Расчёт выполнен на основе «Типового расчёта тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов» [14].
Схема рычажной передачи тормоза приведена на рис. 1.
Рис. 1 Схема тормозной рычажной передачи вагона-платформы
Находим действительную силу нажатия на колодку по известной формуле:
(1)
где: m - число тормозных колодок вагона, на которые действует усилие от одного тормозного цилиндра;
dЦ - диаметр поршня тормозного цилиндра, см;
рЦ - расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре кгс/см;
?Ц - коэффициент полезного действия тормозного цилиндра;
F1 - усилие сжатия внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс;
F 2 - усилие пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс;
n - передаточное число рычажной передачи;
?n - коэффициент полезного действия рычажной передачи.
Проектируемый вагон имеет тару 24т, поэтому величины расчетных давлений воздуха в тормозном цилиндре принимаем для общего случая по таблице 1.
Таблица 1. Расчетные давления воздуха в тормозном цилиндре
Переключение режима
воздухораспределителя по загрузке
Режим включения воздухораспределителя
Расчетная величина давления кгс/см2
Тара
Полная загрузка вагона
Автоматическое (авторежим)
Средний
1,3/1,6(*
3,0/3,4(*
Груженый
1,6/2,0(*
4,0/4,5(*
Средний режим (порожняя платформа):
Средний режим (груженая платформа):
Определяем расчетную силу нажатия на тормозную колодку по формуле:
(5.2)
Для порожнего вагона:
Для груженого вагона:
Находим расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок по формуле:
для порожнего вагона:
(5.3)
где [?р]=0,24 выбран в соответствии с ТЗ на тип платформы аналогичный проектируемому.
Для груженого вагона:
(5.4)
Проверка отсутствия юза
Максимальная суммарная величина силы нажатия тормозных колодок должна проверяться по обеспечению сцепления колес с рельсами при торможении. При этом должно соблюдаться условие:
?Р?КР<[?] (4)
Проверка возможности юза производится на всех режимах торможения при максимальных расчетных давлениях в цилиндре, принимаемых по таблице 2.1, на всех режимах тормоза по загрузке вагона при минимальной и максимальной допускаемой для соответствующего режима нагрузке на ось, а при наличии авторежима - во всем диапазоне загрузки вагона с учетом конкретной характеристики авторежима.
Для порожнего вагона определяем:
действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):
расчетную силу нажатия на одну колодку:
расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок.
Расчетный предельный коэффициент сцепления колес с рельсами при торможении для проверки отсутствия юза определяем из выражения:
[?p]= ?(q0) x ?(v), (5)
где: ?(q0) - функция осевой нагрузки для qo > 5 тс:
?(q0)=0,17-0,00150 (qo-5) (6)
qo - нагрузка на колесную пару (ось) вагона, тс,
?(v)-функция скорости, зависящая от динамических свойств подвижного состава,
V - скорость, км/ч.
?(q0)=0,17 -0,00150 (6 -5) = 0,168.
Для грузовых вагонов на тележках пассажирского типа (КВЗ-И2):
(7)
для V=40 км/ч
для V=140 км/ч:
Находим расчетный коэффициент трения по формуле:
; (8)
для V=40 км/ч: ;
для V=140 км/ч:
Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза:
для V=40 км/ч: ;
для V=140 км/ч: .
Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет:
для V=40 км/ч: ;
для V=140 км/ч: .
Вывод: юз отсутствует.
Для груженого вагона определяем:
действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):
расчетную силу нажатия на одну колодку:
расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок:
;
функцию осевой нагрузки:
?(q0)=0,17 -0,00150 (18 -5) = 0,151;
Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза:
для V=40 км/ч: [?p]= 0,151x0,83 = 0,125;
для V=140 км/ч: [?p]= 0,151x0,63 = 0,095.
Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет:
для V=40 км/ч: ;
для V=140 км/ч: .
Вывод: юз отсутствует.
Для груженого вагона определяем:
действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):
расчетную силу нажатия на одну колодку:
расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок:
;
функцию осевой нагрузки:
?(q0)=0,17 -0,00150 (18 -5) = 0,151;
Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза: для V=40 км/ч: [?p]= 0,151x0,83 = 0,125;
для V=140 км/ч: [?p]= 0,151x0,63 = 0,095.
Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет: