рейкою при гальмуванні;

Р до - статичне навантаження на колесо,віднесена до однієї гальмівної колодкою, кН.

(1.2)

де Р у - обліковий вага вагона, тс;

z -число колісних пар (гальмових осей) вагона;

m до = 2 - кількість гальмовихколодок або їх секцій, що припадають на одне колесо;

g =9,81 в‰€ 10 м/с 2 - прискорення вільного падіння.

Підставляючи в формулу значення коефіцієнта тертя,отримаємо для чавунних колодок:

, (1.3)

де V = 7 км/год - розрахункова швидкість руху екіпажу принедопущення юза, км/год (таблиця 3).

Після перетворень рівняння прийме вигляд:

Навантаження від колісної пари на рейкивизначається з виразу:

(1.5)

Для значення q 0 = 210 кН методом інтерполяції виходячи з таблиці 3 дляшвидкості недопущення юза 7 км/год знаходимо:

Підставляючи в рівняння значення, отримаємо:

Отриману допустиму силу натиснення гальмівноїколодки перевіряємо виходячи з вимог теплового режиму тертьових пар, повисловом:

(1.6)

де Fк - номінальна площа тертя гальмівної колодки, см 2 ,

Fк= 305см 2 ;

[О”Руд] - допустиме питомий тиск на гальмівну колодку,Н/см 2 , [О”Руд] = 130.

Приймаємо До доп = 27,575 кН.

1.2 Висновок формули і визначенняпередавального числа важільною гальмової передачі

Передаточне число важільною гальмової передачі(ПЧРТП) - безрозмірна величина. Визначається як відношення теоретичної сумисил натиснення гальмівних колодок, що приводяться в дію від одного гальмівногоциліндра, до зусиллю на його на штоку. ПЧРТП показуємо, у скільки разів за допомогоюважелів гальмівної передачі збільшується сила, що розвивається штоком поршнягальмівного циліндра.

При виведенні формули ПЧРТП використовується розрахунковасхема важільної передачі, що перебуває в стані рівноваги, в якій післягальмування всі важелі займають перпендикулярне положення щодо тяг.Тому необхідно відповідно викреслювати в масштабі задану схемуважільної передачі, на якій показати діючі сили і розміри плечей важелів.Крім того, схему слід доповнити технічною характеристикою (допустима,дійсна, розрахункова сили натискання гальмівної колодки, діаметр гальмівногоциліндра, тиск повітря в гальмовому циліндрі, розрахунковий коефіцієнт натисканнягальмівних колодок).

ПЧРТП визначається зі співвідношення довжин плечейпровідних і ведених важелів. Важелі, які застосовуються для передачі зусилля в важільнихпередачах, бувають першого і другого роду. Провідним є плече від осіобертання важеля до місця прикладання сили. Веденим називається плече від осіобертання важеля до місця передачі зусилля. При цьому розглядають передачузусилля зі штока гальмівного циліндра через елементи важільної передачі нагальмівні колодки, використовуючи рівняння статики, тобто рівності моменту силщодо того чи іншого шарніра важеля передачі.

На підставі рівності моментів силщодо того чи іншого шарніра запишемо:

Для 1-ї колодки:

;

Напрям сили утворює кут О± знапрямком радіуса, що проходить через центр колеса і середину гальмівноїколодки, тобто з напрямком нормального руху колодки. Величина силинатискання на першу гальмівну колодку:

Для 2-ї колодки:

;

для 3-ої колодки:

;

Для 4-й колодки:

;

де - коефіцієнт силових втратважільної передачі. Приймаємо

;

- передавальне число до першоїгальмівної колодки;

- кут підвісу колодки, cos = 0,9848

За викладеною вище методикою визначаютьпередавальне число для кожної окремої колодки. Необхідно переконатися в тому,що передавальні числа для кожної гальмівної колодки в одній важільної передачіоднакові.

Тоді ПЧРТП в...изначають так:

де m - число колодок важільною гальмової передачі, діючихвід одного гальмівного циліндра.

1.3 Визначення діаметра гальмівного циліндра

Діаметр гальмівного циліндра знаходять звідомій залежності, що зв'язує необхідне на штоку гальмівне зусилля ззусиллям, чинним на поршень при наповненні гальмівного циліндра стисненимповітрям:

звідки

де Ршт - зусилля, що розвивається по штоку поршнягальмівного циліндра за умови без'юзового гальмування, Н;

РТЦ - тиск повітря в гальмовому циліндрі,МПа;

Р 0 - зусилля попереднього затягуваннявідпускної пружини гальмівного циліндра, Н (таблиця 6);

Lдоп- Максимально допустимий хід поршня гальмівного циліндра, см (таблиця 6);

ЖПР - жорсткість відпускної пружини, Н/см(Таблиця 6);

О· тц = 0,98 - ККДгальмівного циліндра (втрати на тертя).

Зусилля, що розвивається по штоку поршня гальмівногоциліндра за умови без'юзового гальмування:

де К доп - допустиме натискання нагальмівну колодку вагона, Н.

