Лекций 1 Тема – «Основы торможения».
Цель: Изучить назначение тормозов подвижного состава и принципы образование тормозной силы, причины заклинивания колесных пар, параметры тормозного пути, историю развития тормозов.
План:
1. Назначение тормозов подвижного состава и образование тормозной силы.
2. Коэффициент сцепления и коэффициент трения.
3. Действительная и расчетная сила нажатия тормозных колодок.
4. Заклинивание колесных пар.
5. Тормозной путь.
6. Краткая история развития тормозов.
Рекомендуемая литература:
Автоматические тормоза подвижного состава. Курилкин Д.Н., Панченко М.Н., Базилевский Ф.Ю., Грачев В.В., Грищенко А.В.
Контрольные вопросы:
Объясните назначение тормозов подвижного состава.
Что такое коэффициент сцепления колеса с рельсом. Объясните процесс его образования.
Что такое коэффициент трения.
От чего зависит действительный коэффициент трения и как он определяется.
Объясните зачем введен расчетный коэффициент трения и как он определяется.
Образование действительной силы нажатия колодки на колесо.
Расчетная сила нажатия колодки на колесо, как определяется и для чего введена.
Условие безъюзового торможения.
Явление юза. Как и почему возникает. В чем заключается опасность возникновения юза.
Определение тормозного пути. Действительный и подготовительный тормозной путь. Основные расчетные соотношения.
Когда возникли тормоза на подвижном составе.
1.1. Назначение тормозов подвижного состава и образование тормозной силы.
Назначение тормозов подвижного состава.
Для остановки поезда при движении его на прямом горизонтальном участке пути достаточно просто выключить тяговые двигатели локомотива (перевести гидропередачу в режим холостого хода), и через определенный промежуток времени поезд остановится благодаря естественным силам сопротивления движению поезда. Однако, в этом случае, за счет силы инерции поезд пройдет значительное расстояние, прежде чем остановиться. Для сокращения этого расстояния необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению поезда.
Устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению, называются тормозными устройствами (тормозами), а силы, создающие искусственное сопротивление, — тормозными силами.
Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз, при котором торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, благодаря чему возникают силы трения между колодкой и колесом. При трении колодок о колеса происходит разрушение мельчайших выступов поверхности, а также молекулярное взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей. Трение тормозных колодок можно рассматривать как процесс превращения механической работы сил трения в тепло.
Образование тормозной силы.
Если к катящемуся по рельсу колесу, нагруженному силой (рис.1.1), прижать тормозную колодку с силой , то между поверхностью катания колеса и колодкой возникнет сила трения , где — коэффициент трения между колодкой и колесом.
Рис.1.1
|
Со стороны колеса на колодку и далее на подвеску, раму и буксу действует реактивная сила, равная силе и противоположно направленная. Сила по отношению к колесу является внутренней силой, которая сама по себе не может произвести торможение; она создает момент , направленный против вращения колеса. Под действием момента в точке а контакта колеса с рельсом возникает сила , действующая на рельс со стороны колеса и стремящаяся сдвинуть его. Внешняя сила , действующая па колесо со стороны рельса, численно равная силе и направленная в сторону, обратную движению, и является тормозной силой: . |
Момент силы трения , направленный против вращения колеса, называется тормозным моментом: . Таким образом, тормозная сила реализуется в точках контакта колес с рельсами.