1 - я группа: чугунные колодки, загрузка следовательно, порожний режим работы, давление в тормозном цилиндре

2 - я группа: чугунные колодки, загрузка следовательно, средний режим работы, давление в тормозном цилиндре

3 - я группа: чугунные колодки, загрузка следовательно, груженый режим работы, давление в тормозном цилиндре

4 - я группа: композиционные колодки, загрузка следовательно, порожний режим работы, давление в тормозном цилиндре

5 - я группа: композиционные колодки, загрузка следовательно, груженый режим работы, давление в тормозном цилиндре

1.3 Определение давления в тормозных цилиндрах при различных режимах силового торможения (груженом, среднем, порожнем)

- ход уравнительного поршня, см;

- жесткость большой пружины, кгс/см;

- жесткость малой пружины, кгс/см;

- усилие предварительного сжатия большой пружины, кгс;

- площадь уравнительного поршня, см²,

- диаметр уравнительного поршня, см.

При груженом режиме силового торможения давление в тормозном цилиндре определяется по формуле, кгс/см²:

При среднем режиме силового торможения давление в тормозном цилиндре определяется по формуле, кгс/см²:

При порожнем режиме силового торможения давление в тормозном цилиндре определяется по формуле, кгс/см²:

1.4 Определение усилий на штоках тормозных цилиндров при различных режимах силового торможения (груженом, среднем, порожнем)

Усилие на штоке тормозного цилиндра определяется из выражения, кгс:

- диаметр тормозного цилиндра, см;

- давление в тормозном цилиндре при соответствующем режиме

силового торможения (груженом, среднем, порожнем), кгс/см²;

- коэффициент полезного действия тормозного цилиндра;

- усилие внутренней оттормаживающей пружины тормозного цилиндра, кгс:

- усилие предварительного сжатия внутренней оттормаживающей пружины тормозного цилиндра, кгс;

- жесткость внутренней оттормаживающей пружины, кгс/см;

- выход штока тормозного цилиндра, см.

Усилие на штоках тормозных цилиндров при груженом режиме:

Усилие на штоках тормозных цилиндров при среднем режиме:

Усилие на штоках тормозных цилиндров при порожнем режиме:

1.5 Определение передаточного числа рычажной передачи для различных типов тормозных колодок (чугунных, композиционных), типа и модели вагона

- усилие на штоке тормозного цилиндра, кгс;

- передаточное число рычажной передачи;

- коэффициент полезного действия тормозной рычажной передачи.

КПД тормозной рычажной передачи зависит от конструкции передачи и принимается равным:

- для 4-осных грузовых вагонов с односторонним торможением 0,95.

КПД ручного и стояночного тормоза составляет 0,5-0,7 от КПД автоматического тормоза в зависимости от конструкции червяка, винта и зубчатой передачи. Сила, приложенная к рукоятке ручного (стояночного) тормоза принимается равной 30 кг.

Сумма моментов относительно точки составит:

Сумма моментов относительно точки составит:

Величину давления колодки найдем из следующего выражения:

Следовательно, можно вычислить суммарное нажатие всех тормозных колодок:

- число всех тормозных колодок.

Передаточное число рычажной передачи без учета потерь на трение в шарнирных соединениях:

Передаточное число рычажной передачи для чугунных колодок: необходимые данные для вычисления: .

Передаточное число рычажной передачи для композиционных колодок: необходимые данные для вычисления: .

Для чугунных колодок:

1) порожний режим:

2) средний режим:

3) груженый режим:

Для композиционных колодок:

1) порожний режим:

2) груженый режим:

1.6 Расчет действительного нажатия на колодку для всех групп вагонов (в зависимости от типа колодок, передаточного числа тормозной рычажной передачи и режима силового торможения)

- число тормозных колодок, на которые действует усилие от одного тормозного цилиндра;

- диаметр тормозного цилиндра, см;

- расчетное давление в тормозном цилиндре, кгс/см²;

- коэффициент полезного действия тормозного цилиндра;

- усилие внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс;

- усилие наружной отпускной пружины, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс;

- усилие пружины автоматического регулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс;

- передаточное число рычажной передачи от одного тормозного цилиндра;

- коэффициент полезного действия рычажной передачи.

В нашем случае отсутствуют: наружная отпускная пружина и автоматический регулятор выхода штока тормозного цилиндра и соответственно его пружина .