За отриманою за формулою величиною діаметрагальмівного циліндра вибираємо найближчий більший стандартний циліндр.

Після вибору стандартного діаметра гальмівногоциліндра необхідно перерахувати зусилля, що розвивається по штоку поршня гальмівногоциліндра Р шт :

1.4 Вибір повітряної частинигальмівної системи

В повітряну частину вагона входятьповітророзподільник, запасний резервуар, повітропровід з арматурою та іншіприлади.

При розробці повітряної частини гальмівноїсистеми вагона попередньо вибирають тип повітророзподільника. Типповітророзподільника вибирають, виходячи з часу наповнення гальмівногоциліндра стисненим повітрям до 90% його максимального тиску. Для вантажногогальма цей час не повинно перевищувати 25с. Така величина наповнення гальмівногоциліндра у вантажному гальмі забезпечується повітророзподільником ум. № 483,ум. № 483М.

Потім вибирається запасний резервуар, обсягякого повинен забезпечувати максимальний тиск в гальмовому циліндрі приекстреному або повному службовому гальмуванні не нижче 0,38 МПа і при ході поршнягальмівного циліндра 180 мм. Мінімальний обсяг запасного резервуара в см 3 ,припадає на один гальмівний циліндр, визначається:

(1.18)

де - площа поршня гальмівногоциліндра, см 2 .

Приймаємо найближчий більший стандартнийзапасний резервуар:

1.5 Визначення подачі(Продуктивності) компресора і об'єму головних резервуарів

Харчування гальмівної мережі поїзда і різнихдопоміжних пневматичних механізмів локомотива стисненим повітрямзабезпечується постійним джерелом стисненого повітря - компресором, якийвстановлюється на кожному локомотиві.

Компресорна установка локомотива повинназабезпечувати потребу поїзда в стислому повітрі при найнесприятливішихумовах роботи гальмівної мережі і найбільших допускаються витоках.

Загальний часовий витрата повітря, який повиненподаватися компресором при приватних гальмуваннях, в см 3 /год

де Qтор - витрата стислого повітря на гальмування, см 3 /год;

Qут- Витрата стислого повітря на витоку з магістралі і приладів гальмівної системи,см 3 /год;

Qдр- Інші витрати, см 3 /год

Перші два витрати визначаються за формулами:

де Vтс - обсяг гальмівної мережі поїзда або електропоїзди,;

О”Ртс - зниження тиску повітря вгальмівної магістралі при регулювальному гальмуванні (0,08-0,1 МПа);

О”Рут - допустиме зниження тиску вгальмівної магістралі в хвилину за рахунок витоків (0,02 МПа О‡ хв);

О”Рбар - атмосферний тиск повітря, МПа(0,1 МПа);

К - число регулювальних гальмувань за 1 годину(К = 10ч -1 ).

Інші витрати (харчування різнихдопоміжних пневматичних механізмів та ін) можна прийняти для тепловоза:

Обсяг гальмівної мережі поїзда:

де r ni - числоконкретних рухомих одиниць, включених в поїзд (включаючи локомотив і різнітипи вагонів);

V тм = см 3 - обсяг гальмівноїмагістралі 4-х вісного вагону,

см 3 - обсяг гальмівноїмагістралі 8-ми вісного вагону;

V тм = - обсяг гальмівної магістралілокомотива;

V зр = см 3 - обсяг запасногорезервуара 4-х вісного вагону,

см 3 - обсяг запасногорезервуара 8-ми вісного вагону ;

V рр = см 3 - обсяг робочихрезервуарів повітророзподільника рухомої одиниці;

Підставивши значення, отримаємо:

Потребная подача компресора в см 3 /хвможе бути визначена:

де 1,3 - коефіцієнт, що враховуєнеобхідність виключення компресора для охолодження;

Q лок.ут. = см 3 /хв -витрата стисненого повітря на компенсування витоків з головних резервуарів інапірної мережі тепловоза.

Необхідний обсяг головних резервуарів зумови наповнення гальмової магістралі (без харчування запасних резервуарів)після гальмування в см 3 :

де? Р м = 0,15 МПа - зниженнятиску стисненого повітря в гальмівній магістралі поїзда при екстреномугальмуванні;

? Р гр = 0,2 МПа - допустимийперепад тиску повітря в головних резервуарах при екстреному гальмуванні;

За отриманою величиною V гр приймаємо найближчий стандартний загальний обсяг головнихрезервуарів. На тепловозах головні резервуари з'єднані послідовнотому, об'єм одного резервуара вітчизняного виробництва вибираємо з рядустандартних обсягів, рівний -

Знайдену подачу компресора і ємності головнихрезервуарів необхідно перевірити для випадків відпуску і зарядки гальм післяповного службового гальмування. В основу розрахунку приймаємо рівняння балансувитрати стислого повітря в наступному вигляді:

де? Р рр = 0,15 МПа - перепадтиску в робочому резервуарі при екстреному гальмуванні зповітророзподільниками пасажирського типу;

Р зр = 0,54 МПа - тиск в запаснихрезервуарах для пасажирського поїзда;

? Р зр = 0,4 МПа - зниженнятиску в запасних резервуарах;

? Р ут = 0,02 МПа/хв - зниженнятиску в гальмівній мережі через нещільності;

t від = 3 хв - розрахунковий часвідпускання гальм і підзарядки запасних резервуарів до встановленого зарядноготиску;

V гр = см 3 - обсяг головнихрезервуарів.

