- •7 Расчет производительности компрессоров и газодинамических
- •1 Контрольные вопросы
- •1.1 Кран машиниста № 394
- •1.2 Кран вспомогательного тормоза локомотива № 254
- •1.3 Воздухораспределитель № 483
- •1.4 Воздухораспределитель № 292
- •1.5 Электропневматические тормоза (двухпроводный эпт)
- •1.6 Алсн с автостопом эпк-150 и
- •1.7 Авторежим. № 265 и противоюзные устройства
- •1.8 Общие вопросы
- •2 Расчет механической части тормоза
- •2.1 Общие сведения и рекомендации для выполнения расчетов
- •2.2 Выбор эффективного нажатия тормозных колодок
- •2.3 Расчет передаточного числа рычажной передачи
- •2.15 Схема рассчитываемой рычажной передачи с необходимыми данными изо-
- •2.4 Расчет диаметра тормозного цилиндра и его выбор
- •3 Тормозные системы и расчет их параметров
- •3.1 Принципиальная пневматическая схема тормозного оборудования
- •3.2 Расчет давлений в тормозных цилиндрах
- •3.3 Расчет тормозных параметров подвижного состава
- •4. Расчет длины тормозного пути поезда
- •4.1 Расчет тормозного пути по интервалам скорости
- •4.2 Расчет тормозного пути по интервалам времени
- •4.3 Определение тормозного пути по номограммам
- •4.2) И с помощью номограмм /8,9/, как показано выше. Свести итоговые резуль-
- •4.4 Расчет потребного для поезда тормозного нажатия и ручных
- •4.3 При нагрузке на ось более 100 кН, приведенный в числителе, а при меньшей,
- •4.5 Оценка степени использования сцепления при торможении
- •5 Расчет тепловых режимов при торможении
- •5.1 Расчет теплового режима и износа тормозных колодок
- •5.2 Расчеты заклиненного состояния колесных пар
- •5.3 Расчет температуры на поверхности трения
- •6 Расчет продольно-динамических усилий в поезде при торможении
- •1) При двух скоростях движения перед торможением (большей и меньшей) и
- •35; 32; 30; 25 С), обеспечиваемых по мере совершенствования грузовых воздухо-
- •483 (1976 Г). По результатам расчетов строят график
- •7 Расчет производительности компрессоров и газодинамических
- •7.1 Оценка общего часового расхода воздуха
- •7.2 Расчет требуемой производительности компрессорной
- •7.3 Проверка производительности компрессорной установки
- •7.4 Расчет процессов изменения давления сжатого воздуха
- •7.5 Влажность сжатого воздуха и пути ее снижения
- •8 Расчет элементов тормозных систем
- •8.1 Расчет резиновых диафрагм, клапанов, пружин
- •8.2 Расчет калиброванных отверстий
- •Document Outline
5 Расчет тепловых режимов при торможении
5.1 Расчет теплового режима и износа тормозных колодок
При торможении кинетическая энергия поезда переходит в тепловую, нагре-
вая тормозные колодки (или диски) и колеса. Учитывая то, что с ростом скорости
движения, например в 2 раза, количество энергии увеличивается вчетверо, особое
значение приобретает тепловая устойчивость пары трения, нарушение которой
приводит к утрате фрикционных качеств и возникновению аварийных ситуаций на
подвижном составе.
ч
Допустимая величина нажатия K
(кН) на чугунную тормозную колодку
t
по тепловому режиму при остановочном торможении может быть найдена из выра-
жений:
Ф
80
[
t
( ) -
,
70 V
2
m ] +
Ф
80
[
t
( ) -
,
70 V
2
m
2
] +
V
4500
m Ф t
ч
( )
0 v
0 v
0 v
K
=
, кН (5.1)
t
,
2
V
25
m
0 v
F
t
a
где
k
Ф
D
t
max 0
( ) =
,
(5.2)
- 155
,
0
a
t
1 - e
0
a = ,
0 004 +
005
,
0
V ,
(5.3)
0
0
47
,
3 6 V + 100
0
m = ,
0 6
,
(5.4)
v
18 V + 100
0
V0 - начальная скорость торможения, м/с;
∆t
- максимально допустимая температура тормозной колодки при
max
о
остановочном торможении, Со (для чугунных- 600 , для композици-
онных
о
- 400 );
a - коэффициент теплоотдачи в окружающую среду.
