2 Определение допускаемой тормозной силы по условиям безъюзового торможения и обоснование выбора тормозной системы
Для тормозов, основанных на использовании сцепления колес с рельсами, реализуемая сила не должна превышать силу сцепления, так как иначе возможно заклинивание и повреждение колесных пар. Кроме того, при юзе возрастает тормозной путь. К таким тормозам относятся: фрикционные – колодочные и дисковые; электрические; гидродинамические и вихретоковые дисковые, у которых источником тормозной силы является тормозная ось.
Условие безъюзового торможения колесной пары
(2.1)
где В0 – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;
ВТ – допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;
q – статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;
ψ – коэффициент сцепления колеса с рельсом;
kc− расчетный коэффициент запаса по сцеплению, kc = 0,85.
Для пассажирского подвижного состава коэффициент сцепления можно определить по формуле
(2.2)
где V – скорость движения, м/с.
Допускаемая удельная тормозная сила
(2.3)
где [bТ] – удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления, Н/Т;
g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.
Пример расчета допускаемой удельной тормозной силы для V = 27,8 м/с
Н/Т
Результаты расчетов для остальных скоростей, с интервалом в 10 км/ч, сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Удельная тормозная сила
,
допускаемая по условию
-
V,км/ч
V,м/с
ΨК
[bT],Н/т
100
27,8
0,1
834
90
25
0,1018
849
80
22,2
0,1039
866
70
19,4
0,1062
886
60
16,7
0,1089
908
50
13,9
0,112
934
40
11,1
0,1157
965
30
8,3
0,1201
1001
20
5,55
0,1253
1045
10
2,8
0,1317
1098
0
0
0,14
1167
Среднее значение допускаемой удельной тормозной силы
,
(2.4)
где 
–величина интервалов
скорости, через которые определены
значения коэффициента сцепления
и значения удельной силы
,м/с;
–начальная скорость
торможения, м/с;
–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;
–число интервалов
скорости.
Н/Т
Сравнение потребной (388,9 Н/т) и допускаемой (955,3 Н/т) тормозных сил приводит к следующему результату: потребная тормозная сила меньше допускаемой по сцеплению. В этом случае параметры тормозной системы следует выбирать исходя из допускаемой тормозной силы.
3 Проектирование и расчет механической части тормоза
3.1 Выбор схемы тормозного нажатия
На пассажирском подвижном составе применяют двустороннее нажатие колодок на колесо.
Двустороннее
нажатие позволяет уменьшить удельные
давления колодки на колесо и, следовательно,
увеличить коэффициент трения колодки
и более полно использовать допускаемую
тормозную эффективность по условиям
сцепления колеса и рельса. При двустороннем
нажатии отсутствует выворачивающее
действие на колесо, неблагоприятно
сказывающееся на работе буксового узла.
Считают, что тепловая напряженность фрикционной пары тормозная колодка-колесо при двустороннем торможении выше, чем при одностороннем.
Двустороннее нажатие применяется на пассажирских вагонах, локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе.
При дисковых тормозах также применяется двустороннее нажатие накладок на диски.