Метод_вказ_гальма_лок

Укладачі: доц. Бабаєв А.М., доц. Довганюк С.С., доц. Шатунов О.В.

УДК 629.4.017

Зміст

1.Мета і задачі курсової роботи.

2.Оформлення курсової роботи.

3.Розрахунок гальмівних характеристик локомотива.

4.Перевірка гальмівної системи.

5.Розрахунок гальмівного шляху.

5.1Одиноко прямуючого локомотива.

5.2Пасажирського чи вантажнного потягу.

6.Розрахунок пневматичної частини гальма. Література.

Додатки.

1.Мета і задачі курсової роботи

1.1.Метою курсової роботи з автоматичних гальм є ознайомлення студентів з конструкцією, дією, розрахунком найважливіших частин гальмівної системи локомотива, а також вибором її основних параметрів.

1.2.Основним завданням курсової роботи є вибір автогальмівного обладнання для локомотива, східного з реальним типом, на базі застосування і комбінування існуючих вузлів і конструкцій із внесенням деяких змін, що випливають з особливостей індивідуального завдання.

1.3.Основні розділи курсової роботи:

а) гальмівне обладнання локомотива і його опис; б) розрахунок гальмівних характеристик локомотива;

в) проектування схеми важільної передачі і її елементів; г) перевірка схеми важільної передачі;

д) оцінка гальмівної ефективності локомотива і потяга, довідка форми ВУ- 45;

е) розрахунок і проектування пневматичної частини гальма.

1.4.Прийняті в роботі рішення повинні відповідати вимогам ПТе залізниць, діючим стандартам і технічним умовам, нормативно-технічній документації УЗ, технологічності й економічності при виготовленні, обслуговуванні і ремонті гальм.

2.Оформлення курсової роботи

2.1.Матеріал курсової роботи з необхідними схемами й ескізами викладається в пояснювальній записці обсягом 23-25 сторінок формату 210x297 мм (формат А4 за ГОСТ 2.301-68).

При оформленні записки необхідно керуватися ГОСТ 2.105-68 «Загальні вимоги до текстових документів» і ГОСТ 2.106-66 «Текстові документи».

2.2.Записка повинна складатися з наступних основних елементів:

а) титульний лист (обкладинка) за ГОСТ 7.4-77 , що виконується основним шрифтом за ГОСТ 2.304-68;

б) завдання на курсову роботу;

2

в) зміст ; г) вступ;

д) вихідні дані для розрахунків; е) основний текст із висновками по кожнім розділі, схемами, графіками, ескізами;

ж) бібліографія відповідно до вимог ГОСТ 7.1-76; з) додатки (у разі потреби).

2.3.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.

2.4.У вихідних даних повинні бути приведені значення, що визначають варіант на виконання курсової роботи (серія локомотива, прототип, маса, конструктивна швидкість, число осей, навантаження на вісь, кількість гальмівних циліндрів (ГЦ), тиск

уГЦ, діаметр ГЦ, матеріал колодки, тип потяга і його склад).

2.5.У розділі гальмівного обладнання повинні бути приведені й описані пневматична схема з позначеннями гальмівного обладнання і приладів управління гальмами, можливі місця витоків повітря.

2.6.У розділах записки необхідно привести розрахункові формули з указівкою позначення і розмірності, а також джерел, відкіля вони узяті. При найменуванні фізичних величин керуватися стандартом СЭВ 1052-78. Порядок викладу розрахунків визначається характером величин, що розраховуються.

Розрахунки в загальному випадку повинні містити: схему чи ескіз виробу, що розраховується; постановку задачі розрахунку з указівкою, що потрібно визначити при розрахунку, тобто повинні бути чітко зазначені вихідні дані розділу, шукані величини; умови розрахунку (чи допущення); розрахунок; висновок. Кожна формула повинна бути пронумерована.

Аналогічні розрахунки проводяться тільки один раз, результати наступних зводяться в таблиці; при необхідності даються посилання на відповідні сторінки записки, схеми.

Кожен розділ повинен закінчуватися висновками, а записка – узагальнюючим висновком.

