Метод_вказ_гальма_Ваг

Міністерство інфраструктури України

Дніпропетровський національний університет залізничноготранспорту

імені академіка В. Лазаряна Львівська філія

Факультет Львівський Кафедра рухомого складу і колії

Проектування гальмівної системи вагона

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з автоматичних гальм

Для студентів напряму підготовки "Рухомий склад залізниць" (вагони)

м. Львів

2011 р.

2

Укладачі доц. С.С.Довганюк, доц. О.В. Шатунов

1.Обсяг і зміст проекту.

1.1.Ціллю курсового проекту (роботи) є практичне оволодіння і закріплення знань теоретичного курсу при вирішенні самостійних інженерних задач.

1.2.Вибір і розрахунок гальм вагона кожним студентом провадиться відповідно до індивідуального завдання, у якому вказуються вихідні дані.

1.3.По обсягу робота складається з двох (одного) листів креслень формату А1

(594 × 841мм) і пояснювальної записки до них обсягом 30 ± 5стор. формату А4 (210 × 297мм.) ДЕРЖСТАНДАРТ 2.301-68.

1.4. Графічна частина проекту(креслення) містить:

a) схеми пневматичного обладнання вагона і гальмівної важільної передачі; б) пристосування і стенди для ремонту та випробувань гальмівних приладів, їх

окремих елементів або вузлів, деталей гальмівної важільної передачі (не менше двох проекцій).

1.5. Пояснювальна записка (П3) містить такі основні розділи і підрозділи: Вступ.

У вступі, обсяг якого не більш 2 сторінок, необхідно розкрити наступні пункти: а) обґрунтування актуальності теми роботи на базі рішень по подальшому розвитку й удосконалюванню роботи залізничного транспорту; б) формулювання мети роботи й об'єкта дослідження з постановкою конкретних задач; в) характеристику методів рішення поставлених задач.

1.Гальмівна система вагона.

2.Розрахунок основних характеристик гальмівної системи.

2.1.Типовий розрахунок гальма вагона.

2.1.1.Зусилля по штоку гальмівного циліндра.

2.1.2.Дійсне натискання на одну гальмівну колодку.

2.1.3.Розрахункове натискання на одну гальмівну колодку, суть методу

приведення.

2.1.4.Коефіцієнт сили натискання гальмівних колодок.

2.1.5.Визначення питомого тиску на гальмівну колодку.

2.1.6.Вибір величини натискання колодок.

2

3

2.2. Висновки по розділу.

3. Перевірка характеристик гальмівної системи.

3.1.Оцінка можливості заклинювання колісних пар при гальмуванні.

3.2.Резерви фрикційних гальм.

3.3.Висновки по розділу.

4. Оцінка ефективності дії гальм.

4.1.Розрахунок гальмівного шляху.

4.2.Використовування номограми.

4.3.Обчислювання сповільнення вагона і часу гальмування.

4.4.Висновки по розділу.

5. Ремонт гальмівного приладу, вузла (при виконанні проекту).

5.1.Технічна характеристика, основні несправності.

5.2.Організація і технологія ремонту.

5.3.Випробування приладу (вузла).

5.4.Техніка безпеки при ремонті.

6. Висновки по проекту.

7. Використана література.

2.Вимоги до оформлення проекту (роботи).

2.1.Структура П3 така:

-титульний лист відповідно ДО

ДЕРЖСТАНДАРТУ 19.404-79;

- завдання на курсовий проект; - (зміст); - основна частина по п. 1.5;

- додатки (у разі потреби).

2.2.Титульний лист виконується креслярським шрифтом по установленій формі, (мал.2.1)

2.3.Всі листи П3 повинні мати основний напис, установлений ДЕРЖСТАНДАРТом 2.106-68 і ДЕРЖСТАНДАРТом 2.104-68.

2.4.Текст П3 поділяють на розділи, підрозділи, що складаються з одного або декількох пунктів. Їх не починають із формул.

2.5.Не варто переписувати з підручників, книг загальновідомі положення,

визначення.

2.6.У тексті П3 числа з розмірністю необхідно писати цифрами, а без розмірностей – словами (наприклад, вихід штока поршня дорівнює 75мм, але більше в сім разів).

