1 Расчёт колодочного тормоза
Расчёт колодочного
тормоза включает в себя определение
допустимого нажатия тормозной колодки,
вывод формулы передаточного числа
рычажной тормозной передачи, определения
диаметра тормозного цилиндра, выбор
воздушной части тормозной систе
мы,
определение подачи (производительности)
компрессора и объёма главных резервуаров.
1.1 Определение допустимого нажатия тормозной колодки
Для создания эффективной тормозной системы сила нажатия тормозной колодки на колесо должна обеспечивать реализацию максимальной силы сцепления колеса с рельсом и вместе с тем исключать возможность появления юза при торможении. Это положение в колодочном тормозе выполняется при граничных условиях, соответствующих сухим и чистым рельсам, и аналитически выражаются уравнением:
где К – допустимая сила нажатия колодки на колесо, кН;
φк – действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо;
0,85 – коэффициент, учитывающий разгрузку задней колёсной пары;
Ψк – коэффициент сцепления колеса с рельсом при торможении;
Рк – статическая нагрузка на колесо, отнесённая к одной тормозной колодке, кН.
где Ру – учётный вес локомотива, тс;
z – число колёсных пар (тормозных осей) локомотива;
mк = 2 – количество тормозных колодок или их секций, приходящихся на одно колесо;
g = 9,81≈ 10 м/с2 – ускорение свободного падения.
PK= |
276·9.81 |
= 56,4 кН |
2·12·2 |
Подставляя в фор мулу значения коэффициента трения, получим для стандартных чугунных колодок:
,
где V = 7 км/ч – расчётная скорость движения экипажа при недопущении юза, км/ч.
После преобразований уравнение примет вид:
.
Нагрузка от колёсной пары на рельсы определяется из выражения:
q0= |
276 · 9.81 |
=225,6 кН |
12 |
Расчётное значение для коэффициента сцепления ψк в зависимости от скорости недопущения юза и нагрузки колёсной пары на рельсы примем:
ψK=0,128
Подставляя в уравнение значения, получим:
0,016·(7+100)·K2+(7+100-0,567·(7+20) 0,128·56,4)K-7,083(7+20) ·0,128·56,4=0
1,712·K2-(3,52)·K-1380,61=0
,
K1= |
-(3,52)±( 3,522-4·1,712·(-1380,61))1/2 |
=29,4 кН |
2·1,712 |
Полученную допустимую силу нажатия тормозной колодки проверяем исходя из требований теплового режима трущихся пар, по выражению:
где Fк - номинальная площадь трения тормозной колодки, см2,
Fк =442 см2;
[ΔРуд] – допустимое удельное давление на тормозную колодку, Н/см2, [ΔРуд]=130.
29400 |
=66,52<130 Н/см2 |
442 |
Принимаем Кдоп=29,4 Н.
1.2 Вывод формулы и определение передаточного числа рычажной
тормозной передачи
Передаточное число рыч ажной тормозной передачи (ПЧРТП) – безразмерная величина, определяется как отношение теоретической суммы сил нажатия тормозных колодок, приводимых в действие от одного тормозного цилиндра, к усилию на его на штоке. ПЧРТП показывает, во сколько раз с помощью рычагов тормозной передачи увеличивается сила, развиваемая штоком поршня тормозного цилиндра.
При выводе формулы ПЧРТП используется расчетная схема рычажной передачи, находящаяся в состоянии равновесия, в которой после торможения все рычаги занимают перпендикулярное положение относительно тяг.
ПЧРТП определяется из соотношения длин плеч ведущих и ведомых рычагов. Рычаги, применяемые для передачи усилия в рычажных передачах, бывают первого и второго рода. Ведущим является плечо от оси вращения рычага до места приложения силы. Ведомым называется плечо от оси вращения рычага до места передачи усилия. При этом рассматривают передачу усилия со штока тормозного цилиндра через элементы рычажной передачи на тормозные колодки, используя уравнение статики, т.е. равенства момента сил относительно того или иного шарнира рычажной передачи.
Порядок расчета передаточного числа покажем на примере рычажной передачи тепловоза 2ТЭ116, рисунок 1.
Р
исунок
1- Схема рычажной тормозной передачи
одной тележки тепловоза 2ТЭ116.
На основании равенства моментов сил относительно того или иного шарнира запишем:
Для
первой колодки:
ΣМА=0 
откуда 
ΣМБ=0 
откуда 
Для второй колодки:
ΣМА=0 откуда
ΣМВ=0 
откуда 
ΣМГ=0 
откуда 
Передаточное число рычажной тормозной передачи определяем суммированием полученных величин:
