И соответственно передаточное число
При выводе передаточного числа с учетом размеров плеч построим схему заданной тормозной рычажной передачи:
Рисунок 6 - Расчетная схема тормозной рычажной передачи пассажирского вагона.
Передаточное число рычажной передачи подсчитывается произведением отношений длин ведущих плеч рычагов к ведомым. При этом необходимо учитывать условия работы рычага.
Ведущее плечо рычага - это расстояние от точки приложения силы к рычагу до точки поворота рычага.
Ведомое плечо рычага - это расстояние от точки поворота рычага до точки, в которой через рычаг передается усилие.
Существуют рычаги двух родов. Для рычага первого рода(рис.3.9,а) это отношение составляет а/б, а для рычага второго рода (рис.3.9,б) - (в+г)/г.
Рисунок 7- Рычаги первого и второго рода.
В симметричной тормозной рычажной передаче пассажирского вагона при передаче усилия со штока тормозного цилиндра на колодку участвуют горизонтальный рычаг (рычаг первого рода) и вертикальный рычаг (рычаг второго рода). Тогда для 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой, 5-ой, 6-ой, 7-ой и 8-ой колодок по рисунку 3.8 можем записать следующее:
Общее передаточное число рычажной передачи равно сумме передаточных чисел, подсчитанных для каждой колодки, т.е.:
(33)
Соответственно видим, что расчетное передаточное число незначительно отличается от выведенного, разница составляет 1,5%.
4. Проверка обеспеченности поезда тормозными средствами
4.1 Пересчет действительной и расчетной сил нажатия тормозных колодок
Поскольку по требуемому диаметру тормозного цилиндра был выбран тормозной цилиндр с ближайшим, из стандартных, диаметром то для него необходимо пересчитать обеспечиваемое действительное нажатие на колодку и все необходимые для этого параметры, а также пересчитать расчетное нажатие на колодку.
Действительная сила нажатия на одну колодку определяется по формуле:
, (34)
где m- число тормозных колодок вагона, на которое действует усилие от одного тормозного цилиндра;
dц- диаметр тормозного цилиндра;
pц- расчетное давление воздуха в тормозном цилиндре, принимается для соответствующего режима торможения минимальное - при определении эффективности тормоза и максимальное - при возможности юза.
зц- коэффициент полезного действия тормозного цилиндра, рекомендуется принимать зц = 0,98;
F1- усилие сжатия внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра;
F2- усилие сжатия наружной отпускной пружины, приведенное к штоку тормозного цилиндра;
F3- усилие пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра;
n- передаточное число рычажной передачи;
зц- коэффициент полезного действия рычажной передачи, рекомендуется принимать для передачи с одним тормозным цилиндром 4-х осного пассажирского вагона зп = 0,90,
Усилия пружин определяются по формулам:
-внутренней пружины тормозного цилиндра:
, (35)
-наружной пружины тормозного цилиндра, приведенное к его штоку:
, (36)
-пружины авторегулятора, приведенное к штоку тормозного цилиндра:
(37)
Обозначения в формулах (4.1.2) - (4.1.4):
Pц, Pн, Pр - соответственно усилия предварительного сжатия внутренней и наружной пружины тормозного цилиндра и пружины авторегулятора;
Жц, Жн, Жр- жесткости соответствующих пружин;
lшт- расчетный выход штока тормозного цилиндра;
aпр и aшт- расстояние от мертвой точки соответственно до наружной пружины и штока тормозного цилиндра;
lр- величина сжатия пружин авторегулятора при торможении;
nр- передаточное число привода авторегулятора.
Подставив численные значения получим следующее:
Значит действительная сила нажатия на одну колодку равна
Расчетная сила нажатия на тормозную колодку определяется по формуле:
для композиционных колодок:
(38)
4.2 Определение расчетного коэффициента нажатия
Расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок дp, определяется по формуле:
(39)
Величина расчетного коэффициента силы нажатия тормозных колодок дp оказалась больше допускаемого значит вагон в достаточной мере обеспечен тормозными средствами.
