Разработка и проектирование тормозной рычажной передачи 4-х осевого крытого вагона на тележках модели 18-100

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: [_p]=_д*_v,

где

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 ? = 0,31 свидетельствует о полной обеспеченности крытого вагона тормозами и его можно эксплуатировать в грузовых поездах с максимальной скоростью движения 120 км/ч.

5. Обоснование эффективности разработанной и спроектированной тормозной системы вагона.

5.1. Вычисление полного тормозного пути на участке с заданным руководящим уклоном и начальной скоростью торможения

По расчётному тормозному коэффициенту вычисляем полный тормозной путь на участке с руководящим уклоном -5% , при начальной скорости торможения 100 км/ч.

Тормозной путь определяется, как сумма подготовительного тормозного пути Sн и действительного пути торможения Sд.

Sт=Sн+Sд;

где Vн - начальная скорость торможения, км/ч;

tн - время подготовки тормозов к действию,с;

где bt - удельная тормозная сила экипажа,

где - расчётный коэффициент трения тормозной колодки;

р - расчётный коэффициент нажатия;

Действительный путь торможения Sд определяется по формуле:

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;

где qo - нагрузка от оси на рельс, т;

для порожнего вагона:

для груженного вагона:

для поржнего вагона:

для груженного вагона:

для поржнего вагона:

для груженног вагона:

В соответствии с пунктом 38 инструкции по сигнализации, тормозной путь установлен: Грузовые поезда: i < -6° /₀₀ ;

848м < 1600 м- для порожнего режима

1153м < 1600 м - для груженого режима

В соответствии с пунктом 38 инструкции по сигнализации наш вагон оснащен эффективной тормозной системой, т. к. его тормозной путь меньше допустимого и в порожнем и в груженом состоянии.

Результаты расчёта сводим в табл.5.1.

Таблица 5.1.

Расчёт действительного тормозного пути для порожнего вагона.

Расчёт действительного тормозного пути для груженого вагона.

5.2. Определение величины замедления и времени полного торможения

Замедление и время полного торможения определяются по формулам:

время торможения вагона:

Расчёт замедления и время торможения для порожнего вагона

Расчёт замедления и время торможения для грузового вагона

5.3. Расчёт температуры нагрева элементов трущихся пар

Температура нагрева элемента трущейся пары в i-ом интервале:

где Qi - работа трения за единицу времени;

А - механический эквивалент тепловой работы, А=427 кг*м/ккал;

G - вес элементов трущихся пар, G=248 кг;

F - площадь охлаждающей поверхности, F=1,134 м2;

- коэффициент теплоотдачи с нагретой поверхности трущихся пар в окружающую среду, ккал/м2*сек*С;

, где с - теплоемкость, ккал/кгС;

- коэффициент разделения тепловых потоков,=1 - для колеса.

Температура нагрева для трущихся пар порожнего вагона.

Температура нагрева для трущихся пар груженного вагона.

Температура нагрева трущихся колесных пар порожнего и груженного вагона не превышает допустимую температуру нагрева равную 70 град. Вагон оборудован эффективной тормозной системой.

6. Определить техническое содержание и приемку тормозного оборудования вагона

6.1. Проверка правильности установки на вагоне АРЖ и привода регулятора ТРП

Проверку АРП осуществляют в соответствии с технологическими картами. Стабильность работы АРП проверяют на стенде циклом последовательных торможений и отпусков. При этом регулятор должен приходить в действие, но величена хода регулирующего винта, т.е. расстояние а, при отпуске изменяться не должна. Для проверки действия регулятора на стягивание ТРП необходимо повернуть корпус на один-два оборота регулирующего винта и увеличить расстояние а, что соответствует роспуску ТРП. Затем на поверхности защитной трубы и винте, мелом, наносят продольную линию и производят 2-3 цикла торможения. При каждом отпуске регулирующая гайка должна наворачиваться на винт, сокращая расстояние а. Поворот регулирующей гайки наблюдается по смещению меловой черты нанесённой на винте. Регулятор усл. №574Б после 3-х тормозных циклов уменьшает расстояние а на 25-30 мм.

Для проверки действия регулятора необходимо поворачивать корпус по или против часовой стрелки. Уменьшение или увеличение размера а, соответственно, свидетельствует о нормальной работе АРП на стягивание, роспуск ТРП производится вращением корпуса регулятора вручную. При новых тормозных колодках контрольный размер а должен быть не менее 500 мм.

Для поддержания выхода штока ТЦ в установленных пределах обеспечивают установку размера А - расстояние между упором и крышкой корпуса.