0
Аналогично максимальное нажатие по температурным режимам для компо-
зиционных колодок определяется выражением:
[ Ф
4
t
( ) -
V
34
,
2
m ] + [Ф
4
t
( ) - 2
V
34
,
m
2
] +
V
36
,
9
m Ф(t
к
)
0 v
0 v
0 v
K
=
, кН
(5.5)
t
V
023
,
0
m
0 v
F
t
a
k
Ф
D
t
max 0
( ) =
,
(5.6)
- 52
,
1
a
t
1 - e
0
- 2
a = ,
0 4 ×10
1
( + 33
,
1
V ) ,
(5.7)
0
0
6
,
3 V + 150
0
m = ,
0 44
.
(5.8)
v
7,2 V + 150
0
Продолжительность остановочного торможения t(с) при известной по норма-
тивам длине тормозного пути Sт (м) на данном уклоне с начальной скорости тормо-
жения V0 (м/с) находится в предположении равнозамедленного движения:
2 Т
S
t =
(5.9)
V0
Износ тормозных колодок в условиях эксплуатации существенно зависит от
силы их нажатия, материала, вида и длительности торможения, регулировки ры-
чажной передачи, положения колодки относительно поверхности катания колеса
как в тормозном, так и в отпущенном состояниях, и ряда других факторов. Величи-
ну износа при этом за одно торможение D Нможно рассчитать для чугунных коло-
док по следующей формуле /1/:
48
DH =
,
0 04
, м
(5.10)
æ 5×109 F
525 ö
К -
Y
çç
÷÷
a B Vt
è К Т
t ø
где FК– геометрическая площадь трения колодок, действующих на колесо,
м2;
a – коэффициент распределения теплового потока в колодке (принять
k
0,2 - 0,3 при одностороннем нажатии, 0,35 и 0,45 - при двусторон-
нем нажатии соответственно одинарных и секционных колодок);
t – продолжительность торможения, с;
BT – средняя тормозная сила, действующая в течении времени тормо-
жения от колодок на колесо, Н;
V– средняя скорость движения, м/с;
Y– коэффициент качества колодок (при соответствии требованиям
стандарта Y= 1).
Продолжительность торможения при заданных тормозном пути и средней
скорости движения, как показано выше, легко найти, а среднюю тормозную си-
лу при известной нагрузке на ось (кН) и длительном торможении на спуске с
учетом среднего удельного сопротивления движению вычислить по выраже-
нию:
"
=
(
5
,
0
i
w ср )q
Т
B
-
, Н
(5.11)
c
0
где "
w ср – среднее удельное сопротивление движению (принять 2 Н/кН).
Критическое время непрерывного торможения tкр, после которого наступает
катастрофически быстрый износ чугунных тормозных колодок, определяется вы-
ражением /2/:
2
5
æ 95 ×10 × F ö
t
=
К
кр
çç
÷÷ , с.
(5.12)
è a B V
К
Т
ø
Композиционные тормозные колодки имеют другие закономерности износа,
при которых, благодаря физико-механическим свойствам материала, в эксплуатации
не достигаются условия катастрофического износа.
Минимальная толщина чугунных тормозных колодок на вагонах (но не менее
0,012 м), соответственно для равнинных и горных профилей с затяжными крутыми
спусками рассчитываются по следующим выражениям /2/:
49
"
DH
= ,
0 01 + ,
0 00015 S , м
(5.13)
Т
мин
n
DH
= ,
0 01 +
00003
,
0
å Li
мин
, м
(5.14)
i = 1
где
"
S - общий путь, проходимый поездом в тормозном режиме
Т
(определяется по скоростемерным лентам), км;
n
å Li - сумма произведений длин участков пути в километрах на их
i = 1
уклон в тысячных.
Износ чугунных тормозных колодок по толщине (м) на протяженном участке
с затяжными спусками можно определить по формуле /1/:
n
DH = А åLi , м
(5.15)
i = 1
n
где å Li - сумма произведений длин (км) всех участков пути со спуском,
i = 1
по которым следует поезд, на величину спуска.
Для грузовых груженых вагонов с односторонним нажатием колодок
А = 0,03; для пассажирских с двухсторонним нажатием одинарных колодок А
= 0,01, секционных (двойных) колодок А = 0,008.
Минимальная толщина композиционных тормозных колодок составляет
0,014 м и в связи с их большей износостойкостью, чем чугунных, обеспечива-
ет нормальную работу тормоза на любых плечах.