Министерство образования Республики Мордовия

ГОУ СПО ССУЗ «Рузаевский политехнический техникум»

Практическая работа №1

по предмету:

«Автоматические тормоза подвижного состава»

2009 год

Практическая работа №1.

«Расчет механической части тормоза»

Цель работы: рассчитать эффективное нажатие тормоза, передаточное число рычажной передачи, диаметр тормозного цилиндра (ТЦ) и выбрать стандартное значение ТЦ.

Задание:

В соответствии с табл. 1, 2 выбирается вариант задания и тип подвижного состава, схемы рычажных передач которых приведены на рис. 6—16 (приложение 1). Схема рассчитываемой рычажной передачи с необходимыми данными изображается на листе пояснительной записки.

После определения диаметра ТЦ по приведенной методике (формула 15) его величину необходимо округлить до ближайшего значения серийно выпускаемых ТЦ: 203, 254, 356 и 400 мм, что соответствует 8, 10, 14 и 16 дюймам. Если диаметр ТЦ по расчету оказался больше 400 мм, нужно взять это стандартное значение за основу и изменить передаточное число п, используя формулы (14) и (13) так, чтобы нажатие К соответствовало выбранному. После этого по выражению (8) находят действительный коэффициент силы нажатия колодок, который не должен ока­заться менее рекомендуемого в табл.4. В противном случае нужно выбрать ТЦ с большим диаметром или проверить правильность предыдущих расчетов.

В завершение расчетов выполнить проверку на безъюзовое торможение по выражениям (3), (4) и табл.3 для минимальной указанной скорости и 100 км/ч при чугунных и 20 км/ч и 100 км/ч при композиционных тормозных колодках, а по формуле (10) — на допустимые удельные нажатия. Выбранным в предварительном расчете нажатием К и диаметром ТЦ варьируют так, чтобы все указанные проверки удовлетворялись. Сделать соответствующий вывод.

Таблица 1

Данные для расчета механической части тормоза локомотивов

Примечания. 1. Схемы тормозных рычажных передач локомотивов приведены на рис. 6—12 (приложение 1).

2. Усилия пружин F₂ и F₃ принять равными нулю.

3. На всех локомотивах чугунные тормозные колодки.

Таблица 2

Данные для расчета механической части тормоза

Примечания. 1. Схемы тормозных рычажных передач вагонов представлены на рис. 13—16 (приложение 1).

2. Расчетное давление в ТЦ всех грузовых вагонов при ЭТ на груженом режиме —0,40 МПа, среднем — 0,28 МПа, порожнем — 0,16 МПа. На пассажирских вагонах Давление в ТЦ при ЭТ — 0,38 МПа.

1. Общие сведения и рекомендации для выполнения расчетов

Механическая часть тормоза состоит из системы тяг и рычагов, тормозных башмаков, автоматического регулятора тормозной рычажной передачи и тормозных колодок. Так как по условиям продольно-динамических усилий и неистощимости тормоз пассажирских вагонов по сравнению с грузовыми действует в несколько раз быстрее (по времени изменения давления в ТЦ и по длительности непрерывного торможения), то для первых, с учетом вероятности получения недопустимого по величине ползуна при заклинивании колес, применяют почти вдвое большее нажатие колодок, чем для вторых. Поэтому на пассажирских вагонах используют более сложные рычажные передачи с двухсторонним нажатием тормозных колодок на колесо, а в грузовых — с односторонним.

ТРП локомотивов имеют большое разнообразие, определяемое, в основном, проблемами размещения на колесных парах одновременно тяговой и тормозной аппаратуры. Поскольку на локомотивах зачастую не удается из-за двигателей отцентрировать тормозные колодки по отношению к колесной паре так, как на грузовых (с помощью триангелей) или пассажирских (посредством тормозных балок) вагонах, то на них применяют фигурные (гребневые) тормозные колодки с несимметричной рычажной передачей, действующей с одной стороны тягового средства от отдельных ТЦ.

На отечественном подвижном составе используют тормозные колодки трех типов: чугунные стандартные, композиционные и чугунные с повышенным содержанием фосфора (фосфористые). Композиционные колодки в 4-5 раз более износостойки, чем чугунные, обладают более высоким и мало зависящим от скорости коэффициентом трения, но основную часть тепла, создаваемого при торможении, отдают в колесо, что отрицательно сказывается на последнем. Кроме того, при увлажнении они снижают в 1,5-2,0 раза свой коэффициент трения, что требует особых режимов управления тормозами, особенно при снегопадах и метелях.

Из-за опасности перегрева бандажей и их возможного сползания или проворота композиционные тормозные колодки на локомотивах не применяют. Их используют преимущественно на грузовых вагонах, а также вагонах скоростных пассажирских поездов (120 км/ч и выше). Фосфористые колодки обладают несколько меньшим износом и более стабильным в зависимости от скорости коэффициентом трения, чем чугунные, но создают повышенное искрение, поэтому применяются в основном на электропоездах.

При скоростях более 140 км/ч тормозные колодки не успевают отводить тепло и перегревают поверхность колес, вследствие этого на скоростных вагонах применяют дисковые тормоза с тормозными накладками из специального чугуна, а на локомотивах — секционные тормозные колодки

Важнейшими параметрами рычажной передачи являются передаточное число п и коэффициент силовых потерь — η. Передаточное число ТРП п показывает, во сколько раз (без учета потерь на трение в соединениях) увеличивается усилие, развиваемое на штоке ТЦ при воздействии на все тормозные колодки, связанные с ним. Максимальное значение п зависит от вели­чины передаваемого усилия (типа и количества применяемых тормозных колодок) и длительности непрерывного торможения на крутых затяжных спусках. Поэтому при использовании на грузовых и пассажирских вагонах чугунных колодок величина п не должна превышать соответственно 10 и 12, а композиционных — практически в два раза меньше. Аналогичные предельные значения п применяются и для локомотивов.

Коэффициент силовых потерь рычажной передачи η определяет, какая часть развиваемого на штоке поршня ТЦ усилия достигает тормозных колодок. Таким образом, этот параметр соответствует степени совершенства рычажной передачи. Его значение обычно находится в диапазоне 0,8...0,95.

Чтобы при износе тормозных колодок не происходил чрезмерный наклон вертикальных рычагов, снижающий КПД рычажной передачи, и не увеличивался расход сжатого воздуха в ТЦ, используют авторегуляторы рычажных передач. Так как пружины, применяемые в таких регуляторах, для стягивания РП требуют дополнительного усилия от ТЦ, то для уменьшения их влияния на эффективность торможения применяют два типа приводов: стержневой — для пассажирских вагонов с высоким давлением в ТЦ при ПСТ и рычажный — для грузовых вагонов с низким давлением в ТЦ, особенно на порожнем и среднем режимах торможения.