3. Расчет и проектирование механической части тормозной системы вагона.
3.1 Выбор принципиальной схемы механической части тормозной системы вагона.
Выбор схемы тормозной рычажной передачи (ТРП) определяется типом подвижного состава и конструкцией ходовых частей. При этом ТРП конструируют с учетом реализации требуемого нажатия тормозных колодок и допускаемого удельного давления колодок на колесо. Существующие грузовые вагоны с центральным рессорным подвешиванием в основном имеют ТРП с односторонним нажатием тормозных колодок. ТРП с односторонним нажатием по сравнению с двухсторонним проста по конструкции, имеет меньшую массу и более высокий КПД. Все основные типы грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов оборудованы симметричной ТРП, состоящей из двух кинематических цепей - головной и тыловой, размещенных снизу на раме кузова и тележках вагона. Эти кинематические цепи передачи тормоза подключены к ТЦ, расположены на раме кузова и средней части вагона. Объединяющим их элементом является затяжка горизонтальных рычагов ТЦ.
3.2 Качественные характеристики механической части тормозной системы вагона
Рис. 3.1
Несмотря на специфические особенности, каждая механическая часть тормозной системы обладает определенными качественными признаками, к которым относятся:
- передаточное число тормозной рычажной передачи, выбирают в пределах 6-12 с учетом возможности обеспечения нормативных зазоров 5-10 мм между колодкой и колесом в отпущенном состоянии тормоза и обычно допускаемых величинах выхода штока поршня ТЦ 0,075-0,1 5 м.
- коэффициент полезного действия ТРП ηрп. Отношение суммы фактических сил нажатия ΣКД тормозных колодок к расчетной сумме нажатия без учета потерь ΣКТ, называется КПД рычажной передачи.
- величина выхода штока ТЦ является функцией многих параметров:
LШТ=f (Δс, ΔТК, ΔР , ΔУ, n),
где: ΔТК - суммарное число тормозных колодок;
ΔУ - упругие деформации элементов ТРП;
п - передаточное число ТРП;
ΔЗ - зазор между колесом и колодкой
Для грузовых вагонов с композиционными колодками LШТ = 0,1м,
3.3 Определение передаточного числа рычажной передачи по заданной величине нажатия тормозных колодок.
Имея выбранный диаметр ТЦ dтц можно при проектировании ТРП определить ориентировочную величину ее передаточного числа n. Это необходимо выполнить для последующего расчета размеров элементов ТРП.
,
где ΣКП - суммарное проектное нажатие тормозных колодок, подключенных к ТЦ;
ηРП - КПД ТРП, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать ηРП, для передачи с одним TЦ грузового вагона равным 0,95.
Усилие на штоке ТЦ определяют по зависимости:
где: РШТ - усилие по штоку ТЦ, Н;
РТЦ - расчетное давление воздуха в ТЦ,
для вагонов с композиционными колодками РТЦ=0,3МПа;
с чугунными РТЦ = 0,4МПа.
ηТЦ - КПД ТЦ; ηТЦ =0,98
Рпр - усилие отпускной пружины ТЦ, Н;
Рр - усилие возвратной пружины;
dТЦ - диаметр TЦ, мм:
Усилие отпускной пружины ТЦ:
Рпр=Ро+ЖЦ ∙LШ ,где:
Ро - усилие предварительного сжатия отпускной пружины ТЦ, Н;
Р0 = 1540 Н;
ЖЦ - жесткость отпускной пружины ТЦ, ЖЦ = 6,29 Н/мм;
LШ- величина выхода штока TЦ, мм., для композиционных LШ =100мм.
Рпр (комп) =1540+6,29∙100=2169 Н.
Усилие возвратной пружины авторегулятора РП, приведённое к штоку ТЦ:
где: РОР - усилие предварительного сжатия возвратной пружины,
РОР = 1690 Н;
lр - величина сжатия возвратной пружины lр= 15 мм;
nр - для композиционных nр=0,65.
Жр - жесткость возвратной пружины ТЦ, Жр= 23,1 Н/мм
для композиционных колодок на среднем режиме ВР (Кд=15кН):
для композиционных колодок на груженом режиме ВР(Кд=24кН):
