ПЗ (1229083), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 2.1 – Отказы тормозной рычажной передачи с цилиндром за 2016 год

По рисункам видно, что количество отказов тормозной рычажной передачи составляет 11,45 % от всех поломок механического оборудования. Таким образом модернизируя тормозную рычажную передачу с цилиндром можно добиться сокращения неплановых ремонтов на 11,45 %, а также уменьшить простой локомотива свыше 146,21 часа.

В таблице 2.2 представлен неплановый ремонт тормозной рычажной передачи с тормозным цилиндром за первый квартал 2017 года с 1 января по 13 апреля, депо приписки локомотивов ТЧЭ-2 Хабаровск – 2

Таблица 2.2 – Случаи непланового ремонта тормозной рычажной передачи за квартал 2017 год

За первый квартал 2017 года с 1 января по 13 апреля зарегистрировано 10 случаев неисправности тормозной рычажной передачи с цилиндром. Общий непроизводственный простой локомотивов составил 36,56 часа. На рисунке 2.2 изображена диаграмма отказов тормозной рычажной передачи с цилиндром относительно всех механических неисправностей за первый квартал 2017 года.

Рисунок 2.2. – Отказы тормозной рычажной передачи с цилиндром за первый квартал 2017 года

Таким образом по локомотивному депо Хабаровск-2 за 2017 год количество отказов тормозной рычажной передачи с цилиндром составило 14,7 % от механических неисправностей.

По данному анализу следует, что модернизация тормозной рычажной передачи с целесообразна.

3 РАСЧЕТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ТОРМОЗНУЮ РЫЧАЖНУЮ ПЕРЕДАЧУ С ЦИЛИНДРОМ

Для того чтобы произвести расчет на прочность тормозной рычажной передачи необходимо определить силы, действующие на группы рычагов при торможении. График зависимости величины хода поршня от давления воздуха в ТЦ представлена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – График зависимости величины хода поршня от давления воздуха в ТЦ

В процессе торможения электровоза поршень ТЦ под воздействием поступающего сжатого воздуха совершает свободный и дополнительный ход. Свободный ход поршня цилиндра является величиной, которую проходит поршень за время от начала своего движения до прилегания колодок к колесам. Поршень начинает перемещаться, преодолевая усилие отпускной пружины ТЦ, когда давление в нем будет около 0,015–0,02 МПа. При давлении в цилиндре 0,03–0,04 МПа все колодки будут прилегать к колесам. Величина свободного хода поршня ТЦ при торможении определяется необходимостью иметь установленный зазор между колодками и колесами при отпущенном состоянии тормоза вагона. Наличие таких зазоров дает возможность исключить или свести к минимальному дополнительное сопротивление в движущемся поезде от соприкосновения тормозных колодок с колесами. После прилегания тормозных колодок к колесам при дальнейшем нарастании давления в ТЦ поршень продолжает двигаться дальше до конца торможения. Этот дополнительный ход поршня продолжается вследствие возникающих в элементах рычажной передачи упругих деформаций и возможного смещения колесных пар при одностороннем нажатии тормозных колодок на колеса.

Кроме того, при наличии в механической части Тормоза регулятора рычажной передачи (АРП) поршень ТЦ сделает также дополнительный ход за счет сжатия возвратной пружины регулятора на допустимую величину. График зависимости величины хода поршня от давления воздуха в ТЦ, полученный ментальным путем, который наглядно демонстрирует две фазы и движения поршня при полном торможении вагона. Из графика видно, что при давлении в ТЦ 0,1 МПа заканчивается интенсивное нарастание величины хода и дальше идет сравнительно замедленное приращение его в результате упругих деформаций. Таким образом, нужный ход поршня ТЦ при торможении может быть найден суммированием величин и .

Кинематическая схема представляет систему рычагов, представленную на рисунке 3.2. В кинематической схеме все рычаги занимают перпендикулярное положения, такое условие позволит определить максимальные значения воздействующих усилий и реакций в элементах.

Рисунок 3.2 – Кинематическая схема рычажно-тормозной передачи: 1 – тормозной цилиндр; 2 – шток; 3 – колодка; 4 – колесная пара

Преобразование потенциальной энергии сжатого воздуха, который поступает в тормозной цилиндр, далее воздействует на поршень, развивает на штоке механическое усилие . Это усилие определяется по формуле (3.1) без учета реактивного усилия возвратной пружины, без учета потерь, вызванных трением в цилиндре:

, (3.1)

Где – давление в тормозном цилиндре, для локомотивов принято считать 0,4 МПа;

– площадь поршня, определяется по формуле

, (3.2)

где d – диаметр поршня, равен 35 см.

Усилие передается на вертикальный рычаг 1–2, благодаря этому рычаг воздействует сжимающим усилием на тягу 1–3 и усилием на горизонтальный рычаг 2–3. Рычаг 1–3 воздействует изгибающим усилием F₁ на вертикальный рычаг 3–5 и передает тормозное усилие на колодку 6, а также сжимающие усилие на горизонтальную тягу 5–7. Далее под действием на вертикальный рычаг 7–8 передается тормозное усилие на колодку 9.

Изгибающие усилие от воспринимает рычаг 4–10, вследствие этого на рычаг 10-12 передается сжимающие усилие . Далее процессы передачи тормозного 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 пара

По рисунку 3.3 видно, что на рычажно-тормозную передачу при торможении будут действовать следующие усилия:

- вертикальный рычаг 1–2: – от штока, – от тяги 2–4, – от вертикального рычага 3–1;

- тяга 2–4: – от вертикального рычага 1–2, – от рычага 4–10;

- вертикальный рычаг 4–10: – от рычага 2–4, – от кронштейна тормозного цилиндра;

- горизонтальный рычаг 1–3: – от рычага 1–2, – от горизонтального рычага 3–1;

- вертикальный рычаг 5–4: – от колодки 6 или 9, – от горизонтальной тяги 5–7;

- рычаг 7–8: – от рычага 8–9.

Условия равновесия рычагов представлены по формулам ниже:

; (3.3)

; (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 б рычага 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)

кг,

тогда 3846,5 кг ровняется 37734,165 Н.

Произведем расчет по соответствующим формулам (3.7) – (3.11)

Н;

Н;

Н;

Н;

Н;

Н.

4 ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ С ЦИЛИНДРОМ

4.1 Детали тормозной рычажной передачи

Перед выполнения модернизации необходимо произвести прочностной расчет узла, для того что бы определить запас прочности деталей и максимальное напряжение в группе рычагов. За исходные данные взяты геометрические параметры элементов, параметры материала, а также значения сил, полученные в разделе 3.

Тормозная рычажная передача состоит из следующих элементов и изображена на рисунках 4.1 – 4.15.

Тяга – предназначена для передачи усилий от одного балансира к другому, располагается под тормозным цилиндром и соединена с концами двух балансиров (рисунок 4.1).

Характеристики

Список файлов ВКР