2.7.У тексті П3 перед позначенням (символом) дають його пояснення, наприклад, "повний гальмівний шлях SП” , якщо воно зустрічається перший раз.

2.8.Символи і числові коефіцієнти, що входять у формулу, приводяться безпосередньо під ними.

Підстановка чисельних значень розмірів повинна відповідати структурі формули, причому всі проміжні обчислення опускаються. Якщо по одній і тій же

3

4

формулі проводиться ряд повторних обчислень, достатньо привести обчислення лише однієї з них, а результати інших обчислень дати в табличній формі (наприклад, при розрахунку гальмівного шляху і др).

2.9.На всі таблиці, малюнки, використовувану літературу обов'язково повинні бути посилання в тексті записки. Нумерація листів ПЗ і додатків повинна бути наскрізною.

2.10.Скорочення слів, крім узвичаєних, не припускаються. При побудові графіків бажано використовувати правило "золотого зрізу" - h = 5/8в (висота дорівнює 5/8 основи).

3.Основні положення методики розрахунку характеристик гальма.

3.1.Процес гальмування - один із відповідальних режимів керування рухомим складом, від якого істотно залежить реалізація як заданих режимів прямування, так і забезпечення безпеки прямування поїздів, збільшення пропускної спроможності залізниць.

3.2.Переважним гальмом автономних і неавтономних одиниць рейкового рухомого складу, що забезпечує безпеку прямування поїздів, є пневматичні колісно- колодкові (дискові) фрикційні гальма. Цей тип гальма приймається в розрахунок при встановленні допустимих швидкостей прямування .

3.3.Вихідним при проектуванні і розрахунку гальма вагона є використання гальмівних вузлів і приладів, які випускаються серійно (базовий варіант).Це дозволяє забезпечити оптимальні умови технічного обслуговування, експлуатації і ремонту автогальм.

3.4.Проектування і розрахунок гальмівної системи виконують при умові максимального використання сили зчеплення колеса з рейками. Гальмівна сила є основою при встановленні передатного числа ГВП.

3.5.Обов'язковою умовою розрахунку є визначення гальмівної ефективності проектованого вагона при чавунних і композиційних гальмівних колодках.

3.6.Вихідними даними для розрахунку гальмівної системи є тип і осність вагона, його тара і вантажопідйомність, кількість місць пасажирського вагона, конструктивна швидкість прямування. Від типу вагона (візка) залежить число гальмівних колодок, що діють від одного гальмівного циліндра, тип і характеристика останнього, а також к.к.д. ГВП.

3.7.Проектування і розрахунок ГВП обов'язково виконується з урахуванням установки автоматичного регулятора важільної передачі та типу його приводу.

3.8.Із-за того, що фрикційному колісно-колодковому гальму, поряд з обмеженням по зчепленню, властиві знос і теплова напруженість вузла тертя, варто порахувати дійсний натиск на колодки (при максимальному тиску в гальмівному циліндрі), а потім порівняти з допустимим питомим натиском. Якщо значення питомого натиску більше допустимого, то необхідно змінювати дійсний натиск, отриманий із зусилля на штоку поршня гальмівного циліндра і параметрів важільної передачі.

3.9.Методом приведення (умовним способом) по прийнятому дійсному натиску знаходять розрахунковий натиск на одну гальмівну колодку.

3.10.Потім знаходять розрахункові значення коефіцієнта гальмівного натиску

4

5

вагона в кожному розрахунковому режимі завантаження вагона і порівнюють із значеннями, що рекомендуються.

3.11.Проводиться оцінка гальмівних шляхів поїзда (доцільно використання ПЭВМ) із наступним контролем по номограмі для заданих умов експлуатації. Для одного інтервалу виконується розрахунок у повному обсязі вручну.

3.12.Необхідно зробити перерахунок розрахункового натиску композиційних гальмівних колодок на чавунні. Виконують його виходячи з умов рівності гальмівних шляхів вагона при екстреному гальмуванні на спуску 6 0|00 (див.номограми)із швидкості 90 км/г.

3.13.На всіх режимах гальмування при максимальних тисках у гальмівному циліндрі перевіряється можливість юза колісних пар. Розрахунок провадиться при швидкостях прямування, коли можливість юза максимальна.