4.3 Определение расчетного тормозного коэффициента поезда и оценка обеспеченности поезда тормозными средствами
Прежде необходимо определить суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда с учетом локомотива:
(40)
где - расчетное нажатие на одну ось вагона (локомотива);
- количество автотормозных осей вагона (локомотива);
- количество вагонов (локомотивов) по типу и осности.
Расчетный тормозной коэффициент поезда характеризует степень обеспеченности поезда тормозными средствами. Отношение расчетного нажатия тормозных колодок к весу поезда называют расчетным тормозным коэффициентом поезда:
(41)
где - вес локомотива;
Q - вес поезда;
Обеспеченность поезда тормозными средствами на практике оценивается величиной 1000, т.е. 93тс. Эта величина больше той, которая указана в инструкции по эксплуатации тормозного оборудования для пассажирских поездов 80тс, значит поезд в достаточной мере обеспечен тормозными средствами.
5. Оценка эффективности тормозной системы поезда
5.1 Определение длины тормозного пути и его оценка
По расчётному тормозному коэффициенту вычисляем полный тормозной путь на участке с руководящим уклоном -6% , при начальной скорости торможения 130 км/ч.
Тормозной путь определяется, как сумма подготовительного тормозного пути Sн и действительного пути торможения Sд:
Sт=Sн+Sд; (42)
(43)
где Vн - начальная скорость торможения, км/ч;
tн - время подготовки тормозов к действию, с;
(44)
где bt - удельная тормозная сила экипажа,
(45)
где - расчётный коэффициент трения тормозной колодки;
р - расчётный коэффициент нажатия;
Действительный путь торможения Sд определяется по формуле:
(46)
где Vк - конечная скорость торможения в расчётном интервале, принимаем Vк через 10 км/ч;
=120 - замедление экипажа при действии силы 1кг/т, км/ч2;
о - основное удельное сопротивление движению экипажа, кг/т;
Результаты расчёта сводим в табл.5.1.
Таблица 2 - Результаты расчетов
|
130 |
125 |
0,244 |
78,35 |
9,72 |
8,56 |
348 |
976 |
165 |
1324 |
|
|
120 |
115 |
0,248 |
78,76 |
8,56 |
8,59 |
316 |
828 |
148 |
1144 |
|
|
110 |
105 |
0,252 |
79,12 |
7,47 |
8,63 |
282 |
705 |
131 |
987 |
|
|
100 |
95 |
0,257 |
79,67 |
6,4 |
8,67 |
253 |
595 |
116 |
848 |
|
|
90 |
85 |
0,262 |
81,22 |
5,57 |
8,7 |
227 |
479 |
103 |
706 |
|
|
80 |
75 |
0,267 |
82,77 |
4,78 |
8,72 |
202 |
376 |
91 |
578 |
|
|
70 |
65 |
0,273 |
84,63 |
4,1 |
8,75 |
177 |
285 |
78 |
462 |
|
|
60 |
55 |
0,28 |
86,8 |
3,4 |
8,78 |
152 |
207 |
65 |
359 |
|
|
50 |
45 |
0,288 |
89,28 |
2,85 |
8,82 |
127 |
142 |
53 |
269 |
|
|
40 |
35 |
0,297 |
92,07 |
2,36 |
8,85 |
102 |
89 |
40 |
191 |
|
|
30 |
25 |
0,308 |
95,48 |
1,95 |
8,92 |
77 |
49 |
28 |
126 |
|
|
20 |
15 |
0,322 |
99,82 |
1,6 |
8,94 |
51 |
21 |
16 |
72 |
|
|
10 |
5 |
0,339 |
105 |
1,34 |
8,99 |
26 |
5 |
5 |
31 |
Построим график
Рисунок 8-График зависимости
5.2 Определение величины замедления и времени полного торможения
Замедление и время полного торможения определяются по формулам:
(47)
время торможения вагона:
(48)
Полученные данные для разных скоростей сведем в таблицу 5.2.
