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.

Все типы 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 3.2 Рычажная передача пассажирского вагона

Рычажная передача пассажирского вагона отличается от передач грузовых вагонов тем, что вместо триангелей применены траверсы 17, на цапфы которых установлены башмаки 15 с тормозными колодками 21. Вертикальные рычаги 24 и затяжки 23 подвешены к раме на подвесках 22.

Траверсы 17 с башмаками и колодками подвешены на одинарных подвес­ках 20, ушки которых проходят между бортами башмаков. Кроме горизонтальных 7, имеются промежуточные рычаги 10, соединенные с вертикальными рычагами тягами 2. Приспособление 19 предназначено для фиксации положения тормозных колодок относительно колес, скобы 4, 9 и 11 — для предохранения от падения на путь деталей рычажной передачи в случае их разъединения или обрыва.

Регулировка рычажной передачи осуществляется автоматическим регулятором 8 со стержневым приводом 6. Запас винта после ремонта должен быть не менее 525 мм. Для ручной регулировки рычажной передачи предусмотрены отверстия в головках тяг и стяжных муфтах 14, Привод ручного тормоза состоит из рукоятки 18, которая помещается в тамбуре вагона, винта 16, пары конических шестерен и тяги 13, соединенной с рычагом 12. Последний сочленен тягой 1 с рычагом 3 и далее тягой 5 с горизонтальным рычагом 7. При постановке композиционных колодок ведущие плечи горизонтальных рычагов уменьшают путем сверления новых отверстий, т. е. уменьшают передаточное число.

Несмотря на специфические особенности, каждая механическая часть тормозной системы обладает определенными качественными признаками, к которым относятся:

Отношение суммы фактических сил нажатия ΣК_Д тормозных колодок к расчетному нажатию без учета потерь ΣК_Т, называется КПД рычажной передачи.

Величина выхода штока ТЦ является функцией многих параметров:

L_ШТ=f (Δ₃, Δ_ТК, Δ_P, Δ_Y, n),

где: Δ_ТК - суммарное число тормозных колодок;

Δ_У - упругие деформации элементов ТРП;

п - передаточное число ТРП;

Δ_З - зазор между колесом и колодкой

Для пассажирских вагонов с композиционными колодками L_ШТ = 0,1м, с чугунными L_ШТ =0,125м.

3.3 Определение передаточного числа рычажной передачи по заданной величине нажатия тормозных колодок

При выводе формулы принимают расчётную схему ТРП, находящуюся в состоянии равновесия, в котором после торможения все рычаги занимают перпендикулярное положение относительно тяг.

Передаточное число определяется из соотношения длин плеч ведущих и ведомых рычагов. При этом рассматривают передачу усилия со штока ТЦ через элемент ТРП на колодки используя уравнения статики, т.е. равенство моментов сил относительно того или иного шарнира рычажной передачи.

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

,

где ΣК_n - суммарное проектное нажатие тормозных колодок, подключенных к ТЦ;

η_РП - КПД ТРП, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать η_РП, для передачи с одним TЦ пассажирского вагона равным 0.95.

Усилие на штоке ТЦ определяют по зависимости:

где: Р_ШТ - усилие по штоку ТЦ, Н;

Р_ТЦ - расчетное давление воздуха в ТЦ,

для пассажирских вагонов с чугунными колодками Р_ТЦ = 0,38МПа.

η_ТЦ - КПД ТЦ; η_ТЦ =0,92

Р_пр - усилие отпускной пружины ТЦ (2640,75Н);

Р_р - усилие возвратной пружины (1323Н);

d_ТЦ - диаметр TЦ. мм (305мм).