3.14.За результатами розрахунку дається оцінка якості та ефективності проектованої системи гальма вагона, приводяться короткі висновки.

3.15.При виконанні курсового проекту необхідно розробити технологічний процес ремонту і випробування гальмівного приладу чи його вузла або деталей гальмівної важільної передачі.

4.Пневматична схема гальма.

4.1.Використовуючи базовий варіант ([4], мал.45, с.52 для пасажирського або мал. 48, с.53 для вантажного і рефрижераторного вагонів), вибрати пневмосхему проектованого вагона з урахуванням специфіки конструкції рами і ходових частин.

4.2.Описати пневмосхему (пристрої, призначення) з указівкою технічних характеристик: повітророзподільника (ПР), авторежима (АР) там, де він є, гальмівного циліндра (ГЦ).

4.3.На схемі пневматичної частини (креслення) нанести пучками стрілок потенційні місця можливих нещільностей (кольоровим олівцем).

4.4.Визначити засоби виявлення й усунення нещільностей повітропровода, викласти перевірку щільності гальмівної магістралі поїзда, сформованого з вагонів заданого типу.

4.5.Визначити найменший об’єм Vзр (л) запасного резервуара для прийнятого типового гальмівного циліндра(із розрахунку забезпечення найбільшого тиску (не нижче 0,38 МПа) при ході поршня 200мм)

Vзр = 0, 078 F,

де F-площа поршня гальмівного циліндра, см2.

Вибрати ([4],с.278,табл.129)типорозмір запасного резервуара. Рекомендується для чотиривісних вантажних вагонів установлювати

гальмівний циліндр N188Б (діаметр 356мм, макс. хід штока 240мм), для шести і восьмиосних - N519А (діаметр 400, макс. хід штока 240мм), для пасажирських вагонів - N501Б (діаметр356мм, макс.хід штока 240мм).

5.Гальмівна важільна передача.

5.1.Використовуючи умовні позначення ЄСКД, накреслити принципову

кінематичну схему гальмівної важільної передачі (ГВП) з урахуванням базового

5

6

варіанта при відпущеному гальмі на листі ф. А1, дати таблицю плечей важелів.

5.2.Штриховими лініями показати схему ГВП у загальмованому стані (притиснення гальмівних колодок). Зазначити нормовані значення основних характеристик: передаточне число, ККД, величину виходу штока.

5.3.Використовуючи таблицю плечей важелів, зробити розрахунок передаточного числа, порівнявши його з нормованим значенням прототипу.

5.4.Відзначити специфіку приводу регулятора виходу штока поршня гальмівного циліндра з обов'язковою вказівкою контрольованих розмірів "А" і "а", привести технічну характеристику регулятора.

5.5.Описати регулювання ГВП після зміни гальмівних колодок на вагоні.

6.Розрахунок основних характеристик гальмівної системи.

6.1.Зусилля на штоку поршня гальмівного циліндра знаходимо по формулі:

імаксимальний – при перевірці можливості юза (див.табл.6.1).

6.1.2.Для гальма пасажирського вагона розрахунковий тиск складає 0,38 МПа. Перевірка за умовою юза й оцінка теплової напруженості провадиться при тиску 0,42 МПа. Для вагонів будь-яких типів розрахунок роблять для всіх режимів їхнього завантаження.

Таблиця 6.1 Розрахункові тиски в гальмівному циліндрі вантажного вагона

Примітка:*) у чисельнику - для визначення ефективності гальма, у знаменнику - для перевірки можливості юза й оцінки теплової напруженості фрикційних пар.

6

7

6.1.3. Зусилля відпускної пружини гальмівного циліндра визначається виразом:

Р1 = Р0 + Жц Lшт,

де Р0 - зусилля попереднього натягу відпускної пружини ГЦ, кгс; Жц - жорсткість відпускної пружини ГЦ, кгс/см;

Lшт - розрахунковий вихід штока ГЦ, см.

Чисельні значення параметрів пружин приведені в табл.6.2

Таблиця 6.2

Відпускні пружини гальмівних циліндрів

Примітка: * – в чисельнику значення для чавунних гальмівних колодок, у знаменнику – для композиційних.