В результате, после упрощения, получим, кгс:

Для чугунных колодок:

1) порожний режим:

2) средний режим:

3) груженый режим:

Для композиционных колодок:

1) порожний режим:

2) груженый режим:

1.7 Пересчет действительного нажатия тормозных колодок в расчетное (условное)

Полная действительная тормозная сила от одной колодки определяется по формуле, тс:

для поезда в целом:

- суммарное действительное нажатие колодок одной n-й группы, тс;

- действительный коэффициент трения колодок данного типа и определенного нажатия.

Тормозная сила поезда определяется методом приведения условным способом, при котором действительные величины заменяются условными, так называемыми расчетными. При этом должно выполняться условие:

Действительный коэффициент трения стандартных чугунных колодок:

Вместо переменной величины берем постоянную. Подставляя

, получим расчетное значение коэффициента трения стандартных чугунных колодок:

Таблица 5.

Действительный коэффициент трения композиционных тормозных колодок:

Подставляя , получим расчетный коэффициент трения композиционных тормозных колодок:

Таблица 6.

Расчетная сила нажатия стандартной чугунной тормозной колодки определяется по формуле:

Расчетная сила нажатия композиционной тормозной колодки определяется по формуле:

Результаты расчета удобно представить в виде таблицы 7:

Таблица 7.

1.8 Определение суммарного расчетного нажатия тормозных колодок и расчетного нажатия поезда для колодок различного типа

Тормозная сила композиционных колодок:

Удельная тормозная сила поезда:

Расчетный коэффициент нажатия поезда для чугунных тормозных колодок, тс/т:

Расчетный коэффициент нажатия поезда для композиционных тормозных колодок, тс/т:

Все вычисления сведем в таблицу 8:

Таблица 8. Тормозные силы

1.9 Расчет удельной тормозной силы, действующей на грузовой поезд при экстренном торможении

Тормозная сила композиционных колодок:

Удельная тормозная сила поезда:

Расчетный коэффициент трения чугунных тормозных колодок определяется по формуле:

Расчетный коэффициент трения композиционных тормозных колодок:

Расчет представим в таблице 9 следующего вида:

Таблица 9. Коэффициенты трения

2. Расчет длины тормозного пути и времени торможений методом численного интегрирования по интервалам времени

2.1 Определение единичного ускорения поезда

- ускорение поезда, км/ч²;

- «единичное» ускорение поезда (ускорение, получаемое поездом в км/ч² при действии удельной силы в 1 кгс/т).

Значение остальных параметров приведено в первой части расчетов.

Единичное ускорение поезда определяется исходя из соотношения:

- коэффициент, учитывающий инерционные свойства вращающихся масс поезда;

- ускорение силы тяжести, выраженное в км/ч².

Коэффициент определяется по эмпирической формуле:

- коэффициент, учитывающий инерционные свойства вращающихся частей локомотива;

- доля двух-, четырех-, шести- и восьмиосных вагонов по весу состава соответственно;

-вес двух-, четырех-, шести- и восьмиосных вагонов соответственно.

Так как в здании к курсовому проекту поезд сформирован только из четырехосных вагонов, но с различной осевой нагрузкой, то коэффициент инерции вращающихся масс поезда следует рассчитывать по следующей формуле:

- доли вагонов 1-й - 5-й групп по весу состава;

- вес вагонов (брутто) 1-й - 5-й групп соответственно, т.

Величину коэффициента, учитывающего инерционные свойства локомотива, можно определить по таблице 10.

Таблица 10. Коэффициент, учитывающий инерционные свойства локомотивов различных серий в режиме холостого хода

2.2 Определение тормозного пути по интервалам скорости

Тормозной путь принимаем равным сумме подготовительного тормозного пути и действительного пути торможения :

- подготовительный тормозной путь;

- действительный тормозной путь.

- начальная скорость;

- время подготовки тормозов к действию.

Общий тормозной путь от момента начала торможения до конца прохождения пути подготовки тормозов к действию будет равен пути подготовки и составит 163,8м.

Время подготовки тормозов к действию в секундах определяем по формуле:

- коэффициенты, зависящие от типа поезда (грузовой или пассажирский), типа тормозов (пневматический или электропневматический) и числа осей;

- тормозная сила поезда, кгс/т;

- уклон, на котором находится поезд при подготовке тормозов к действию, в ‰ со своим знаком.

