Тип вагона
|
Осность вагона
|
Тип подшипникового узла
|
Грузоподъемность, тс
|
Тара, тс
|
Количество вагонов
|
Длина по осям автосцепки, м
|
Цистерна Полувагон
|
4 8
|
Скольжения Скольжения
|
60 125
|
23 43
|
23 10
|
12 20,2
|
1.5 Определение
длины поезда
Длина поезда, будучи связанная с весом и параметрами вагонов длина,
осность, грузоподъёмность, не должна превышать полезной длины приёмоотправочных
путей станции. На установку поезда учитывается допуск, принимаемый равным 10 м
:
Где lс - длина состава, м
lл -локомотива, м
Длина состава определяется количеством вагонов и их длиной:
Где ni, li - число вагонов определенного типа и
длина одного вагона этой группы
Полученную длину поезда необходимо сравнить с заданным значением длины
станционных приёмоотправочных путей.
Должно выполняться условие:
Где lпоп - длина приёмоотправочных путей на раздельных
пунктах, м;
Условие 1.19 выполняется.
2. Обеспечение поезда тормозами
Для расчёта рычажной передачи вагона выбирается расчётная схема
Рис. 1. Схема рычажной тормозной передачи 4-осного грузового вагона
Все вагоны в составе оборудуются композиционными колодками.
.1 Определение усилия, развиваемого поршнем тормозного цилиндра
Усилие по штоку поршня тормозного цилиндра:
где F - площадь поршня тормозного цилиндра, см2,
где k - коэффициент, учитывающий вид
привода, при композиционных - 0,32;
Nр - реактивное усилие возвратной
пружины авторегулятора, Nр = 180 кгс;
а, б,в,г - размеры плеч горизонтального рычага,
жр - жесткость пружины авторегулятора, жр = 15
кгс/см;
lр - величина сжатия пружины
авторегулятора, см, при композиционных - 1,5 см
Передаточное число тормозной рычажной передачи - это безразмерная величина,
показывающая, во сколько раз с помощью рычагов рычажной передачи изменяется
сила, реализуемая на штоке тормозного цилиндра, при передаче её к тормозным
колодкам. Определяется оно как произведение отношений длины ведущих плеч к
длине ведомых плеч всех рычагов, используемых для передачи усилия от штоков
цилиндра к тормозным колодкам. Рычаг - это элемент рычажной передачи, имеющий
три точки: приложения усилия от штока поршня т.ц., поворота и передачи усилия
на тормозную колодку.
Ведущее плечо рычага - это расстояние от точки приложения силы к рычагу
до точки поворота рычага. Ведомое плечо рычага - это расстояние от точки
поворота рычага до точки, в которой через рычаг передаётся усилие. Подсчет
передаточного числа на каждую тормозную колодку необходимо вести, начиная
всегда от штока поршня тормозного цилиндра. При этом следует помнить о том, что
все передаточные числа должны быть равны между собой.
Общее передаточное число для всего вагона
Где n1, n2,..., ni - передаточные числа к отдельным
тормозным колодкам; a -
угол между направлением силы, действующей в точке передачи на колодку, и
направлением нормального давления на колесо (для грузовых и пассажирских
вагонов a = 10°).
2.3 Расчет действительной суммарной силы нажатия на все тормозные колодки
вагона
Действительная суммарная сила нажатия на все тормозные колодки вагона
определяется по формуле, кгс:
Где
hр.п -
коэффициент полезного действия тормозной рычажной передачи с авторегулятором,
для грузовых 4-осных вагонов hр.п = 0,9, для 8-осных - 0,869,
кгс
2.4 Определение коэффициента силы нажатия
Тормозная эффективность вагона характеризуется коэффициентом силы нажатия
на тормозные колодки вагона:
Где
q - полный вес вагона, кгс.
Полный
вес грузового вагона определяется как сумма грузоподъемности и тары вагона по
данным табл. 1.
2.5 Оценка обеспеченности поезда тормозами
При оценке обеспеченности поезда тормозами принимают, что все вагоны,
имеющие ту же осность, что и вагон, расчет рычажной передачи которого выполнен,
обеспечен нажатием тормозных колодок SК, а остальные вагоны имеют «справочные» силы нажатия колодок
на оси. Фактический тормозной коэффициент поезда
Где
- суммарное расчетное нажатие тормозных колодок
поезда, кгс,
Где
- суммарное расчетное нажатие тормозных колодок
состава (вагонов), кгс;
-
суммарное расчетное нажатие тормозных колодок локомотива, кгс.
Необходимо
помнить, что в грузовых поездах, следующих по участкам с уклоном до 20 0/00,
при определении обеспеченности поезда тормозами вес локомотива и его расчетное
нажатие тормозных колодок в расчет не принимаются, т. е. выражение (2.9)
принимает вид:
Суммарное
расчетное нажатие тормозных колодок состава, кгс,
Где
nв - число
вагонов в поезде с той же осностью, что и рассчитанный (в подразд. 2.1. - 2.4.)
вагон;
Ко
- единая расчетная сила нажатия тормозных колодок на ось вагона, тс, для
грузовых вагонов Ко = 7 тс,
nо - суммарное число осей вагонов, расчет рычажной
передачи которых не проводился.
При
определении обеспеченности тормозами грузового поезда с композиционными
колодками суммарное расчетное нажатие тормозных колодок состава
Где
- общее число осей всех вагонов в поезде.
