Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Институт транспортной техники и организации производства

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Автоматические тормоза и безопасность движения»

Выполнил: ст. гр. ТВГ-411

Козлов М.П.

Проверил преподаватель:

Юдин В.А.

Москва 2007

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является разработка и проектирование тормозной рычажной передачи четырехосной цистерны на тележках модели 18-100, имеющей тару 27,5 т, грузоподъемность 66 т, базу 7,8 м, длину рамы кузова 10,8 м и вписанную в габарит 02-ВМ.

Тормоза железнодорожного подвижного состава являются од­ним из основных узлов железнодорожной техники, от уровня раз­вития, конструкции, параметров и состояния которой в значитель­ной степени зависит безопасность движения поездов, допускаемая и провозная способность железных дорог.

Тормозное оборудование вагонов работает в условиях сложных процессов, происходящих в движущемся поезде (сухое трение тор­мозных колодок фрикционного колодочного тормоза с преобразо­ванием механической энергии в тепловую, газодинамические про­цессы в тормозной магистрали при зарядке, торможении, при от­пуске тормозов; качение тормозящегося колеса по рельсам в усло­виях использования сил сцепления колеса с рельсами; взаимодей­ствие вагонов в поезде между собой с возникновением значитель­ных по величине продольных сил в условиях неустановившегося режима действия тормозной силы и др.).

1.Выбор тормозной системы подвижного состава

1.1 Определение потребной тормозной силы по заданной длине тормозного пути.

Исходные данные:

- максимальная скорость движения поезда V = 100 км/ч;

- величина уклона 0,006;

- тара цистерны 27,5 т;

- грузоподъемность цистерны 66 т;

- расчетное значение тормозного пути при ЭТ грузового поезда S_Т= 1200м;

Среднее значение основного удельного сопротивления движению цистерны:

;

где: - скорость движения подвижного состава, км/ч; =100 км/ч

- эмпирические коэффициенты, зависящие от типа подвижного состава и конструкции буксового узла колесных пар. Для цистерны с буксами на роликовых подшипниках соответственно равны:

где: - масса вагона, приходящаяся на одну ось, т;

Т;

Усилие i_с, действующее на поезд при торможении на уклоне пути, вычисляется в зависимости от величины i с учетом радиусов кри­вых и массы поезда М.

С учетом того, что каждая 1 ‰ уклона пути дает ускоряющее или замедляющее усилие в 10 Н веса подвижного состава, получается: i_c = 10·i.

где: i – уклон пути, принимают на подъеме со знаком «+», а на спуске со знаком «-»;

Среднее значение удельной тормозной силы по расчетной длине пути:

где: - время подготовки тормоза к действию при торможении поезда на равнинном участке пути. Для грузового поезда с пневматическим тормозом ;

- составляющая времени подготовки тормоза к действию при торможении поезда на уклоне. Для грузового поезда с пневматическим тормозом ;

- замедление поезда под действием замедляющей силы 1Н/т, принимаемое с учетом инерции вращающихся масс равным 12 км/ч² для грузовых и пассажирских поездов.

При этом следует иметь в виду, что время подготовки тормозов к действию t_n также является функцией удельной тормозной силы, в том числе и среднего её значения:

1.2 Проверка потребной тормозной силы по допустимой величине замедления

Известно, что с учетом требований эргономики, комфорта и безопасности пассажиров и обслуживающего персонала расчетное (среднее) замедление при торможении для пассажирских вагонов магистрального, пригородного и городского транспорта принимают в пределах 1,2÷1,3 м/с². Перед остановкой поезда при малых скоростях движения тормозная сила фрикционных тормозов может резко возрасти, что вызвано нелинейной зависимостью коэффициента трения от скорости.

Средняя величина замедления а_T [м/с²], при торможении подвижного состава с начальной скорости движения V_H [км/ч], и величина действительного тормозного пути S_д , м, связаны зависимостью

где: S_д - величина действительного тормозного пути.

Полученная тормозная сила обеспечивает замедление поезда в допустимых пределах и обеспечивает сохранность перевозимого груза.

1.3 Расчет допускаемой тормозной силы по условию недопущения юза колес вагона.

Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила не должна превышать силу сцепления, так как при этом возможно заклинивание и поврежде­ние колесных пар, а возникающий юз приводит к увеличению тор­мозного пути.

Рис.1.1. Силы, действующие на колесо при торможении вагона.

Условием недопущения юза колес­ной пары при торможении является выполнение неравенства:

где: В_Т – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;

В_с – предельное значение силы сцепления рельса с колесом или допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н; В_с=[В_Т];

 – коэффициент сцепления колеса и рельса;

q – статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

К_с – расчетный коэффициент запаса по сцеплению.

Определим среднюю допускаемую удельную тормозную силу по сцеплению для цистерны.

Вес брутто вагона 93,5 т., конструкционная скорость – 100 км/ч.

Расчетный коэффициент сцепления:

В новой редакции типового тормозного расчета вагонов значение функции скорости предлагается определять по следующей зависимости.

Для подвижного состава на грузовых тележках модели 18-100

Допускаемая тормозная сила:

Результаты расчетов и соответствующие скоростям движения цистерны от 100 км/ч до полной остановки, сводим в таб. 1.1.

На основании полученных данных строим графическую зависимость удельной тормозной силы от скорости движения

Расчетные значения и для цистерны

Таблица 1.1

V, км/ч			, Н/т
100	0,564	0,081	686
80	0,590	0,084	717
60	0,627	0,090	762
40	0,684	0,098	832
20	0,783	0,112	952
0	1	0,143	1216

График зависимости допускаемой удельной тормозной силы от скорости

движения вагона.

Определим среднее значение допускаемой удельной тормозной силы:

Вывод:

1) Потребная тормозная сила (b_тс=475,5 Н/т) меньше допускаемой по сцеплению ([b_тс]=843 Н/т). В этом случае параметры тормозной системы следует выбирать из допускаемой тормозной силы. Целесообразно использование колодочного тормоза с пневматическим управлением.

2) При b_тс=475,5 Н/т и замедление а_m=0,402 м/с² соблюдается необходимая безопасность движения цистерны в составе поезда и обеспечиваются условия сохранности груза.