3 Проектирование и расчет механической части тормоза

3.1 Выбор схемы тормозного нажатия

На грузовом подвижном составе применяют одностороннее нажатие колодок на колесо.

Одностороннее нажатие для общесетевых условий эксплуатации грузовых вагонов считается экономически более выгодным, так как позволяет упростить конструкцию рычажной передачи и рамы тележки и уменьшить их вес и габариты.

Для предохранения колесных пар тележки от раздвигания при одностороннем торможении нажатие на колодку не должно превышать 60 % от веса брутто вагона, приходящегося на колесо.

В данном курсовом проекте для 4-осного крытого вагона с тележками модели 18-100 принимаем одностороннее нажатие композиционных колодок на колесо.

3.2 Потребная величина тормозного нажатия

Результаты расчетов потребной силы и допускаемой по условию безъюзового торможения позволяют перейти к определению силы нажатия тормозных колодок.

Суммарное нажатие колодок, которое приходится на ось колесной пары определяется по формуле

, (3.1)

где – нажатие колодки на колесо, кН;

–число колодок действующих на ось, ;

–допускаемая удельная тормозная сила, Н/т;

–осевая нагрузка, =23,45 т

–действительный коэффициент трения материала колодок.

Действительный коэффициент трения материала колодок определяется по формуле

(3.2)

где - функции, характеризующие зависимость коэффициента трении от силы нажатия и от скорости;

где –

эмпирические коэффициенты, зависящие от материала колодок, для чугунных колодок ,

Подставим выражение для в формулу (3.1)

(3.3)

Преобразуем полученное уравнение, обозначив

, (3.4)

Тогда

(3.5)

Выразив из уравнения (3.5), получим квадратное уравнение типа

(3.6)

где

.

Откуда

; (3.7)

Рассчитаем для скоростикм/ч.

;

;

;

;

;

кН.

Для остального диапазона скоростей расчет сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Расчет допускаемого тормозного нажатия

Элемент расчета	, м/с
	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110
[bт],Н/м	1192,41	1034,04	933,97	867,26	815,55	777,19	748,01	722,99	702,14	686,88	672,96	659,6
	1	0,941	0,895	0,857	0,826	0,800	0,778	0,759	0,742	0,727	0,714	0,703
	63,29	58,45	55,51	53,83	52,52	51,67	51,14	50,67	50,33	50,25	50,13	49,91
	25,32	23,38	22,20	21,53	21,00	20,67	20,46	20,27	20,13	20,10	20,05	19,96
B = γn-m(v)δ	14,68	16,62	17,80	18,47	19,00	19,33	19,54	19,73	19,87	19,90	19,95	20,04
	-1265,8	-1169	-1110,2	-1076,6	-1050,4	-1033,4	-1022,8	-1013,4	-1006,6	-1005	-1002,6	-998,2
В2	215,50	276,22	316,84	341,14	361	373,65	381,81	389,27	394,82	396,01	398	401,6
-4АС	1012,64	935,2	888,16	861,28	840,32	826,72	818,24	810,72	805,28	804	802,08	798,56
	35,04	34,805	34,713	34,66	34,646	34,641	34,641	34,642	34,642	34,641	34,642	34,643
	50,9	45,46	42,28	40,52	39,15	38,29	37,75	37,28	36,93	36,85	36,73	36,51

По полученным данным строим зависимость силы нажатия колодки на колесо К от скорости V (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Зависимость силы нажатия колодки на колесо от скорости

Сила нажатия тормозных колодок на колесо ограничивается по условиям тепловой нагруженности фрикционного узла колесо-колодка, так как износ трущихся материалов определяется главным образом работой трения.

Поэтому в предварительных расчетах величину силы нажатия следует уточнить и в необходимых случаях откорректировать по допускаемым удельным давлениям на колодку

, (3.8)

где – допускаемое удельное давление,=0,9 МПа;

–геометрическая площадь трения колодок, .

кН.

Расчетная сила нажатия тормозных колодок на колесо на всем интервале скоростей превышает допускаемую по удельному давлению на колодку. Поэтому дальнейший расчет ведем по удельному давлению на колодку.