Суммарное
расчетное нажатие тормозных колодок локомотива, кгс,
Где
- число осей локомотива;
- расчетная
сила нажатия на ось локомотива, 10,0 тс;
Подставив полученные данные в формулу (2.11), имеем:
Воздухораспределители локомотивов в грузовых поездах устанавливаются на
порожний режим работы, Для обеспеченности поезда тормозами все грузовые и
пассажирские поезда должны иметь необходимое тормозное нажатие (иметь
соответствующий коэффициент силы нажатия тормозных колодок, отнесенный к 100 тс
веса поезда).
Условие обеспеченности поезда тормозами имеет вид:
Где
- потребный тормозной коэффициент поезда, для
грузовых поездов
= 0,28 -
0,33,
Условие
2.15 выполняется.
3. Проверка поезда на возможность разрыва при экстренном торможении
При торможении поезд подвергается продольно-динамическому воздействию
сжимающих и растягивающих сил. При расчете тормозов поезда необходимо
определить эти усилия и сравнить их с нормируемыми.
По существующим нормам продольно-динамические усилия в поезде при
экстренном торможении не должны превышать ±200 тс.
Максимальные продольно-динамические усилия, возникающие в поезде при
экстренном торможении, тс,
Где
А - опытный коэффициент, характеризующий состояние поезда перед торможением,
для сжатого поезда А = 0,4, для растянутого - 0,65;
-
суммарные действительные нажатия тормозных колодок состава (вагонов) и
локомотива соответственно, кгс;
-
коэффициенты трения тормозных колодок вагонов и локомотива;
lп - длина поезда, м
w - скорость
распространения тормозной волны при экстренном торможении, м/с, для
воздухораспределителя № 270-005 - 230 м/с,
tт.ц - время наполнения тормозного цилиндра вагона до
давления 3,5 кгс/см2, с, в грузовых поездах до 50 вагонов tт.ц = 24 с,
Для
грузового поезда и, кгс, определяем:
кгс
Где
nо,6,8 -
общее число осей, 6-, 8-осных вагонов в составе;
тс
При
определении , если в грузовом поезде есть композиционные колодки,
принимать Ко равным 5 тс.
При
определении максимальных продольно-динамических усилий необходимо помнить о
том, что локомотив оборудуется только чугунными колодками.
Коэффициент
трения тормозных колодок вагонов:
Где
V - скорость движения, км/ч
Коэффициент
трения тормозных колодок локомотива
Рассчитаем
продольно-динамическое усилие в поезде: для сжатого и растянутого поезда, для
максимальной и минимальной скоростей поезда в начале торможения.
4.
Решение тормозной задачи
.1
Расчет замедляющих усилий, действующих на поезд в режимах выбега локомотива и
торможения
Таблица 2. Результаты расчета замедляющих усилий
В
таблице 2 приняты следующие обозначения:
wх - основное удельное сопротивление движению локомотива
на выбеге,
-
основное удельное сопротивление движению поезда (рассчитывается по формулам,
приведенным в табл. 3);
Wох - полное основное сопротивление движению поезда на
выбеге,
wох - основное удельное сопротивление движению поезда на
выбеге,
Bm -
полная тормозная сила поезда при экстренном торможении,
bm -
удельная тормозная сила поезда при экстренном торможении,
,8bm - удельная тормозная сила при полном служебном торможении;
bm + wох ± ic - удельная замедляющая сила при экстренном
торможении, знак «-» берется для уклона, «+» - для подъема.
4.2 Расчет тормозного пути поезда при экстренном торможении
При расчетах тормозной путь поезда принимается равным сумме
подготовительного и действительного путей торможения, м,
;
При
расчетах принимать:
для
грузового поезда до 200 осей
де
iс -
приведенный уклон, 0/00;
bm -
удельная тормозная сила поезда при максимальной скорости, кгс/тс.
В
выражениях (4.8)знак «+» берется для уклона, «-» - для подъема.
Суммарный
действительный тормозной путь определяем по интервалам в 10 км/ч, табл. 2), м,
;
В
формуле (4.9) знак «-» берется для уклона, «+» - для подъема.
=491м
4.3 Расчет тормозного пути поезда при полном служебном торможении
Рис. 2. График зависимости полного тормозного пути от скорости движения
Заключение
В результате данных расчетов сформирован подвижной
состав длиной 507 м, состоящий из локомотива ТЭ10, 23 четырехосных цистерн
грузоподъемностью 60 тс и 10 восьмиосных полувагонов грузоподъемностью 125 тс.
Рассчитан общий вес состава, который составляет 3570 тс. Дана оценка
обеспеченности поезда тормозами, которая удовлетворяет нормам и требованиям безопасности
движения. Проведена проверка поезда на возможность разрыва при торможении, так
как поезд подвергается большому продольно-динамическому воздействию сил
«сжатия-растяжения». Решена тормозная задача с расчетом тормозного пути, при
двух видах торможения: - экстренном - 647 м, служебном - 787 м.
поезд торможение вагон
Список использованных источников
1. Крылов В.И., Перов А.Н., Озолин
А.Н., Климов Н.Н. Справочник по тормозам. - М.: Транспорт, 1975. - 448с.
. Осиновский А.Л., Патеюк Г.М.
Автоматические тормоза и элементы тяговых расчетов. - Методические указания к
выполнению курсового проекта. - Омск: Омский ин-т инж. железнодорожного
транспорта, 1984. - 30с.
. Автоматические тормоза вагонов.
Методические указания к выполнению курсового работы Б.Б. Сергеев, П.Б. Сергеев;
Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. - 31с.