На порожнем вагоне упор АРЖ может касаться плиты или иметь зазор а не более 3-х мм. При правильно отрегулированном зазоре кольцевая выточка на стержне АРЖ должна выступать из корпуса не менее чем на 2 мм. Если относительное положение упорного стержня и кольцевой выточки не соответствует указанным требованиям, необходимо снятием или постановкой металлических прокладок. Регулировать зазор на вагоне с помощью гайки АРЖ, зашплинтованной в АКП запрещается.

6.2. Выполнение полного и сокращённого опробования автотормозов

6.2.1. Полное опробование автотормозов.

Полное опробование тормозов с проверкой состояния тормозной магистрали и действия тормозов у всех вагонов в поезде производится:

на станциях формирования перед отправлением поезда;

после смены локомотива;

на станциях предшествующих перегонам с затяжными спусками, где останавливаются по техническим надобностям.

Перед началом проведения полного опробования автотормозов проверить целостность тормозной магистрали поезда и убедиться в свободности прохождения сжатого воздуха по ней. Для этого осмотрщик вагонов хвостовой группы по парковой связи или радиосвязи обязан известить машиниста локомотива о начале проведения проверки , а затем , соблюдая технику безопасности открыть последний концевой кран хвостового вагона и по истечении 8-10с закрыть его.

При срабатывании автотормозов локомотива, определяемом по загоранию лампы «ТМ» сигнализатора № 418, машинист обязан протянуть ленту скоростемера и произвести ступень торможения снижением давления в уравнительном резервуаре на 0.5-0.6 кгс/см². После того, как закончится выпуск воздуха из магистрали через кран машиниста, произвести отпуск и зарядку тормозной сети поезда и сообщить о результатах проверки осмотрщику вагонов головной группы.

После полной зарядки тормозной сети поезда до установленного давления машинист и осмотрщик вагонов обязаны проверить плотность тормозной сети. Для этого после отключения компрессоров регулятором по достижении в главных резервуарах локомотива предельного давления (на паровозах путем закрытия паровыпускного вентиля насоса) и последующего снижения этого давления на 0.4-0.5 кгс/см² при поездном положении ручки крана машиниста.

Осмотрщики вагонов должны проверить отпуск тормоза у каждого вагона по уходу штока тормозного цилиндра и отпуск тормозных колодок от колес. При выявлении не сработавших на отпуск воздухораспределителей не разрешается производить их отпуск вручную до выяснения причин не отпуска. Все выявленные неисправности тормозного оборудования на вагонах должны быть устранены и действие тормозов у этих вагонов вновь проверено.

6.2.2. Сокращённое опробование тормозов.

Сокращённое опробование автотормозов с проверкой состояния тормозной магистрали, по действию тормоза хвостового вагона производится:

после прицепки поездного локомотива к составу, если предварительно на станции было выполнено полное опробование тормозов от компрессорной установки или локомотива;

после смены локомотивных бригад, когда локомотив от поезда не отцеплялся;

после всякого отсоединения рукавов в составе поезда или между составом и локомотивом, соединения рукавов вследствие прицепки ПС, а также после перекрытия концевого крана в составе.

Если должно быть выполнено сокращённое опробование тормозов, а машинист перед отправлением поезда не производит этого, а также если при опробовании не срабатывает автотормоз последнего вагона, то работник проверяющий действие тормоза хвостового вагона обязан не допустить отправление поезда.

При выполнении сокращённого опробования по сигналу работника отвечающего за опробование тормозов «произвести торможение», машинист должен подать свисток - 1-н короткий и снизить давление в магистрали на величину установленную для полного опробования. После проверки срабатывания автотормоза хвостового вагона на торможение подаётся сигнал «отпустить тормоза». По этому сигналу машинист подаёт свистком 2-а коротких сигнала и отпускает тормоза постановкой ручки КМ в 1-е положение. Ручку КМ выдерживают в 1-м положении, в грузовом поезде, до получения давления в УР на 0,5 кгс/см² выше предтормозного зарядного давления и последующим переводом ручки КМ в последнее положение.

Если сокращённое опробование тормозов в поездах произведено после полного от стационарной компрессорной установки, то машинисту вручается справка ВУ-45, как при полном опробовании.

Если при сокращённом опробовании тормозов в поезде будут обнаружены не сработавшие на отпуск ВР, то тогда не разрешается производить их отпуск вручную до выяснения причин неисправности. В этих случаях необходимо проверить, нет ли перекрытых концевых кранов в поезде особенно в тех местах, где прицеплялись или отцеплялись вагоны. Неисправные ВР - заменить.

Справка формы ВУ-45 составляется в двух экземплярах. Подлинник справки передаётся машинисту локомотива, а копия сохраняется в течение 7 суток у должностного лица, производившего опробование тормозов состава.