Общее время, затраченное поездом от момента начала торможения до конца прохождения пути подготовки торможения, будет равно времени подготовки тормозов к действию и составит 9,82 с.

Нормативные значения коэффициентов и приведены в таблице 11.

Таблица 11. Нормативные значения коэффициентов и

Определим тормозной путь, проходимый грузовым поездом при начальной скорости 60 км/ч до полной остановки на подъеме величиной 0‰ если:

Основное удельное сопротивление движению рассчитываемого состава, определяемое по формуле:

- пример начальной скорости.

Расчетный тормозной коэффициент чугунных колодок в поезде:

Расчетный тормозной коэффициент композиционных колодок в поезде:

Вес состава:

Вес локомотива:

Число осей состава:

Единичное ускорение поезда:

В начале расчета определим удельную тормозную силу при начальной скорости:

значения расчетных коэффициентов трения чугунных и композиционных колодок при скорости 60 км/ч, равны:

удельные тормозные силы, создаваемые чугунными и композиционными колодками, равны:

Общая (суммарная) удельная тормозная сила поезда, равна:

Теперь определим тормозной путь, проходимый поездом при снижении скорости на 10 км/ч в диапазоне от до .

Средняя скорость на рассматриваемом интервале составит:

- начальная скорость;

- конечная скорость.

Значения расчетных коэффициентов трения чугунных и композиционных колодок при скорости 55 км/ч, равны:

Удельные тормозные силы, создаваемые чугунными и композиционными колодками, равны:

Общая удельная тормозная сила поезда, равна:

Основное удельное сопротивление движению состава:

Основное удельное сопротивление движению локомотива:

Основное удельное сопротивление движению поезда равно:

Тормозной путь, проходимый в рассматриваемом интервале изменения скорости, равен:

Тормозной путь, пройденный с момента начала торможения до окончания изменения скорости в данном интервале, равен:

Время, затраченное поездом на снижение скорости в данном интервале, равно:

Время, прошедшее с момента начала торможения до окончания изменения скорости в данном интервале, равно:

Остальные вычисления удобно свести в таблицу 12:

Таблица 12. Расчет тормозного пути по интервалам скорости

1.1 2.3 Определение тормозного пути по интервалам времени

Для интервала времени 0-3 с процент наполнения тормозных цилиндров будет равен:

Для интервала времени 3-6 с процент наполнения тормозных цилиндров будет равен:

Примечание. Диаграмма наполнения тормозных цилиндров при экстренном торможении. Таблица 5 [2].

Таблица 13. Расчет диаграммы наполнения тормозных цилиндров

Определим тормозной путь, проходимый грузовым поездом при начальной скорости 60 км/ч до полной остановки на профиле, если дано:

- основное удельное сопротивление движению рассчитываемого состава, определяемое по формуле:

- расчетный тормозной коэффициент чугунных колодок в поезде:

- расчетный тормозной коэффициент композиционных колодок в поезде:

- вес состава:

- вес локомотива:

- длина состава:

- единичное ускорение поезда:

Определим фактические (с учетом скорости наполнения тормозных цилиндров) значения расчетных тормозных коэффициентов для чугунных и композиционных тормозных колодок в данном интервале времени от 0 до 3 с:

Предположим среднее значение скорости движения поезда на рассматриваемом интервале равным

Определим значения расчетных коэффициентов трения чугунных и композиционных тормозных колодок:

Определим значения удельной тормозной силы, действующей на поезд в рассматриваемом интервале времени:

Рассчитаем значение основного сопротивления движению поезда в рассматриваемом интервале времени:

На данном интервале времени поезд находиться на спуске, равном:

Изменение скорости на рассматриваемом интервале составит:

Конечная и средняя скорости движения равны:

Сравним полученное и предположенное значения скорости. Так как расхождение составляет менее 0,7 км/ч, то уточнение расчетов не требуется.

Определим путь, пройденный поездом на рассматриваемом интервале времени:

Дальнейший расчет представим в виде таблицы 14

Таблица 14

2.4 Порядок заполнения справки ВУ-45

- единое наименьшее нажатие на 100 тс веса состава (поезда), таблица 13[2].

Фактическое расчетное нажатие определяется путем суммирования расчетных нажатий всех осей состава (поезда) при заполнении справки ВУ-45 по нормативным данным. Для рассматриваемого в курсовой работе грузового поезда зависимость будет иметь вид:

- расчетные тормозные нажатия одной оси для вагонов 1-5 групп соответственно в пересчете на чугунные колодки (тс), принятые по нормативам таблицы 14 [2];

- число осей вагонов 1-5 групп соответственно.

