3.Расчет и проектирование механической части тормозной системы полувагона.

1. Выбор принципиальной схемы механической части тормоза.

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.

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, расположенному на раме кузова в средней части вагона. Объединяющим их элементом является затяжка горизонтальных рычагов ТЦ. Поэтому для платформы принята принципиальная схема механической части автотормоза изображенная не рис. 3.1.

Рис. 3.1 Схема рычажной передачи тормоза полувагона.

1-тормозной цилиндр; 2-шток ТЦ; 3,4-головной и тыловой горизонтальные рычаги; 5-затяжка горизонтальных рычагов; 6,7-головная и тыловая тяги; 8,9-вертикальные рычаги; 10-затяжка вертикальных рычагов; 11-серьга;

2. Расчет требуемого передаточного числа рп тормоза вагона по действительному нажатию тормозной колодки на колесо.

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;

- КПД ТРП, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать , для передачи с одним TЦ 4-х осного грузового вагона равным 0.95.

Усилие на штоке ТЦ определяют по уже известной нам зависимости:

.

Используя данные, полученные выше, в разделе 2.2.5. получаю действительное усилие на штоке при чугунных колодках:

.

Для композиции

В качестве проектных нажатий можно использовать величины действительной силы нажатия К_д на тормозную колодку, приведенные в [3, табл. 1.1.]. Откуда К_д для грузового 4-осного вагона на горном режиме при чугунных колодках равен 38кН. Тогда для платформы с чугунными колодками

Для композиции:

3. Вывод формулы передаточного числа рп тормоза.

Передаточное число ТРП определяется из соотношения ведущих и ведомых плеч рычагов. Для этого в принятой расчётной схеме рычажного механизма тормоза необходимо проследить последовательное изменение усилия, пренебрегая потерями, передаваемого штоком поршня ТЦ, через составные его элементы на колодки. При этом используют уравнения статистики, поскольку элементы ТРП в заторможенном состоянии находятся в равновесии.

При выборе схемы рычажной передачи стремятся к тому, чтобы для средних эксплуатационных условий при торможении рычаги занимали перпендикулярное положение по отношению к тягам, с которыми они соединяются. Для этого принимают следующие условия:

- тормозные колодки изношены на толщину 0,025 м;

- обод колеса обточен на половину рабочего слоя,

- т.е. уменьшен на 0,05 м по диаметру;

- все регулировочные приспособления занимают среднее положение;

- все тормозные колодки прижаты к колёсам;

- ход поршня ТЦ средний.

Расчетная схема передачи 4-х осного грузового вагона показана на рис. 3.1.

В примере представленном на рис. 3.1, сила Р_ШТ поршня, действующая по направлению штока 2, передается через горизонтальный рычаг 3 на тягу 6 с выигрышем силы пропорционально отношению плеч этого рычага а: 6.

Из условия равновесного положения рычага 3 нахожу

;

.

Полученная на тяге сила Р₁ на грузовом вагоне, при помощи вертикального рычага 8 передается на ближний к ТЦ1 триангель с новым изменением силы пропорционально отношению (в+г)/г этого рычага.

Направление силы P₂ образует угол  с направлением радиуса, проходящего через центр колеса и середину тормозной колодки, т.е. с направлением нормального давления колодки.

Силы нажатия на тормозные колодки триангеля находим из выражения

;

где  =10 - угол наклона колодки.

Обычно ТРП подвижного состава конструируются с одинаковой силой нажатия колодок на все колесные пары.

В данной схеме это достигается подбором плеч рычагов 3,4 и 8,9 и шарнирным соединением их затяжками 5 и 10. Поэтому, чтобы найти суммарную силу нажатия на колодки вагона достаточно полученное выражение умножить на число колодок, тогда:

Имея в виду формулу

можем записать:

сокращая на получим

_.