БатуринАК полный (Прочностной расчёт тормозной рычажной передачи электровозов 2(3)ЭС5К), страница 4

График зависимости величины хода поршня 26 от давления воздуха в 26ТЦ представлена на рисунке 3.1.Рисунок 3.1 – График зависимости величины хода поршня 26 от давления воздуха в 26 ТЦВ процессе торможения электровоза поршень ТЦ под воздействиемпоступающего сжатого воздуха совершает свободный и 35 дополнительныйход. Свободный ход поршня 26 цилиндра является величиной, которуюпроходит поршень за время от начала своего движения до прилегания 35 колодок кколесам.

Поршень начинает перемещаться, преодолевая усилие отпускной30пружины ТЦ, когда давление в нем будет около 0,015–0,02 МПа. При давлении вцилиндре 0,03–0,04 МПа все колодки будут прилегать к колесам. Величинасвободного хода поршня 35 ТЦ при торможении определяется необходимостьюиметь установленный зазор между колодками и колесами при отпущенномсостоянии тормоза вагона. Наличие таких зазоров дает возможность исключитьили свести к 35 минимальному дополнительное сопротивление в движущемсяпоезде от соприкосновения тормозных колодок с колесами.

После прилеганиятормозных колодок к колесам 35 при дальнейшем нарастании давления в 35 ТЦпоршень продолжает двигаться дальше до конца торможения. Этотдополнительный ход поршня 35 продолжается вследствие возникающих вэлементах рычажной передачи упругих деформаций и возможного смещенияколесных пар при одностороннем нажатии тормозных колодок на колеса.Кроме того, 35 при наличии в механической части Тормоза 35 регуляторарычажной передачи (АРП) поршень ТЦ сделает также дополнительный ход засчет сжатия возвратной пружины 35 регулятора на допустимую величину. 35 Графикзависимости величины хода поршня 26 от давления воздуха в 26 ТЦ, полученныйментальным путем, который наглядно демонстрирует две фазы идвижения поршня при полном торможении вагона.

26 Из графика видно, что придавлении в 26 ТЦ 0,1 МПа заканчивается интенсивное нарастание величины хода идальше идет сравнительно замедленное приращение его в результате упругихдеформаций. Таким образом, нужный ход поршня ТЦ при торможении можетбыть найден суммированием величин и .Кинематическая схема представляет систему рычагов, представленную нарисунке 3.2. В кинематической схеме все рычаги занимают перпендикулярноеположения, такое условие позволит определить максимальные значениявоздействующих усилий и реакций в элементах.31Рисунок 3.2 – Кинематическая схема рычажно-тормозной передачи: 1 – тормознойцилиндр; 2 – шток; 3 – колодка; 4 – колесная параПреобразование потенциальной энергии сжатого воздуха, который поступаетв тормозной цилиндр, далее воздействует на поршень, развивает на штокемеханическое усилие . Это усилие определяется по формуле (3.1) без учетареактивного усилия возвратной пружины, без учета потерь, вызванных трениемв цилиндре:, (3.1)где – давление в тормозном цилиндре, для локомотивов принято считать0,4 МПа;– площадь поршня, определяется по формуле, (3.2)где d – диаметр поршня, равен 35 см.Усилие передается на вертикальный рычаг 1–2, благодаря этому рычагвоздействует сжимающим усилием на тягу 1–3 и усилием нагоризонтальный рычаг 2–3.

Рычаг 1–3 воздействует изгибающим усилием F1 навертикальный рычаг 3–5 и передает тормозное усилие на колодку 6, а такжесжимающие усилие на горизонтальную тягу 5–7. Далее под действием навертикальный рычаг 7–8 передается тормозное усилие на колодку 9.32Изгибающие усилие от воспринимает рычаг 4–10, вследствие этого нарычаг 10-12 передается сжимающие усилие . Далее процессы передачитормозного усилия повторяются. Поэтому достаточно рассмотреть усилия,действующие на элементы, только для одной колесной пары.На рисунке 3.3 представлена кинематическая схема с одной колесной парой.Рисунок 3.3 – Кинематическая схема с одной колесной парой:1 – тормозной цилиндр; 2 –шток; 3 – колодка; 4 – колесная параПо рисунку 3.3 видно, что на рычажно-тормозную передачу при торможениибудут действовать следующие усилия:- вертикальный рычаг 1–2: – от штока, – от тяги 2–4, – отвертикального рычага 3–1;- тяга 2–4: – от вертикального рычага 1–2, – от рычага 4–10;- вертикальный рычаг 4–10: – от рычага 2–4, – от кронштейнатормозного цилиндра;- горизонтальный рычаг 1–3: – от рычага 1–2, – от горизонтальногорычага 3–1;- вертикальный рычаг 5–4: – от колодки 6 или 9, – отгоризонтальной тяги 5–7;- рычаг 7–8: – от рычага 8–9.Условия равновесия рычагов представлены по формулам ниже:; (3.3)33; (3.4); (3.5).