6.3. Проведение смены изношенных тормозных колодок

Для замены изношенных тормозных колодок на вагоне, в ПТО производится ограждение состава на пути. Смена производится при включенном тормозе вагона. Для этого слесарь перекрывает разобщительный кран, выпускает воздух из ЗР с помощью отпускного клапана, тем самым производится отпуск тормозов. Для безопасности работы, перед сменой колодок, под колесо кладут тормозной башмак или подбивают деревянные клинья. Далее производят роспуск ТРП с помощью АРП усл. №574Б. Затем вынимают чеку, соединяющую колодку с башмаком, снимают изношенные колодки , вставляют в башмак новую колодку и забивают чеку. Стягивают тормозную тягу с помощью АРП. Включают тормоз вагона, открывают разобщительный кран.

6.4. Регулировка ТРП тормоза вагона при смене колодок и вынужденной подкатке других колёсных пар

Тяги рычагов соединены крайними отверстиями в головке тяги, ТРП регулируется так чтобы выход штока поршня ТЦ, при ПСТ соответствовал данным «Инструкции ЦВ-4024». Регулировка выхода штока осуществляется расстановкой валиков в тягах, серьгах, а с помощью АРП регулируем зазор А: при новых колодках 500 мм, а при изношенных ТРП должна быть отрегулирована в соответствии с «Инструкции ЦВ-4024». При полномерных колёсах регулирование ТРП производится в зависимости от значений диаметра колёс отдельно для каждой тележки согласно «Инструкции ЦВ-4024».

Контролируют размер серьги, распорной тяги и расстояние от центра пятника до тяги вагона.

6.5. Подготовка тормозной системы вагона при вынужденной замене композиционных колодок чугунными

При смене тормозных колодок следует оградить вагон или поезд сигналами , выключить воздухораспределитель и выпустить весь воздух из камер и запасного резервуара. Смена производится при включенном тормозе вагона. Для этого слесарь перекрывает разобщительный кран, выпускает воздух из ЗР с помощью отпускного клапана, тем самым производится отпуск тормозов. Для безопасности работы, перед сменой колодок, под колесо кладут тормозной башмак или подбивают деревянные клинья. Далее производят роспуск ТРП с помощью АРП усл. №574Б. Затем вынимают чеку, соединяющую колодку с башмаком, снимают изношенные колодки , вставляют в башмак новую колодку и забивают чеку. Затем для постановки композиционных колодок после чугунных необходимо разобрать (переставить) крепление вертикального рычага промежуточного механизма, т.е. изменить плечи (передаточное число) вертикального рычага. Потом стягивают тормозную тягу с помощью АРП. Включают тормоз вагона, открывают разобщительный кран.

6.6. Проверка правильности включения режимов ВР

У грузовых вагонов оборудованных чугунными тормозными колодками, ВР включают на гружёный режим при загрузке вагона более 6 тс на ось; на средний - от 3-х до 6-ти тс на ось включительно; на порожний - менее 3-х тс на ось.

Включение ВР в грузовых поездах на горный режим необходимо перед затяжными спусками с крутизной 0,018 и более, а также применять по местным условиям установленных приказом начальника дороги.

Испытание тормозной части ВР производится во время зарядки ЗК. Для этого «Р» «Г» - зарядка ЗК от 0 до 0,12 МПа должна произойти в магистральной части ВР за 10 секунд. Проверяют мягкость действия после зарядки всех камер и резервуаров до зарядного давления, отключают ЗР от блока КМ и снижают в нём давление, давление в ТЦ не должно повышаться.

Допускается у груженых грузовых поездов применять горный режим торможения по местным условиям на спусках меньше чем 0,018. У вагонов оборудованных АРЖ, включить ВР на гружёный режим, при чугунных колодках, с закреплением режимного переключателя стопорным кольцом.

6.7. Приемка тормоза вагона после капитального ремонта

6.7.1. Общие требования.

При капитальном ремонте тормозное оборудование с вагонов снимают и направляют в контрольные пункты автотормозов, или в тормозное отделение завода воздухораспределителями, авторежимы, авторегуляторы, краны концевые, разобщительные, соединительные рукава. Разбирают рычажную передачу, проверяют состояние её деталей и при необходимости ремонтируют. Подвески триангелей и траверс подвергают дефектоскопированию. Кроме того, разбирают воздухопровод, снимают, ремонтируют и испытывают ТЦ, ЗР.

При всех видах ремонта и единой технической ревизии вагона мастер или бригадир обязаны тщательно проверить качество выполненных работ по тормозному оборудованию в объеме, предусмотренном настоящей Инструкцией и соответствующей технической документацией, и предъявить тормозное оборудование должностным лицам для приемки.

Проверку работы тормоза вагона производить с помощью типовой установки (рис. 6.1.), аналогичной установке для проверки тормоза грузовых вагонов.

Проверка плотности воздухопровода.