6.1.4. Зусилля пружини регулятора, передане на шток гальмівного циліндра залежить від типу його приводу, що встановлений у схемі ГВП заданого типу вагона.

При важільному приводі (див. мал.276 [4]) його знаходять по формулі:

Місце установки регулятора ГВП вибирається з урахуванням зусилля, що діє від гальмівного циліндра, яке у місці установки авторегулятора не повинно перевищувати його тривкості. Сума плечей важеля приводу регулятора повинна бути рівна довжині горизонтального важеля важільної передачі.

Необхідні дані для обчислення Р2 для вантажних вагонів брати з табл.167(4, с.355)

7

8

6.1.5. При стержневому приводі зусилля від протидії пружини авторегулятора знаходять з виразу:

P2 = (FP + ЖP l P ) б a

Описати вплив стержневого приводу на ефективність гальмування, який особливо істотний при порожньому режимі і композиційних колодках. .

Необхідні дані для обчислення Р2 для пасажирських вагонів брати із табл.167 (4, с.355), а розміри плечей горизонтального важеля відповідно до схеми ГВП заданого вагона.

6.2. Дійсна сила натискання К (в кН) на одну гальмівну колодку розраховується за формулою:

Для ГВП із двома і більш гальмівними циліндрами ηП = 0,95; 6.3. Розрахункова сила натиску на гальмівну колодку визначається за

формулою:

-для стандартних чавунних колодок:

=1,6K + 100 K P 2,22K 8K + 100

-для композиційних колодок:

=0,1K + 20 K P 1,22K 0,4K + 20

Відзначити сутність методу приведення (умовного способу).

6.3.1. Отримані значення натисків К и Кр зіставити з їх значеннями, що рекомендуються для експлуатованого рухомого складу (табл.6.3.), при цьому звернути увагу на розмірність одиниць.

8

де Т і Q - сила ваги порожнього вагона і вантажу відповідно, Тс. Навантаження від пасажирів, ручної поклажі і спорядження приймати:

-для вагонів СВ і м'яких на 20 посадкових місць – 2,0 тс на вагон;

-інших м'яких – 3,0 Тс;

-купейних – 4,0 Тс;

-некупейних плацкартних – 6,0 Тс;

-неплацкартних і міжобласних – 9,0 Тс;

-вагонів-ресторанів – 6,0 Тс.

6.4.1.Отримані значення зіставити з рекомендованими, які приведені в табл.

6.4для вантажних і ізотермічних вагонів і в табл. 6.5 для пасажирських вагонів.

Таблиця. 6.4 Рекомендовані значення коефіцієнтів натиснення гальмівних колодок для

вантажних і рефрижераторних вагонів

9

10

Таблиця 6.5. Рекомендовані значення коефіцієнтів натиснення гальмівних композиційних

колодок для пасажирських вагонів при швидкостях прямування до 140 - 160 км/год.

Примітка:*- У дужках зазначені δР у перерахунку на чавунні стандартні колодки.

6.5. Стійкість проти теплової напруженості, що викликається цикловим багаторазовим нагріванням і охолодженням, а також проти зносу і стирання, дряпання і механічних руйнацій, як відзначалося раніше, перевіряється при максимальному розрахунковому тиску повітря в гальмівному циліндрі (див.табл.6.1. і п.6.1.2.)дійсних указівок.

При максимальних розрахункових тисках повітря в гальмівному циліндрі розрахунок по уже відомих формулах роблять у такій послідовності:

-знаходять дійсне натискання Кд max на одну гальмівну колодку;

-визначають питомий тиск на колодку по формулі:

p = Kдmax ≤ [ p ], F

де F - геометрична площа тертя гальмівної колодки;

[p∆]- максимально припустимий тиск на колодку (при чавунних -130 Н/см2, при композиційних -60 Н/см2).

7.Перевірка на наявність юза

7.1.Ця перевірка виконується згідно положень розділу 6, але при максимальному тиску в гальмівному циліндрі, без врахування протидії привода регулятора, при ККД гальмівної важільної передачі рівному 1 та при відповідних швидкостях прямування.

Умова без’юзового гальмування виконується, якщо гальмівна сила не перевищує силу зчеплення колеса з рейкою

10