(3.6)Тогда из условия равновесия усилие F1 определяется по формуле:. (3.7)Усилие определяется по формуле:. (3.8)Тогда определяется:(3.9)Усилие определяется по формуле:(3.10)Усилие и определяются по равенству:(3.11)Длина, а рычага 2–3 равняется 0,367 м, тоже можно сказать и про длину брычага 1–3. Длины в и г рычагов 3–6 и 6–5 равняются 0,349 м.Площадь поршня определяется по формуле (3.2)Механическое усилие рассчитываем по формуле (3.1)34кг,тогда 3846,5 кг ровняется 37734,165 Н.Произведем расчет по соответствующим формулам (3.7) – (3.11)Н;Н;Н;Н;Н;Н.354 ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИС 4 ЦИЛИНДРОМ4.1 Детали тормозной рычажной передачи 4Перед выполнения модернизации необходимо произвести прочностнойрасчет узла, для того что бы определить запас прочности деталей имаксимальное напряжение в группе рычагов.

За исходные данные взятыгеометрические параметры элементов, параметры материала, а также значениясил, полученные в разделе 3.Тормозная рычажная передача состоит из следующих элементов иизображена на рисунках 4.1 – 4.15.1. Тяга – предназначена для передачи усилий от одного балансира к другому,располагается под тормозным цилиндром и соединена с концами двухбалансиров (рисунок 4.1).Рисунок 4.1 – 3D модель тяги2. Кронштейн мертвой точки цилиндра – предназначен для креплениякрайнего балансира, и восприятия усилий от штока через балансир и тягу(рисунок 4.2).36Рисунок 4.2 – 3D модель кронштейна крепления мертвой точки тормозного цилиндра3. Тормозной цилиндр – предназначен для преобразования потенциальнойэнергии сжатого воздуха в механическое усилие, 16 передающиеся при помощигрупп рычагов на колодки (рисунок 4.3).Рисунок 4.3 – 3D модель тормозного цилиндра4.

Балансир – предназначен для передачи тормозного усилия от штока кподвески и дальше на колодку (рисунок 4.4).37Рисунок 4.4 – 3D модель балансира5. Втулка – при помощи втулки все элементы связанны друг с другомшарнирно (рисунок 4.5).Рисунок 4.5 – 3D модель втулки6. Башмак – предназначен для крепления колодки, а также восприятиятормозных усилий, передающихся через подвеску башмака (рисунок 4.6).38Рисунок 4.6 – 3D модель башмака7. Балка – предназначена для ограничения перемещения балансира, ивосприятия усилия от штока (рисунок 4.7).Рисунок 4.7 – 3D модель балки398.

Винт – предназначен для регулировки положения поперечин вгоризонтальной плоскости (рисунок 4.8).Рисунок 4.8 – 3D модель винта9. Колодка - предназначена для передачи тормозного усилия к ободу колеса,а также для восприятия тормозной силы (рисунок 4.9).Рисунок 4.9 – 3D модель колодки10. Подвеска – предназначена для удержания башмака и передачи40тормозного усилия через планку на колодку (рисунок 4.10).Рисунок 4.10 – 3D модель подвески11. Поперечина – служит для взаимосвязи двух сторон тормозной системы,и воспринимает нагрузку от большой тяги (рисунок 4.11).Рисунок 4.11 – 3D модель поперечины (триангеля)12. Большая тяга – служит для передачи тормозного усилия от подвески кдругой подвески, а также для крепления поперечин (рисунок 4.12).41Рисунок 4.12 – 3D модель большой тяги13.

Планка – связующий элемент между балансиром и подвеской ивоспринимает усилия через балансир (рисунок 4.13).Рисунок 4.13 – 3D модель планки14. Двойная подвеска – Служит для фиксации подвески с башмаком(рисунок 4.14).Рисунок 4.14 – 3D модель двойной тяги15. Камень - служит для регулирования при помощи винта положенияпоперечины в горизонтальной плоскости (рисунок 4.15).42Рисунок 4.15 – 3D модель камняТормозная рычажная передача выполнена из качественной конструкционнойуглеродистой стали 40. Сталь 40 содержит 0,45 % углерода и 0,25 % хрома.Параметры стали предварительно уточняются в программе Solid Works 2017.Необходимые параметры стали приведены в таблице 4.1.