1 Расчет потребной тормозной силы

Тормозной путь – это расстояние, проходимое поездом с момента перевода ручки крана машиниста в тормозное положение до полной остановки поезда.

Движение тормозящего поезда рассматривается как движение массы, сосредоточенной в центре тяжести. Тормозной путь поезда при экстремальном торможении подразделяется на путь, проходимый за время подготовки тормозов и действительный тормозной путь.

В этом случае полный тормозной путь

, (1.1)

где –	путь, проходимый поездом за время подготовки тормозов к действию, м
–	действительный тормозной путь, м ; м.

С учетом времени t_пподготовки тормозов потребную тормозную силу можно определить из уравнения

, (1.2)

где –	начальная скорость поезда, м/с, м/с;
–	коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс в поезде, [1];
–	среднее удельное сопротивление движению поезда; для 4-осных грузовых вагонов на роликовых подшипниках;

– удельная тормозная сила поезда, Н/т;

– удельное сопротивление от уклона пути, Н/т;

, (1.3)

– уклон пути,= -8^o/_oo ,

Н/т.

Время подготовки тормозов к действию является функцией удельной тормозной силы

, (1.4)

где –

эмпирические коэффициенты, зависящие от вида и длины поезда; для грузовых поездов длиной более 200 осей: ,.

Величина основного удельного сопротивления движению со снижением скорости от до 0 уменьшается по параболическому закону, поэтому при определениицелесообразно принимать усредненное значение удельного сопротивления движению_.

Тогда полный тормозной путь

, (1.5)

Решив квадратное уравнение (1.7), определим удельную тормозную силу вагона, потребную для остановки поезда на тормозном пути .

Для упрощения расчетов приведем уравнение (1.5) к виду

,

где

(1.6)

. (1.7)

Потребная тормозная сила, Н/т, определяется по формуле

, (1.8)

;

.

Тогда

Н/т;

Тогда

Выполним проверку

м.

2 Выбор тормозной системы и определение допуска-емой тормозной силы по условиям безъюзового тор-жения

Грузовые вагоны оборудуются колодочными тормозами с пневматическим управлением.

Тормоза должны отвечать следующим требованиям:

–обеспечивать необходимую безопасность движения поездов;

– эффективность действия тормозов должна быть такой, чтобы обеспечить при экстренном торможении с максимальной скорости нормативную длину тормозного пути;

– вновь вводимые тормоза должны без каких-либо ограничений работать совместно с существующими;

– конструкция тормозной системы должна обеспечивать простоту управления, удобство ремонта и технического обслуживания.

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 можно записать в виде

(2.1)

где – реализуемая тормозная сила колесной пары, Н;

–допускаемая тормозная сила по сцеплению, Н;

–статическая осевая нагрузка единицы подвижного состава, Н;

–коэффициент сцепления колеса и рельса;

–расчетный коэффициент запаса по сцеплению, [2].

Значение действительного коэффициента сцепления колес с рельсами изменяется в значительных пределах ( = 0,04…0,3) в зависимости от состояния и загрязненности пути, условий погоды, типа тормозной системы и т.д. Если в расчетах допускаемой тормозной силы принимать минимальное значение коэффициента сцепления, то эффективность тормозной системы уменьшается, а при завышенных расчетных значениях может произойти заклинивание колесной пары.

Расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами определяется по формуле

, (2.2)

где – скорость движения подвижного состава, м/с;

–осевая нагрузка, q = 230 кН.

Тогда из уравнения (2.2)

Значение функции скорости определяем по формуле

(2.3)

Удельная тормозная сила, Н/т, допускаемая по условию сцепления, определяется по формуле

_(2.4)

Определим значение для начальной скорости торможения.

;

;

Для остального диапазона скоростей расчеты сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Удельная тормозная сила , допускаемая по условию сцепления

, км/ч			, Н/т
110	0,553	0,0791	659,58
100	0,564	0,0807	672,96
90	0,576	0,0824	686,88
80	0,589	0,0842	702,14
70	0,606	0,0867	722,99
60	0,627	0,0897	748,01
50	0,652	0,0932	777,19
40	0,684	0,0978	815,55
30	0,725	0,104	867,26
20	0,783	0,112	933,04
10	0,867	0,124	1034,04
0	1	0,143	1192,41

По полученным данным на рисунке 2.1 строим график зависимости допускаемой тормозной силы от скорости .

Рисунок 2.1 – График зависимости допускаемой тормозной силы от скорости

Среднее значение допускаемой удельной тормозной силы

(2.5)

где –	величина интервалов скорости, через которые определены значения и, 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.

Так как допускаемая тормозная силы равной 807,82 Н/т больше чем потребная тормозной силы, равной 659,58 Н/т, дальнейший расчет ведем по допускаемой тормозной силе.