Реферат

Курсовой проект состоит из пояснительной записки (35 листов) и графической части – 2 листа формата А1 (первый лист – графики зависимостей; 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 принципиальной пневматической схемы тормоза;

• тормозные расчёты для заданного поезда;

• расчет регулировочной характеристики авторежима.

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_п – путь, проходимы 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 82 4-осных крытых вагона. Это 328 осей, следовательно, d = 12, e = 180);

i – уклон пути, i = -7 ^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 различного типа 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 = 210 кН=21,4 т.

Определим удельное сопротивление от уклона пути

Решив квадратное уравнение (1.12), определим удельную тормозную силу вагона, потребную для остановки поезда на тормозном пути s

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;

Расчетный коэффициент сцепления для железных дорог СНГ определяют по формуле

где q – статическая осевая нагрузка, кН;

–функция скорости, значения которой зависят 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=120 км/ч, результаты для остальных скоростей сведем в таблицу 1.

Для v=120 км/ч:

Таблица 2.1 – Удельная тормозная сила, допускаемая по условиям сцепления

vн, км/ч
120	0,545	0,0795	663
110	0,554	0,0809	675
100	0,564	0,0823	686
90	0,576	0,0841	701
80	0,590	0,0861	718
70	0,606	0,0885	738
60	0,627	0,0915	763
50	0,652	0,0952	794
40	0,684	0,0999	833
30	0,725	0,1059	883

Продолжение таблицы 2.1

vн, км/ч
20	0,783	0,1143	953
10	0,867	0,1266	1056
0	1	0,1460	1217

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

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.