Расчет действительного нажатия композиционных тормозных колодок в индивидуальном приводе автотормоза 2-осной тележки

Расчёт выполнен на основе «Типового расчёта тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов» [14].

Схема рычажной передачи тормоза приведена на рис. 1.

Рис. 1 Схема тормозной рычажной передачи вагона-платформы

Находим действительную силу нажатия на колодку по известной формуле:

(1)

где: m – число тормозных колодок вагона, на которые действует усилие от одного тормозного цилиндра;

d_Ц – диаметр поршня тормозного цилиндра, см;

р_Ц – расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре кгс/см;

η_Ц – коэффициент полезного действия тормозного цилиндра;

F₁ – усилие сжатия внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс;

F ₂ – усилие пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс;

n – передаточное число рычажной передачи;

η_n – коэффициент полезного действия рычажной передачи.

Проектируемый вагон имеет тару 24т, поэтому величины расчетных давлений воздуха в тормозном цилиндре принимаем для общего случая по таблице 1.

Таблица 1. Расчетные давления воздуха в тормозном цилиндре

Переключение режима воздухораспределителя по загрузке	Режим включения воздухораспределителя	Расчетная величина давления кгс/см2
		Тара	Полная загрузка вагона
Автоматическое (авторежим)	Средний	1,3/1,6(*	3,0/3,4(*
	Груженый	1,6/2,0(*	4,0/4,5(*

Средний режим (порожняя платформа):

Средний режим (груженая платформа):

Определяем расчетную силу нажатия на тормозную колодку по формуле:

(5.2)

Для порожнего вагона:

Для груженого вагона:

Находим расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок по формуле:

для порожнего вагона:

(5.3)

где [δ_р]=0,24 выбран в соответствии с ТЗ на тип платформы аналогичный проектируемому.

Для груженого вагона:

(5.4)

Проверка отсутствия юза

Максимальная суммарная величина силы нажатия тормозных колодок должна проверяться по обеспечению сцепления колес с рельсами при торможении. При этом должно соблюдаться условие:

δ_Рφ_КР<[ψ] (4)

Проверка возможности юза производится на всех режимах торможения при максимальных расчетных давлениях в цилиндре, принимаемых по таблице 2.1, на всех режимах тормоза по загрузке вагона при минимальной и максимальной допускаемой для соответствующего режима нагрузке на ось, а при наличии авторежима – во всем диапазоне загрузки вагона с учетом конкретной характеристики авторежима.

Для порожнего вагона определяем:

действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):

расчетную силу нажатия на одну колодку:

расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок.

Расчетный предельный коэффициент сцепления колес с рельсами при торможении для проверки отсутствия юза определяем из выражения:

[ψ_p]= ψ_(q0) x ψ_(v), (5)

где: ψ_(q0) – функция осевой нагрузки для q_o > 5 тс:

ψ_(q0)=0,17–0,00150 (q_o-5) (6)

qo – нагрузка на колесную пару (ось) вагона, тс,

ψ_(v)-функция скорости, зависящая от динамических свойств подвижного состава,

V – скорость, км/ч.

ψ_(q0)=0,17 -0,00150 (6 -5) = 0,168.

Для грузовых вагонов на тележках пассажирского типа (КВЗ-И2):

(7)

для V=40 км/ч

для V=140 км/ч:

Находим расчетный коэффициент трения по формуле:

; (8)

для V=40 км/ч: ;

для V=140 км/ч:

Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза:

для V=40 км/ч: ;

для V=140 км/ч: .

Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет:

для V=40 км/ч: ;

для V=140 км/ч: .

Вывод: юз отсутствует.

Для груженого вагона определяем:

действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):

расчетную силу нажатия на одну колодку:

расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок:

;

функцию осевой нагрузки:

ψ_(q0)=0,17 -0,00150 (18 -5) = 0,151;

Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза:

для V=40 км/ч: [ψ_p]= 0,151x0,83 = 0,125;

для V=140 км/ч: [ψ_p]= 0,151x0,63 = 0,095.

Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет:

для V=40 км/ч: ;

для V=140 км/ч: .

Вывод: юз отсутствует.

Для груженого вагона определяем:

действительную силу нажатия на одну колодку (средний режим):

расчетную силу нажатия на одну колодку:

расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок:

;

функцию осевой нагрузки:

ψ_(q0)=0,17 -0,00150 (18 -5) = 0,151;

Определяем предельные коэффициенты для проверки отсутствия юза: для V=40 км/ч: [ψ_p]= 0,151x0,83 = 0,125;

для V=140 км/ч: [ψ_p]= 0,151x0,63 = 0,095.

Таким образом реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом составляет:

для V=40 км/ч: ;

для V=140 км/ч: .

Вывод: юз отсутствует.