146881 (Автоматические тормоза подвижного состава), страница 2

где - площадь поршня тормозного цилиндра, см².

Принимаем ближайший больший стандартный запасной резервуар:

1.5 Определение подачи (производительности) компрессора и объема главных резервуаров

Питание тормозной сети поезда и различных вспомогательных пневматических механизмов локомотива сжатым воздухом обеспечивается постоянным источником сжатого воздуха – компрессором, который устанавливается на каждом локомотиве.

Компрессорная установка локомотива должна обеспечивать потребность поезда в сжатом воздухе при самых неблагоприятных условиях работы тормозной сети и наибольших допускаемых утечках.

Общий часовой расход воздуха, который должен подаваться компрессором при частных торможениях, в см³/ч

,

где Qтор – расход сжатого воздуха на торможение, см³/ч;

Qут – расход сжатого воздуха на утечки из магистрали и приборов тормозной системы, см³/ч;

Qдр – другие расходы, см³/ч.

Первые два расхода определяются по формулам:

где Vтс – объем тормозной сети поезда или электропоезда, ;

ΔРтс – снижение давления воздуха в тормозной магистрали при регулировочном торможении (0,08-0,1 МПа);

ΔРут – допустимое снижение давления в тормозной магистрали в минуту за счет утечек (0,02 МПа·мин);

ΔРбар – атмосферное давление воздуха, МПа (0,1МПа);

К – число регулировочных торможений за 1 час (к=10ч^-1).

Другие расходы (питание различных вспомогательных пневматических механизмов и др.) можно принять для тепловоза:

.

Объём тормозной сети поезда:

,

где r_ni – число конкретных подвижных единиц, включённых в поезд (включая локомотив и различные типы вагонов);

V_тм = см³ – объём тормозной магистрали 4-х осного вагона,

см³ – объём тормозной магистрали 8-ми осного вагона ;

V_тм= – объём тормозной магистрали локомотива;

V_зр = см³ – объём запасного резервуара 4-х осного вагона,

см³ – объём запасного резервуара 8-ми осного вагона ;

V_рр = см³ – объём рабочих резервуаров воздухораспределителя подвижной единицы;

.

Подставив значения, получим:

.

Потребная подача компрессора в см³/мин может быть определена:

,

где 1,3 – коэффициент, учитывающий необходимость выключения компрессора для охлаждения;

Q_лок.ут. = см³/мин – расход сжатого воздуха на компенсирование утечек из главных резервуаров и напорной сети тепловоза.

.

Необходимый объём главных резервуаров из условия наполнения тормозной магистрали (без питания запасных резервуаров) после торможения в см³ :

,

где ∆Р_м = 0,15 МПа – снижение давления сжатого воздуха в тормозной магистрали поезда при экстренном торможении;

∆Р_гр = 0,2 МПа – допустимый перепад давления воздуха в главных резервуарах при экстренном торможении;

.

По полученной величине V_гр принимаем ближайший стандартный общий объём главных резервуаров. На тепловозах главные резервуары соединены последовательно поэтому, объём одного резервуара отечественного производства выбираем из ряда стандартных объёмов, равный -

Найденную подачу компрессора и ёмкости главных резервуаров необходимо проверить для случаев отпуска и зарядки тормозов после полного служебного торможения. В основу расчёта принимаем уравнение баланса расхода сжатого воздуха в следующем виде:

где ∆Р_рр = 0,15 МПа – перепад давления в рабочем резервуаре при экстренном торможении с воздухораспределителями пассажирского типа;

Р_зр = 0,54 МПа – давление в запасных резервуарах для пассажирского поезда;

∆Р_зр = 0,4 МПа – снижение давления в запасных резервуарах;

∆Р_ут = 0,02 МПа/мин - снижение давления в тормозной сети через неплотности;

t_от = 3 мин - расчётное время отпуска тормозов и подзарядки запасных резервуаров до установленного зарядного давления;

V_гр = см³ – объём главных резервуаров.

Подставляя числовые значения, получим подачи компрессора, необходимые для зарядки магистрали автостопного торможения.

Сравнивая найденную подачу с потребной, делаем вывод о том, что компрессор и ёмкости главных резервуаров обеспечивают расход сжатого воздуха.

Вывод: компрессор и емкости главных резервуаров обеспечивают расход сжатого воздуха.

2 Расчет обеспеченности поезда тормозными средствами

2.1 Определение действительной и расчетной сил нажатия тормозных колодок вагона

Действительная сила нажатия на тормозную колодку

,

где было определено выше, при выбранном ранее стандартном диаметре тормозного цилиндра.