2.7.Записка повинна бути написана чітким почерком чорнилом чорного, фіолетового чи синього кольору на одній стороні листа білого паперу з висотою букв і

цифр не менш 3,5 мм відповідно ГОСТ 2.304-68. Виділення елементів записки кольоровим олівцем чи фломастером , переноси слова в заголовках не допускаються.

2.8.Черговий параграф не слід починати з формул. Скорочення слів не допускається, за винятком що дозволяються ГОСТ 7.12-70.

2.9.Графічна частина роботи виконується в обсязі одного листа формату А1 за ГОСТ 2.301-68 з неухильним дотриманням вимог стандартів ЄСКД, ЄСТПП і ЄСТД.

3

3. Розрахунок гальмівних характеристик локомотива

Гальмівні розрахунки включають рішення задач по механічній і пневматичній частині фрикційного гальма.

3.1. Основні положення з розрахунку механічної частини. Гальмівне обладнання локомотива складається з гальмівних циліндрів (двох, чотирьох чи шести на кожен візок), важільної передачі, гальмівних колодок.

Сила натискання гальмівних колодок при пневматичному гальмуванні забезпечується передачею необхідних зусиль від гальмівного циліндра через важільну систему, а при ручному - від маховика.

При проектуванні гальмівного обладнання рекомендується користуватися наступною методикою вибору величин сили натискання на гальмівні колодки.

3.1.1. Сумарну максимально припустиму за умовами зчеплення коліс з рейками силу натискання ΣК (кН.) на гальмівні колодки екіпажа при заданих: фактичному навантаженню колісної пари на рейку q ; числу колісних пар m (див. осьову характеристику локомотива) можна визначити з виразу

Орієнтовно приймають (за даними ВНИТИ) наступні значення зазначеного коефіцієнта:

при чавунних гальмівних колодках:

δ= 0.65...08 – для вантажних тепловозів;

δ= 0.7...08 – для пасажирських тепловозів;

δ= 1.2...1.5 – для пасажирських тепловозів зі швидкісним регулятором (швидкість руху вище 60 км/год);

при композиційних гальмівних колодках:

δ= 0.3...0,35 – для пасажирських тепловозів;

δ= 0.27...0,3 – для вантажних тепловозів.

m – число осей локомотива;

qo – навантаження на вісь, [кН].

Керуючись даними завдання, студенту необхідно вибрати конкретне значен величини коефіцієнтаδ (з точністю до сотих), а потім зробити розрахунок ∑ K і порівня отримане значення з нормативним. Допускається відхилення не більш 10%.

3.1.2. Одночасно з цим по обліковій вазі локомотива і сумарному натисканню гальмівних колодок з урахуванням існуючих конструкцій необхідно вибрати відповідний прототип локомотива. При цьому доцільно орієнтуватися на характеристики тепловозів вітчизняного виробництва, приведених у [1, табл. 2...5,7, с. 9...23] і даним [3, табл. 155 с. 331...341], а також [4, табл. 14, с. 222].

Потім переходять до попереднього вибору схеми важільної передачі візка. Для автоматичних гальм електровозів і тепловозів зазвичай вибирають одну з принципових схем, зображених відповідно на мал.240 і 241, а також приведених у табл. 155, с. 328…331, чи приймають конкретну схему обраного прототипу локомотива,

мал.242…263[3].

4

На основі обраної схеми важільної передачі прототипу роблять підрахунок кількості гальмівних циліндрів на один візок m і числа гальмівних колодок n , що відносяться до одного ГЦ. При цьому необхідно мати на увазі, що число гальмівних колодок локомотива визначається прийнятим способом підвішування. Двостороннє підвішування гальмівних колодок, як правило, повинно застосовуватися на усіх швидкісних локомотивах. У ряді випадків на практиці доводиться використовувати одностороннє підвішуванням, щоб уникнути ускладнення конструкцій ходових частин, а також збільшення їхньої ваги і габариту. Описати конструкцію важільної передачі з указівкою всіх її елементів.