Підставляючи числові значення, отримаємо подачікомпресора, необхідні для зарядки магістралі автостопних гальмування.

Порівнюючи знайдену подачу з потребной, робимовисновок про те, що компресор і ємності головних резервуарів забезпечують витратастисненого повітря.

Висновок: компресор і ємності головних резервуарівзабезпечують витрата стисненого повітря.

2 Розрахунок забезпеченості поїздагальмівними засобами

2.1 Визначення дійсноїі розрахункової сил натиснення гальмівних колодок вагона

Дійсна сила натискання на гальмовуколодку

де було визначено вище, приобраному раніше стандартному діаметрі гальмівного циліндра.

Підрахувати по величинам і відповіднимфактичним, дійсним значенням, гальмівну силу поїзда звеликої кількості вагонів різного типу з різними силами натискання,скрутно. Тому її визначають методом приведення, при якомудійсні значення величини і замінюють розрахунковими. При цьомуповинна виконуватися умова

де - дійсна гальмівна сила,реалізована між колесом і рейкою;

- розрах...ункова гальмівна сила;

- розрахунковий коефіцієнт тертягальмівної колодки;

- розрахункове натиснення гальмівноїколодки.

З цієї рівності одержимо вираз розрахунковогогальмівного натиснення

Для визначення розрахункових коефіцієнтів тертявикористовуємо формулу

Підставимо відомі значення і, одержимо відповіднодля гальмівних колодок:

кН

При визначенні величини для важільної передачівагона, значення приймається рівним розрахованомураніше в кН.

2.2. Визначення розрахунковогокоефіцієнта натискання гальмівних колодок вагона

Розрахунковий коефіцієнт натискання гальмівних колодоквагона, характеризує ступінь забезпеченості рухомої одиниці гальмівнимизасобами. Відношення суми розрахункового натиснення гальмівних колодок рухомийодиниці до його ваги називають розрахунковим коефіцієнтом натискання гальмівних колодок.Він визначається за формулою:

де - сумарне розрахункове натисненнягальмівних колодок вагона, кН;

- обліковий вага вагона, тс.

Сумарне розрахункове натиснення гальмівних колодоквагона:

де - розрахункове натиснення гальмівноїколодки, кН;

m -число колодок важільної передачі, що діють від одного гальмівного циліндра;

О» = 1 - число важільних передач (гальмівнихциліндрів) вагона.

Підставивши значення, отримаємо:

Вагон забезпечений гальмівними засобами, оскільки коефіцієнтрозрахункового гальмівного натиснення, що задовольняє умовізабезпеченості гальмівними засобами вантажного вагона оснащеного чавуннимиколодками.

2.3 Визначення розрахунковогогальмівного коефіцієнта поїзда

На підставі Правил технічної експлуатаціїзалізниць Російської Федерації всі відправляються зі станції поїзда повиннізабезпечуватися автоматичними гальмами з розрахунку забезпечення єдиногонайменшого гальмівного натиснення на кожні 100 тс ваги поїзда.

Розрахунковий гальмівний коефіцієнт поїздахарактеризує ступінь забезпеченості поїзда гальмівними засобами. Ставленнярозрахункового натиснення гальмівних колодок до ваги поїзда називають розрахунковим гальмівнимкоефіцієнтом поїзда, який визначається в загальному випадку за висловом:

де - сумарне розрахункове натисненнягальмівних колодок поїзда, кН; Р л = 276 тс - вага локомотива;

Q з - вага складу (вагонів) поїзда.

Вага складу (вагонів) підраховується поформулою:

де Q 1 = 84тс - вага 4-хвісного вагону в поїзді; Q 2 = 170 тс вага 8-мивісного вагону в поїзді;

у 1 , у 2 - кількістьвідповідних типів вагонів у поїзді за типами і осності (у 1 = 58,у 2 = 8).

Сумарне розрахункове натиснення гальмівних колодок поїздапідраховується за формулою:

де - кількість гальмових осейвідповідної рухомої одиниці;

- число гальмівних колодок на

Н/кН

V -

Н/кН

Основне питомий опір руху вантажного потягу

Н/кН

формулою:

Н/кН

вагона, тс.

Н/кН

де -

Н/кН

тобто

Дійсне

Висновок

Список використаних джерел

1.транспорту. - М.: Транспорт,1981.

2. Правила тягових розрахунків для поїзної роботи. - М.:Транспорт, 1985.

3.залізниць. ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНІІЖТ/277. -.

4.рухомого складу. - М.: Транспорт, 1983.

5. Правила технічної експлуатації залізницьРосійської Федерації. Офіційне видання.

6.- М.: Транспорт,1977.

7. Тягові- М.: Транспорт, 1987.

8.- М.:Транспорт, 1989.

Вернуться назад