Проверка обеспеченности вагона тормозными средствами

В соответствии с правилами технической эксплуатации все грузовые и пассажирские вагоны, отправляемые в рейс, должны быть обеспечены автоматическими тормозами из расчета единой наименьшей тормозной силы [В_т], гарантирующей остановку поезда на заданном тормозном пути.

Однако вычисление тормозных сил поезда, составленного из большого количества разнотипных вагонов с различной загрузкой, но фактическому, действительному нажатию на колесо тормозных колодок К_д и коэффициенту трения φ_к весьма трудоёмки, т. к. для вагонов в разном режиме торможения необходимо определять свое значение φ_к по известному К.

Расчет фактического давления сжатого воздуха в ТЦ

Грузовой авторежим обеспечивает давление в тормозном цилиндре порожних вагонов 0.28 – 0.32МПа. Значения давления воздуха в ТЦ, при различной степени загрузки вагона указаны в табл.4.1.

Таблица 4.1.

Тип вагона	Давление воздуха Pтц в МПа в ТЦ при загрузке в %
Средний	0.13	0.16	0.2	0.235	0.27	0.3
Груженый	0.16	0.22	0.27	0.325	0.375	0.4

4.2 Определение действительных и расчётных нажатий тормозных колодок

Коэффициент трения φ_к зависит от скорости движения, силы нажатия К колодки на колесо и вычисляется для композиционных тормозных колодок по формуле:

Действительная сила нажатия ;

где: Р_ШТ – усилие по штоку ТЦ, Н;

Р_ТЦ – расчетное давление воздуха в ТЦ,

η_ТЦ –КПД ТЦ, η_ТЦ =0,98

Р_пр – усилие отпускной пружины ТЦ, Н;

Р_р –усилие возвратной пружины;

d_ТЦ –диаметр TЦ мм:

Усилие отпускной пружины ТЦ:

Р_пр=Р_о+Ж_Ц*L_Ш ,

где

Р_о – усилие предварительного сжатия отпускной пружины ТЦ, Н;

Р₀ = 159 кгс;

Ж_Ц – жесткость отпускной пружины ТЦ, Ж_Ц = 6.57 кгс/см;

L_Ш - величина выхода штока TЦ, мм.

Для композиционных колодок L_Ш =10см.

Усилие возвратной пружины авторегулятора РП, приведённое к штоку ТЦ:

где: Р_ОР –усилие предварительного сжатия возвратной пружины

Р_ОР -1690 Н;

1_р - величина сжатия возвратной пружины 1_р = 25 мм;

n_р – передаточное число, для композиционных колодок, n_р =0.47.

Ж_Ц – жесткость возвратной пружины ТЦ, Ж_Ц = 23.1 кгс/см

Усилие по штоку ТЦ:

;

n – передаточное число ТРП вагона для композиционных колодок n=5.87;

η_РП –КПД ТРП, в типовых расчетах тормоза рекомендуется принимать для передачи с одним TЦ вагона-хоппера равным 0.95.

Тогда действительная сила нажатия:

Расчетное нажатие К_p, определяется по действительному К_Д на основе метода приведения, исходя из того, чтобы при принятом φкр, отличающимся от φк, тормозная сила Вт, при любом методе расчета была одинаковая, равная истинному значению, т, е.:

;

для композиционных колодок:

Принимаем что у композиционных тормозных колодок Кд=16 кН, тогда:

4.3 Определение расчётного коэффициента нажатия тормозных колодок для различной степени загрузки вагона

Расчетный коэффициент нажатия тормозных колодок определяется:

для композиционных колодок среднего и груженого режима:

;

для порожнего режима:

;

Для “П” режима 0.22£ d_p £ 0.32;

Для “Г режима 0.14£ d_p £ 0.28.

Также расчетный коэффициент силы нажатия тормозной колодки определяется в зависимости от статической нагрузки колесной пары на рельс:

m1 – число тормозных колодок одной колесной пары;

q0 – статическая нагрузка колесной пары на рельс.

Вычислим для различных режимов загрузки вагона и сведем данные в таблицу 4.2.

При наличии АРЖ:

Давление в ТЦ достигает до 60% загрузки вагона брутто. В зависимости от загрузки на ось оно составляет:

Таблица 4.2.

q0, кН/ось	66.65	86.65	106.65	126.65	146.65	166.65	226.6
Ртц, МПа	0.13	0.16	0.2	0.235	0.27	0.3	0.3

Усилие на штоке определяется:

;

площадь поршня ТЦ Fтц=994 ;

величина выхода штока Lшт=10м.