Подсчитать по величинам и соответствующим фактическим, действительным значениям, тормозную силу поезда, составленного из большого количества вагонов разного типа с различными силами нажатия, затруднительно. Поэтому ее определяют методом приведения, при котором действительные значения величины и заменяют расчетными. При этом должно выполняться условие

,

где - действительная тормозная сила, реализуемая между колесом и рельсом;

- расчетная тормозная сила;

- расчетный коэффициент трения тормозной колодки;

- расчетное нажатие тормозной колодки.

Из этого равенства получим выражение расчетного тормозного нажатия

,

Для определения расчетных коэффициентов трения используем формулу

,

Подставим известные значения и , получим соответственно для тормозных колодок:

,

кН

При определении величины для рычажной передачи вагона, значение принимается равным рассчитанному ранее в кН.

2.2. Определение расчетного коэффициента нажатия тормозных колодок вагона

Расчетный коэффициент нажатия тормозных колодок вагона, характеризует степень обеспеченности подвижной единицы тормозными средствами. Отношение суммы расчетного нажатия тормозных колодок подвижной единицы к его весу называют расчетным коэффициентом нажатия тормозных колодок. Он определяется по формуле:

,

где - суммарное расчетное нажатие тормозных колодок вагона, кН;

- учетный вес вагона, тс.

Суммарное расчетное нажатие тормозных колодок вагона:

,

где - расчетное нажатие тормозной колодки, кН;

m - число колодок рычажной передачи, действующих от одного тормозного цилиндра;

λ = 1 - число рычажных передач (тормозных цилиндров) вагона.

.

Подставив значения, получим:

Вагон обеспечен тормозными средствами, т. к. коэффициент расчетного тормозного нажатия , что удовлетворяет условию обеспеченности тормозными средствами грузового вагона оснащенного чугунными колодками.

2.3 Определение расчетного тормозного коэффициента поезда

На основании Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации все отправляемые со станции поезда должны обеспечиваться автоматическими тормозами из расчета обеспечения единого наименьшего тормозного нажатия на каждые 100 тс веса поезда.

Расчетный тормозной коэффициент поезда характеризует степень обеспеченности поезда тормозными средствами. Отношение расчетного нажатия тормозных колодок к весу поезда называют расчетным тормозным коэффициентом поезда, который определяется в общем случае по выражению:

,

где - суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда, кН; Р_л = 276 тс - вес локомотива;

Q_с - вес состава (вагонов) поезда.

Вес состава (вагонов) подсчитывается по формуле:

,

где Q₁ = 84тс - вес 4-х осного вагона в поезде; Q₂ = 170 тс вес 8-ми осного вагона в поезде;

у₁,у₂ – количество соответствующих типов вагонов в поезде по типам и осности (у₁ = 58, у₂ = 8).

.

Суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда подсчитывается по формуле:

где - количество тормозных осей соответствующей подвижной единицы;

- число тормозных колодок на колесо соответствующей тормозной единицы;

- расчетная величина нажатия тормозной колодки соответствующей подвижной единицы, кН (табл.10, 11);

- количество соответствующих подвижных единиц в поезде по типу и осности.

При наличии в поезде подвижных единиц, оборудованных различными типами колодок, сумма расчетных сил нажатия подсчитывается отдельно для чугунных ( ) и композиционных ( ) тормозных колодок. Соответственно определяются тормозные коэффициенты для частей поезда, оборудованных чугунными ( ) и композиционными ( ) колодками.

В формуле расчетная величина нажатия тормозной колодки электровоза, тепловоза или соответствующего вагона электропоезда, подставляется из расчета, для разработанного колодочного тормоза соответствующего типа вагона.

При расчете необходимо учитывать, что в случае оборудования подвижного состава композиционными колодками, воздухораспределители груженых вагонов включаются на средний режим, однако эффективность композиционных колодок принимается условно одинаковой. Локомотивы всегда оборудуются только чугунными тормозными колодками.

Найденная величина не должна быть менее значений указанных в табл.12.

После сравнения величины определенного в расчете тормозного коэффициента поезда с нормативными необходимо сделать вывод об обеспеченности поезда тормозными средствами.

При определении величины для грузового поезда, следующего по участкам с уклонами до -20⁰/_{00 ,} вес локомотива и его тормозное нажатие не учитывается.

Для уклона -9⁰/₀₀ :

Для уклона -20⁰/₀₀ :

Вывод: Поезд обеспечен тормозными средствами, т. к. коэффициент расчетного тормозного нажатия 0,437 > 0,33 что удовлетворяет условию обеспеченности тормозными средствами грузового поезда оснащенного чугунными колодками.

3 Оценка эффективности тормозной системы поезда

3.1 Определение тормозного пути поезда при автостопном торможении

Тормозным путём называется расстояние, проходимое поездом за время от момента поворота ручки крана машиниста или стоп-крана в тормозное положение до полной остановки поезда.