Установку подключают одной соединительной головкой к источнику сжатого воздуха давлением не ниже 0,6 Мпа, другой - к соединительному рукаву вагона. Зарядку магистрального воздухопровода при отключённом ВР до давления 0,6-0,65 Мпа, производить 1 положением ручки КМ, зарядку тормозной системы до нормального зарядного давления и полный отпуск тормоза - 2 положением. После служебных торможений ручку КМ приводят в 4 положение. При проверке пневматического тормоза контролируют зарядку тормозной системы грузового вагона - по манометру ЗР, торможение - по давлению воздуха в ТЦ, а также по выходу штока ТЦ и плотности прижатая тормозных колодок, полный отпуск по отсутствию давления в ТЦ - отход всех колодок от колёс.

Заряжают тормозную систему до давления 0,53-0,55 Мпа: при включённом ВР. Далее воздухопровод вагона отключить от установки и по манометру ТМ проверить падение давления, которое не должно превышать 0,01 Мпа в течение 5 мин с начального 0,53-0,55 Мпа

Рис.6.1.

1-соединительный рукав; 2- разобщительный кран; 3- кран машиниста; 4- разобщительный кран; 5 манометр; 6- манометр; 7- соединительный рукав; 8- кран с дроссельным отверстием диаметра 2 мм; 9 - магистральный резервуар; 10 - водоспускной кран.

6.7.3. Проверка действия пневматического тормоза.

Зарядить тормозную систему вагона до 0,53-0,55 Мпа. Включить ВР на «ПР» и «РР». На вагонах, оборудованных АРЖ, тормоз испытывать с закреплением ручки режимного переключателя ВР в соответствии с типом колодок («СР» - композиционные колодки, «ГР» - чугунные)снизить давление в М 0,054±0,001 Мпа. При этом тормоз должен прийти в действие и не отпускать в течение 5 мин. Затем повысить давление в М до зарядного - тормоз должен отпустить за время не более 70с.

После зарядки тормоза снизить давление в М до 0,35±0,01 Мпа. Давление в ТЦ должно быть 0,14-0,23 Мпа. Наблюдаемое по манометру падение давление в ЗР с установившегося в нём после торможения не должно превышать 0,01 Мпа за 3 мин, а при давлении в М до зарядного произойдёт полный отпуск тормозов.

После зарядки тормоза включить ВР на горный и груженый режим и «С» в зависимости от типа колодок, и на вагонах с АРЖ подложить под упор вилки АРЖ прокладку толщиной 32-1 мм. Снизить давление в М до 0,35 Мпа. Давление в ТЦ должно быть 0,28-0,35 Мпа при композиционных колодках и 0,39-0,45 Мпа - при чугунных. При повышении давления в М до зарядного должен произойти полный отпуск тормоза.

При проверке воздухопровода: его заряжают давлением до 0,6 Мпа, после чего его обстукивают молотками и обмывают все соединения. Образование мыльных пузырей недопустимо.

По окончанию проверки тормоза ВР включить на порожний режим. У вагонов, оборудованных АРЖ, проверить закрепление режимного переключателя ВР на соответствующий режим («ГР» - чугунные колодки; «СР» - композиционные).

6.8. Проверка обеспеченности поезда тормозными средствами и правильность включения режимов ВР

Все поезда, отправляемые со станции, должны быть обеспечены тормозами с гарантированным нажатием тормозных колодок в соответствии с нормативами по тормозам, утвержденными МПС.

В исключительных случаях, вследствие отказа автотормозов у отдельных вагонов в пути следования поезд может быть отправлен с промежуточной станции с тормозным нажатием менее установленного нормативами до первой станции, где имеется пункт технического обслуживания вагонов, с выдачей машинисту предупреждения об ограничении скорости. Порядок отправления и следования таких поездов устанавливается начальником дороги.

Фактический вес грузовых вагонов в составах поездов определять по поездным документам.

Для удержания на месте после остановки на перегоне в случае неисправности автотормозов грузовые поезда должны иметь ручные тормоза и тормозные башмаки в соответствии с нормами.

При отказе автотормозов в пути следования во всем поезде следовать дальше можно только после восстановления их действия. В противном случае поезд выводится с перегона вспомогательным порядком, установленным Инструкцией по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах.

Список использованной литературы

1. Методическое указание “Выбор тормозной системы подвижного состава”, Москва 1985г. МИИТ.

2. Иноземцев В.Г. и др. “Автоматические тормоза”, Москва Транспорт, 1981г.

3. Методическое указание “Вопросы расчёта и проетирования механической части тормозной системы вагонов”, Москва 1996г. МИИТ.

4. Методическое указание “Расчёт силовой и механической части тормозной системы”, Москва 1974г. Лариохин В.И.

5. Иноземцев В.Г. “Тормоза ж.д. подвижного состава”, Москва Транспорт 1979г.

6. Крылов В.И. и др. «Справочник по тормозам».