2.2 Вывод формулы и определение передаточного числа рычажной тормозной передачи

Передаточное число рычажной тормозной передачи (ПЧРТП) - безразмерная величина, определяется как отношение теоретической (без учета потерь на трение в шарнирах) суммы сил нажатия тормозных колодок, приводимых с действие от одного тормозного цилиндра, к усилию на его штоке. ПЧРТП показывает, во сколько раз с помощью рычагов тормозной передачи увеличивается сила, развиваема штоком поршня тормозного цилиндра.

При выводе формулы ПЧРТП используется расчетная схема рычажной передачи, находящаяся в состоянии равновесия, в которой после торможения все рычаги занимают перпендикулярное положение относительно тяг. Поэтому необходимо соответственно вычертить в масштабе заданную схему рычажной передачи, на которой показать действующие силы и размеры плеч рычагов. Кроме того, схему следует дополнить технической характеристикой (допустимая, действительная, расчетная силы нажатия тормозной колодки, диаметр тормозного цилиндра, давление воздуха в тормозном цилиндре, расчетный коэффициента нажатия тормозных колодок). Размеры плеч рычагов тормозных передач приведены в прил. 2.

ПЧРТП определяется из соотношения длин плеч ведущих и ведомых рычагов. Рычаги, применяемые для передачи усилия в рычажных передачах, бывают первого и второго рода. Ведущим является плечо от оси вращения рычага (мертвой точки) до места приложения силы. Ведомым называется плечо от оси вращения рычага до места передачи усилия. При этом рассматривают передачу усилия со штока тормозного цилиндра через элементы рычажной передачи на тормозные колодки, используя уравнение статики, т.е. равенства момента сил относительно того или иного шарнира рычажной передачи.

Порядок расчёта передаточного числа покажем на примере рычажной передачи локомотива, схема которого показана на рис.1.

Рис.1 Схема рычажной тормозной передачи одной тележки локомотива и силы, действующие в ней

На основании равенства моментов сил относительно того или иного шарнира запишем:

;; (12)

;(13)

Подставив выражения (12) в (13), получим усилие на триангель (тормозную балку).

Направление силы образует уголс направлением радиуса, проходящего через центр колеса и середину тормозной колодки, т.е. с направлением нормального давления колодки. Величина силы нажатия на тормозную колодку

или

, (14)

Приравнивая уравнение (14) к силе нажатия на тормозную колодку

,

приведенному в [1], запишем:

, (15)

где – коэффициент силовых потерь рычажной тормозной передачи;

– передаточное число к первой тормозной колодке,

– угол подвеса колодки.

Поскольку при определении передаточного числа пренебрегают потерей усилия на трения в шарнирах рычажной передачи (), то из равенства (15)

. (16)

Величину угла наклона колодки принимать для электровозов, тепловозов и моторных вагонов электропоездов 30º, а для головных и прицепных вагонов электропоездов - 10º.

По изложенной выше методике определяют передаточное число для каждой отдельной колодки. Необходимо убедиться в том, что передаточные числа для каждой тормозной колодки в одной рычажной передачи одинаковы.

Тогда ПЧРТП определяют как

, (17)

где – число колодок рычажной передачи, действующих от одного тормозного цилиндра.

Если же в рассматриваемой рычажной передаче передаточные числа для каждой тормозной колодки неодинаковы, то ПЧРТП определяют суммированием полученных величин:

, (18)

где – передаточное число в одной рычажной передаче для первой, второй и т.д. тормозных колодок.