Таблица 3 - Результаты расчетов
|
t |
||||||||
|
130-120 |
125 |
165 |
0,823 |
3,391 |
8,6 |
36,742 |
45,342 |
|
|
120-110 |
115 |
148 |
0,829 |
3,36 |
8,62 |
34,806 |
43,426 |
|
|
110-100 |
105 |
1311 |
0,836 |
3,331 |
8,64 |
32,867 |
41,507 |
|
|
100-90 |
95 |
116 |
0,843 |
3,3 |
8,67 |
30,669 |
39,72 |
|
|
90-80 |
85 |
103 |
0,85 |
3,268 |
8,7 |
27,369 |
36,44 |
|
|
80-70 |
75 |
91 |
0,856 |
3,245 |
8,72 |
24,1 |
33,19 |
|
|
70-60 |
65 |
78 |
0,867 |
3,2 |
8,75 |
20,86 |
30 |
|
|
60-50 |
55 |
65 |
0,882 |
3,15 |
8,78 |
17,66 |
26,8 |
|
|
50-40 |
45 |
53 |
0,9 |
3,086 |
8,82 |
14,5 |
23,66 |
|
|
40-30 |
35 |
40 |
0,927 |
3 |
8,85 |
11,42 |
20,6 |
|
|
30-20 |
25 |
28 |
0,946 |
2,94 |
8,92 |
8,42 |
17,63 |
|
|
20-10 |
15 |
16 |
0,989 |
2,81 |
8,94 |
5,48 |
14,72 |
|
|
10 |
5 |
5 |
1,04 |
2,67 |
8,99 |
2,67 |
11,95 |
Построим графические зависимости величины замедления и полного времени торможения
Рисунок 9- График зависимости
Рисунок 10- График зависимости
Величина среднего замедления не должна быть более 2 м\с, а время торможения для пассажирского поезда 60 с. Полученные данные соответствуют указанным условиям.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был произведен расчет автотормозного оборудования 4-осного пассажирского вагона с исходными техническими параметрами:
1. Тара -480 кН;
2. Размеры плеч рычагов:
a-350мм;
b-300мм ;
f-230мм;
g-230мм;;
3. Тип привода авторегулятора- С 40;
4. Тип используемых колодок-Ч;
5. Жесткость пружины ТЦ-кН/мм;
6. Усилие предварительного натяга- 1,56 кН;
7. Выход штока тормозного цилиндра-160 мм;
Проведенные расчеты показали, что четырехосный пассажирский вагон проходит все критерии надежности и безопасности на железнодорожном транспорте, что следует из выводов пунктов расчетов.
Для повышения уровня безопасности движения поездов требуется предельное внимание к содержанию технических средств, соблюдение установленных технологических процессов, выполнение руководителями всех уровней должностных нормативов.
Список используемой литературы
1. Автотормоза вагонов: методические указания по выполнению курсового проекта для студентов 4 курса очной и 5 курса заочной форм обучения специальности 1903302.65 Вагоны / Ю. А. Мороз. - Чита: ЗабИЖТ, 2009. - 29 с.
2. Иноземцев, В. Г. Автоматические тормоза / В. Г. Иноземцев, В. М. Казаринов, В. Ф. Ясенцев. - М.: Транспорт, 1981. - 464 с.2. Нормы расчета проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог СССР колеи 1520 мм.- М., 1983. - 260 с.
3. Инструкцию по эксплуатации тормозов подвижного составажелезных дорог номер ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277.-М.:Транспорт-Трансинфо
4. Инструкция по сигнализации тормозов на железных дорогах РФ номер ЦРБ/176
5. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М., Транспорт, 1985. - 287 с.
6.Типовой расчет тормоза грузовых и рефрежераторных вагонов ВНИИЖТ МПС России. - М., 1995
7.Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник / В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.Н. Ефремов и др. - М.: Транспорт, 1989. - 487 с.