Группы вагонов:

1) 4 четырехосных платформы с чугунными колодками на порожнем режиме работы воздухораспределителя;

2) 7 четырехосных платформ с чугунными колодками на среднем режиме работы воздухораспределителя;

3) 15 четырехосных цистерны с чугунными колодками на груженом режиме работы воздухораспределителя;

4) 13 четырехосных платформы вагонов с композиционными колодками на порожнем режиме работы воздухораспределителя;

5) 14 четырехосных цистерны с композиционными колодками на груженом режиме работы воздухораспределителя.

Фактическое расчетное нажатие будет равно (Расчетные нажатия тормозных колодок (в пересчете на чугунные) на одну ось пассажирских и грузовых вагонов представлены в таблице 14 [2]):

Таблица 15. Справка ВУ-45

СПРАВКА

об обеспечении поезда тормозами и исправном их действии

Локомотив серия№_2м62_0420____«_13_»______октября__________20__15__г.

Поезд № _3761____весом___3400______тс. Всего осей_____212

Требуемое нажатие колодок в тс_____________1122

Ручных тормозов в осях__________16______________

Наличие ручных тормозных осей______66____________

Плотность тормозной сети поезда __0,5/73 кг/смІ____VI 0,5/76 кг/смІ___

Хвостовой вагон №___15673478_________________________________

Подпись__________________________

Оборотная сторона

Отметка о производстве опробования тормозов в пути следования

Плотность тормозной сети поезда должна соответствовать нормативам, приведенным в таблице 19 [2].

Для локомотивов серий, не указанных в таблице 19 [2], требуемая плотность принимается по таблице 20 [2] в соответствии с объемом главных резервуаров.

Давление в тормозной магистрали хвостового вагона грузового поезда должно быть не менее величины, указанной в таблице 21 [2].

Определим потребное количество тормозных башмаков для грузового поезда весом 3400 т при нагрузке менее 10 т/ось для удержания поезда на спуске при крутизне спуска 0‰ по таблице 18 [2]

Число тормозных башмаков равно:

- требуемое число тормозных башмаков на 100 тс веса поезда, определяемое по таблице 18 [2].

Определим потребное количество ручных тормозов в осях для грузового поезда весом 3400 т при нагрузке менее 10 т/ось для удержания поезда на спуске при крутизне спуска0‰ по таблице 18 [2]

Количество тормозных осей равно:

- требуемое количество тормозных осей на 100 тс веса поезда, определяемое по таблице 18 [2].

2.5 Определение тормозного пути по номограммам и таблицам

Для тормозного коэффициента 33 тс/100 т получим:

Для тормозного коэффициента 35 тс/100 т получим:

Теперь воспользуемся интерполяцией для определения тормозного пути при нажатии 35тс/100 т при скорости 57 км/ч:

Итак, полученный результат 409,6м.

Повторим решение этой же задачи при наличии тормозных номограмм в виде графиков. Как и в предыдущем случае имеются номограммы только для скоростей 50 и 60 км/ч.

Как видно из рисунка 3.5 [4], на уклоне 0‰ при расчетном тормозном коэффициенте 34 тс/100 т получаем при скорости 50 км/ч путь 320 м, а при скорости 60 км/ч - 450 м.

Применив те же подходы, что и при табличной форме номограмм, получим при уклоне 0‰ и скорости 57 км/ч:

Полученная разница не превышает 1,5 м, что удовлетворяет требуемой точности расчетов.

Список использованной литературы

1. Афонин Г.С., Барщенков В.Н., Иванов В.Н.: «Безопасность движения поездов и автоматические тормоза подвижного состава», методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей «Локомотивы», «Вагоны», часть 1, ПГУПС, 2005 г., 25 с.;

2. Афонин Г.С., Курилкин Д.Н.: «Безопасность движения поездов и автоматические тормоза подвижного состава», методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальностей «Локомотивы», «Вагоны», часть 2, ПГУПС, 2010 г., 46 с.;

3. ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277 «Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог», Москва, 2002 г., 116 с.;

4. «Правила тяговых расчетов для поездной работы», Москва, Транспорт, 1985 г., 287 с.

Приложение

Размещено на Allbest.ru