2.2. Розрахунок гальма на ефективність
При розрахунку на ефективність слід приймати тиск повітря у ГЦ – 95% від номінального. Типові значення номінального тиску в ГЦ: 4,0 кГ/см 2 на звичайному режимі та 6,0...7,0 кГ/см2 на швидкісному режимі (за наявності швидкісного регулювання). При цьому обов’язково враховується зменшення гальмової сили від протидії авторегулятора виходу штока ГЦ та приймається коефіцієнт корисної дії (ККД) ГЦ на рівні 98%.
Фактичний вихід (у мм) штока ГЦ розраховують за формулою:
=5
3,46
1,2=20,76
мм
де: h=5...12 мм – відстань при відпущених гальмах між поверхнями тертя гальмової колодки та колеса; n – передаточне число ГВП; kL=1,20...1,25 – коефіцієнт, який враховує деформацію важелів.
Розрахована величина Lш не повинна перевищувати нормативної верхньої межі для випадку ПСГ локомотивів та МВРС, інакше Lшприймають найбільшим допустимим в експлуатації.
Дійсне натиснення (в кН) на одну гальмову колодку розраховують за формулою:
=
=
кН
де: nк – передаточне число ГВП до гальмової колодки (балки), яка розглядається; ηГВП – коефіцієнт втрат на тертя у механізмі ГВП; k1 – кількість колодок, які розташовані на одній гальмовій балці та приводяться у дію від одного гальмового циліндра; g=9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння; AГЦ – площа поршня ГЦ, см2; pГЦ – розрахунковий надлишковий над атмосферним тиск повітря у ГЦ, кГ/см2; ηГЦ – коефіцієнт корисної дії ГЦ, який коли враховується, то приймається 0,98; Fпр і спр– відповідно сила (кН) попередньої затяжки та жорсткість (кН/мм) відпускної пружини ГЦ.
Розраховане за формулою (2.3) дійсне зусиля натиснення потрібно відкорегувати у бік зменшення у трьох випадках: а) при односторонньому натисненні, якщо кут підвішування не є прямим (за формулою (2.4) на ΔK); б) за наявності авторегулятора ГВП, на дію якого витрачається зусилля ГЦ; в) при використанні секційних гальмових колодок.
Якщо кут підвішування β≠ 90 о, то при односторонньому натисненні на колесо зміна дійсного натиснення розраховується за формулою
=47.6
0,29
tg300=7.97
де φк– дійсний коефіцієнт тертя колодки об колесо; β 1 – кут, на який кут підвішування відрізняється від прямого.
При розрахунку гальма на ефективність φк обчислюють для швидкості руху локомотива, яка становить половину від конструкційної.
Протидію пружини вбудованого у ГЦ авторегулятора враховують подібно до відпускної пружини ГЦ у формулі (2.3), тобто мінусуванням попередньої затяжки пружини авторегулятора та зусилля від стиснення цієї пружини. При секційних колодках у розрахунках потрібно зменшувати гальмове натиснення шляхом його проектування з лінії радіуса між центрами колеса та шарніра башмака на лінію радіуса між центрами колеса та гальмової колодки.
За знайденим відкорегованим дійсним натисненням за відповідною формулою табл. 2.1 отримують розрахункове натиснення гальмової колодки Kр. У формулах табл. 2.1 розмірності одиниць: для K – кН; для швидкості руху одиниці залізничного рухомого складу V – км/год.
Розрахунок коефіцієнту тертя натиснення гальмових колодок
φк==
Доданком відповідних сил натиснення всіх гальмових колодок для локомотива знаходять сумарне розрахункове ΣKр натиснення. Шуканий розрахунковий коефіцієнти натиснення гальмових колодок розраховують за формулою:
=
де: P – розрахункова вага локомотива, т; g=9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння.
Як розрахункова вага локомотивів приймається їх вага у спорядженому стані, тобто з 2/3 ваги запасів піску та дизельного пального. Для існуючих локомотивів відповідні дані є нормативними.
Рекомендовані значення [δр] при гальмових колодках з чавуну марки М для локомотивів залежно від роду їх служби такі: 0,6...0,7 – для вантажного; 0,7...0,8 – для пасажирського (у разі швидкісного регулювання тиску в ГЦ на найбільшому тиску – 1,2...1,5). При гальмових колодках з чавуну марки Р рекомендовані значення [δр] – до 0,3 (0,5) для звичайного (збільшеного) натиснення. При композиційних гальмових колодках рекомендовано [δр] до 0,4.
Кр=