Реферат

Курсовой проект состоит из пояснительной записки (42 листа, 6 графиков, 2 рисунок и 5 таблиц) и графической части – 2 листа формата А1 (первый лист – графики расчётов; второй лист – схема тормозной рычажной передачи).

Пояснительная записка включает в себя шесть разделов:

• расчёт потребной тормозной силы;

• определение допускаемой тормозной силы по условиям безъюзового торможения и обоснование выбора тормозной системы;

• проектирование и расчёт механической части тормоза;

• проектирование принципиальной пневматической схемы тормоза;

• тормозные расчёты для заданного поезда;

• расчет деформаций элементов рычажной передачи.

1 Расчет потребной тормозной силы

Величину потребной тормозной силы выбирают из условия остановки поезда при экстренном торможении на минимальном тормозном пути.

При торможении поезда учитывают время подготовки тормозов к действию (распространения тормозной волны, развитие тормозной силы). В этом случае полный тормозной путь

где − действительный тормозной путь, м;

s_д – путь, проходимый поездом за время подготовки тормозов к действию, м.

С учетом времени t_п подготовки тормозов потребную тормозную силу можно определить из уравнения

где t_п – время подготовки тормозов к действию, с;

–скорость, которой обладал поезд к началу торможения,

;

–коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс в поезде (колесные пары вагонов и локомотивов, роторы электромашин, связанных с колесными парами и т.д.); для приближенных расчетов принимаем ;

–удельное сопротивление движению поезда, Н/т;

–потребная удельная тормозная сила, Н/т;

–удельное сопротивление от уклона пути , Н/т;

Время подготовки тормозов к действию t_п является функцией удельной тормозной силы

где d, e – эмпирические коэффициенты, зависящие от вида и длины поезда (в заданном по условию поезде 90 4-осных полувагонов. Это 360 осей, следовательно, d = 12, e = 180);

i – уклон пути, i = -6 ^o/_oo.

Величина основного сопротивления движению со снижением скорости от v_н до 0 уменьшается по параболическому закону (нелинейно), поэтому при определении b_т целесообразно принимать усредненное значение удельного сопротивления движению, определяемое как среднее значение функции

В общем виде зависимость основного сопротивления от скорости для различных типов подвижного состава может быть выражена уравнением

следовательно, среднее значение удельного основного сопротивления

Для 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках

где q₀ – расчетная нагрузка от оси на рельс, q₀ = 232 кН=23,6 т/ось.

Удельное сопротивление от уклона пути

Полный тормозной путь поезда

Для упрощения расчетов приведем уравнение (1.12) к виду

где

Тогда

Принимаем

Тогда полный тормозной путь

2 Определение допускаемой тормозной силы по условиям безъюзового торможения и обоснование выбора тормозной системы

При выборе и проектировании тормозных систем для железнодорожного подвижного состава необходимо руководствоваться следующими соображениями:

1. Основным видом тормозов, которые учитываются при подсчете величины тормозной силы в поезде для аварийного торможения, являются пневматические фрикционные тормоза.

2. Проектируемая тормозная система для подвижного состава общего пользования должна допускать совместное действие с существующими тормозами.

3. Тормозная система должна обеспечивать получение потребной тормозной силы при экстренном, остановочном и регулировочном торможениях.

Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая тормозная сила не должна превышать силу сцепления, так как иначе возможно заклинивание и повреждение колесных пар. Кроме того, при юзе возрастает тормозной путь.

Условие безъюзового торможения колесной пары

где В₀ – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;

В_т – допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;

q – статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

–коэффициент сцепления колеса и рельса;

k_c− расчётный коэффициент запаса по сцеплению, k_c=0,85 .

Расчетный коэффициент сцепления для железных дорог стран СНГ определяют по формуле

где q – статическая осевая нагрузка, кН;

–функция скорости, зависящая от типа подвижного состава.

Для грузовых вагонов с тележками 18-100 и им подобным

Удельная тормозная сила

где b_т – удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления, Н/т;

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²).

Значения [b_т] определяется для всего диапазона скоростей от v_н до 0. Приведем пример расчета для v_н=100 км/ч, результаты для остальных скоростей сведем в таблицу 1.

Для v=100 км/ч:

,

Таблица 2.1 – Удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления

vн, км/ч
100	0,564	0,0805	671
90	0,576	0,0822	685
80	0,590	0,0842	702
70	0,606	0,0865	721
60	0,627	0,0895	746
50	0,652	0,0930	776
40	0,684	0,0976	814
30	0,726	0,104	867
20	0,783	0,112	934
10	0,867	0,124	1034
0	1	0,143	1192

По данным таблицы 2.1 построим график зависимости удельной тормозной силы, допускаемой по условиям сцепления и коэффициента сцепления, от скорости движения поезда (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – График зависимости удельной тормозной силы, допускаемой по условиям сцепления от скорости

Рисунок 2.2 – График зависимости коэффициента сцепления от скорости

Среднее значение допускаемой тормозной силы можно определить при помощи формул приближенного интегрирования. Так как

то, воспользовавшись «общей формулой трапеций», получим

где – величина интервалов скорости, через которые определены значения коэффициента сцепленияи значения удельной силы,;

–начальная скорость торможения, км/ч;

–величина допускаемой удельной тормозной силы в момент остановки поезда, Н/т;

–то же в момент начала торможения при скорости , Н/т;

–промежуточные значения удельной тормозной силы, Н/т;

n – число интервалов скорости;

Таким образом, можно сделать вывод, что допускаемая удельная тормозная сила больше потребной. В связи с этим в дальнейших расчетах будем использовать значение допускаемой тормозной силы.