;

результаты сведены в таблицу 4.3:

Таблица 4.3

Ртц, МПА	Ршт,кН	К, кН	Кр, кН	q0, кН/ось	δр
0.13	9.038	6.2	7.079	56.65	0.221
0.16	11.966	8.21	9.11	86.65	0.218
0.2	15.866	10.89	11.68	106.65	0.219
0.235	19.282	13.23	13.81	126.65	0.216
0.27	22.696	15.578	15.85	146.65	0.212
0.3	25.622	17.586	17.5	166.65	0.210
0.3	25.622	17.586	17.5	226.6	0.154

По данным таблицы 4.3 строим зависимость коэффициента расчетного тормозного нажатия композиционных колодок от загрузки вагона:

Из графика видно, что при наличии на вагоне АРЖ обеспеченность его тормозными средствами до 60% загрузки от веса брутто практически остается неизменной.

Вывод: при наличии на вагоне АРЖ при любой степени загрузки вагон в полной мере обеспечен тормозами о чем свидетельствуют δр = 0.221 для порожнего и δр = 0.154 для груженого вагона.

При отсутствии АРЖ:

Произведем расчет усилия на штоке для расчетных значений P_ТЦ при отсутствии АРЖ, полученные данные сведем в таблице 4.4.

Таблица 4.4.

Режим включения ВР	Расчетная величина давления в тормозном цилиндре РТЦ, МПа	Давление на штоке ТЦ РШТ, кН
Порожний	0,13	9,47
Средний	0,3
груженый	0,4	35,794

Результаты расчета коэффициентов для вагонов не оборудованных АРЖ приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Режим включения ВР	Давление на штоке ТЦ РШТ, кН	КД, кН	КР, кН
Порожний	9,47	5,146	5,84
Средний		17,66	17,33
груженый	35,794	24,31	22,38

Вычислим для различных режимов загрузки вагона и сведем данные в таблицу 4.6

Поскольку авторежим на полувагоне неисправен, то приходится использовать ручное переключение грузовых режимов ВР в зависимости от степени загрузки полувагона.

Таблица 4.6

Режим ВР	КР, кН	q0, кН/ось
Порожний	5,84	56.65	0,21
86.65	0,135
Средний	17,33	116.65	0,297
226.65	0,153

.

По полученным данным в таб. 4.6. построим зависимость коэффициента расчетного тормозного нажатия композиционных колодок от загрузки, при неисправном АРЖ (рис. 4.2)

Рис. 4.2.

Из графика видно, что обеспеченность вагона тормозными средствами по мере его загрузки существенно снижается на всех режимах. Вагон обеспечен тормозами.

Вывод: при наличии на вагоне АРЖ при любой степени загрузки крытый вагон в полной мере обеспечен тормозами о чем свидетельствуют полученные значения δр для поржнего и для груженного вагона.

4.3Проверка максимальной величины силы нажатия тормозных колодок на отсутствие юза колёсных пар

Существует условие:

Определяем усилие на штоке тормозного цилиндра при выходе штока L_шт=100 мм, для режимов ВР:

“П” – Р_тц=0.18МПа,

“С” – Р_тц=0.34МПа,

Определим действительную силу нажатия на тормозную колодку:

Определим величину расчётного нажатия:

Определяем тормозной расчётный коэффициент:

Расчётный коэффициент трения определяют для скоростей V=20км/ч; V=60км/ч; V=100 км/ч; V=120 км/ч.

Допустимый коэффициент сцепления колёс с рельсами определяется по формуле [y_p]=y_д*y_v:

где:

Для порожнего режима:

Для среднего режима:

При наличии на вагоне АРЖ:

Определим действительную силу нажатия на тормозную колодку:

Определим величину расчётного нажатия:

Определяем тормозной расчётный коэффициент:

Расчётный коэффициент трения определяют для скоростей V=20км/ч; V=100км/ч; V=120 км/ч.

Допустимый коэффициент сцепления колёс с рельсами определяется по формуле: [y_p]=y_д*y_v,где

Для порожнего режима:

Для среднего режима:

Вывод: Полученные значения коэффициента сцепления колеса с рельсом меньше допускаемых. Следовательно, при торможении юза не будет. В соответствии с требованиями МПС по тормозам, величина коэффициента расчетного тормозного сжатия свидетельствует о полной обеспеченности полувагона тормозами и его можно эксплуатировать в грузовых поездах с максимальной скоростью движения 120 км/ч, вагон обеспечен тормозами, а также пошел проверку на отсутствие юза колесных пар.

Дата добавления: 2015-07-24