3.1.3. Після докладного вивчення важільної передачі локомотива обчислити її передаточне число:

діапазоні 3.8...4.0 кгс/см2 (0.38...0.40 Мпа). У випадку двоступінчастого натискання гальмівних колодок на високошвидкісних локомотивах з швидкісним регулятором у

Схема важільної передачі, кількість і діаметр ГЦ для нових типів тепловозів рекомендовано вибирати так, щоб передаточне число важільної передачі було мінімально можливим і не перевищувало 10. Це забезпечує мінімальну кількість регулювань важільної передачі при зносі гальмівних колодок і мінімальні розміри регульованих ланок.

Застосовуючи на візках багатовісних локомотивів багатоциліндрові гальмівні

експлуатації.

3.1.4. Визначивши передаточне число i , остаточно вибираємо схему важільної передачі і розміри її елементів (важелів, тяг, підвісок), що забезпечують необхідну величину i (див. [3].с 334-336).

Відомо, що будь-яка важільна передача при відпуску гальм обертається в плоский кінематичний ланцюг, що являє собою зрівняльний механізм, призначення якого є рівномірний розподіл гальмівного натиснення колодок на колеса. Тому, як правило, важільні передачі рухомого складу виконуються з однаковою силою натискання гальмівних колодок на всі колісні пари. Необхідно знайти конкретне

5

співвідношення ведучих і відомих пліч усіх важелів. Сумарне передаточне число від одного ГЦ до його колодок дорівнює:

що можна використовувати при розбивці передаточного числа “ i ” по кількості важелів " e ” . При наявності в схемі загального важеля для декількох колодок одне з його пліч можна приймати за невідоме, а плечі інших важелів – відповідно до схеми прототипу.

3.1.5.При проектуванні важільної передачі потрібно звертати увагу на раціональне складання її схеми, розташування між ходовими частинами, вибір форми і розмірів важелів і тяг, надійність їхнього кріплення [7],с. 64.

Розрахунки, побудови важільної передачі виконують відповідно до середніх експлуатаційних умов. Тому в записці останні необхідно перелічити, привести при цьому схеми.

3.1.6.Детально розібравшись в розрахунках і засвоївши вимоги, пропоновані до проектування важільної передачі візка локомотива, накреслити на форматі А4 скоректовану схему в масштабі з дотриманням умовних позначок ЕСКД. На схемі пунктирними лініями вказати поворот важелів при притисканні однієї з гальмівних колодок, нанести розміри пліч важелів і діаметра ГЦ, привести специфікацію.

3.1.7.Зробити розрахунок виходу штока поршня ГЦ як суму вільного ходу штока до притиснення гальмівних колодок до коліс і виходу штока за рахунок пружних

де lc = ilз вільний хід поршня, обумовлений передаточним числом важільної передачі

(див. п. 3.1.3) і зазором між колодками і колесом. При відпущеному гальмі приймають lз < 5...6 мм.

По технічних вимогах до нового автогальмівного обладнання збільшення ходу поршня ГЦ внаслідок пружної деформації важільної передачі l не повинно перевищувати 25% величини максимального ходу поршня, що допускається при повному гальмуванні. Для розрахунку можна скористатися даними [5, табл. 1.1, с.6].

де ∑ K - уже відома величина, знайдена по формулі (3.1); nп− повне число гальмівних колодок локомотива;

f − поверхня тертя конкретної (відповідно до завдання) гальмівної колодки (гребеневої, безгребеневої, секційної).

Площі тертя гальмівних колодок та допустимі питомі тиски на них приведені у табл. 8 додатку 1.

3.1.9. За результатами виконаних розрахунків і обґрунтовано обраній схемі важільної передачі візка локомотива дати свої висновки і пропозиції по розділу, чітко і конкретно формулюючи їхній зміст.

6

4. Перевірка гальмівної системи

Для правильного вибору максимальних натискань фрикційних гальмівних засобів, що забезпечують без’юзове гальмування в нормальних експлуатаційних умовах, ці засоби розраховують за умовами зчеплення коліс з рейками.

4.1. Перевірка на можливість юза колісних пар локомотива виконується по

допустимій величині коефіцієнта зчеплення колісних пар локомотива з рейками ψ к . Для практичного використання цей коефіцієнт зчеплення визначається добутком функції швидкості f (V ) [3, рис.320] й осьового навантаження qo (кН):

Значення розрахункових ( допустимих) коефіцієнтів зчеплення і швидкостей руху, для яких перевіряють відсутність заклинювань колісних пар при максимальних силах натискання гальмівних колодок при різних осьових навантаженнях локомотивів, знаходять по табл.7 додатку 1[3,табл.253]. По вихідних даних у завданні на курсову роботу варто визначити ψ к для загальноприйнятих значень швидкостей руху.

Щоб під час гальмування виключити заклинювання колісних пар, необхідно дотримувати умови, при яких гальмівна сила не перевищувала б силу зчеплення колеса з рейкою, тобто

матеріалу (його обчислення приведене в п.4.1.1.2); 4.2. Розрахунковий коефіцієнт сили натискання гальмівних колодок локомотива

при чавунних колодках з підвищеним вмістом фосфору:

де К – дійсна сила натискання на одну гальмівну колодку в кН (для секційних колодок

– сила натискання на башмак).

7

Розрахунки робити для швидкостей V1 = 20 км/год, V2 = 100 км/год, V3 = 160 км/год, (див. конструкційну швидкість), тобто для максимального і мінімального значення.

Підставивши отримані значення величин δр і ϕкр у вираз (4.2), виконати розрахунок і зробити висновок про дотримання без’юзового гальмування.

5.Розрахунок гальмівного шляху локомотива

5.1.Однією з головних задач при проектуванні механічної частини гальмівної системи локомотива є забезпечення мінімально можливого гальмівного шляху при гальмуванні з конструкційної швидкості.

Відповідно до технічних вимог проектів гальмівного обладнання нового рухомого складу колії 1520 мм гальмівні засоби тепловозів повинні забезпечувати наступні довжини їхніх гальмівних шляхів:

для вантажних тепловозів з конструкційною швидкістю 100 км/год – не більш 800 м, а зі швидкістю 120 км/год – не більш 1200 м;

для пасажирських тепловозів з конструкційною швидкістю 140 км/год – не більш 1000 м, а зі швидкістю 160 км/год – не більш 1200 м.

Для оцінки гальмівних засобів локомотива необхідно зробити розрахунок довжини гальмівного шляху і порівняти його з нормативними значеннями.

8

5.2. Повний гальмівний шлях S дорівнює сумі підготовчого Sп і дійсного шляхів гальмування Sд. Таким чином, вираз для визначення повного гальмівного шляху має

спусках – «–». Якщо в завданні не обговорене значення ухилу, то розрахунок гальмівного шляху роблять при русі локомотива по площадці;

де ϕк – дійсний коефіцієнт тертя визначається за однією з наступних формул

[3,табл.250.с.471]:

для стандартної чавунної колодки:

для чавунної колодки з підвищеним вмістом фосфору (для електропоїздів):

9

для композиційних колодок з матеріалу (ТИИР-300):

для композиційних колодок з матеріалу (ТИИР-303):

Відповідно до варіанта завдання, дійсна сила натискання на одну гальмівну колодку К для всіх інтервалів береться з п.4.1.1.2. У вираз для обчислення коефіцієнта ϕк необхідно підставляти значення середньої швидкості інтервалу.

Дійсний коефіцієнт сили натискання гальмівних колодок локомотива δ беруть той же, що в п.3.1.1.

Основний питомий опір локомотива на холостому ходу (Н/т) визначається з виразу [9, с.29]:

ходу ωх, як і коефіцієнта тертя, обчислюється в кожнім інтервалі при середній швидкості.

гальмівного шляху. З урахуванням раніше знайденого підготовчого гальмівного шляху, визначимо повний гальмівний шлях по формулі 5.1.

5.3. Обчислений аналітичним способом гальмівний шлях, порівняти з нормативами розрахункового шляху і його величинах, знайденим по відповідній номограмі [3,5,10,11]. Останню привести стосовно до даних завдання, дати висновок. При цьому розрахункове натискання в кН на 100т маси потяга взяти з п.4.2. ϑ p=100δp.

5.6. За результатами перевірки обраної схеми важільної передачі візка локомотива дати загальний висновок, у якому відмітити, чи дотримуються умови без’юзового гальмування і чи забезпечується необхідна довжина гальмівного шляху.

10