Расчет механической части тормоза

РЕФЕРАТ

 

В курсовом проекте 50 страниц, 13 рисунков, 9 таблиц, 8 использованных источников.

Автоматические тормоза, трение, давление, тяги, рычаги, тормозная магистраль, тормозной цилиндр, главный резервуар, тормозные колодки, воздухораспределитель, компрессор, кран машиниста, колодки, запасный резервуар, тормозной путь, ручные тормоза

В курсовом проекте производится расчет тормозной системы, её устройств и процессов, протекающей в ней. Курсовой проект включает в себя:

– расчет механической части тормоза, который включает определение допустимого по условиям сцепления колеса с рельсом нажатия тормозной колодки; расчет передаточного числа тормозной рычажной передачи; выбор тормозного цилиндра и проверку правильности расчетов;

– расчет давления воздуха в тормозных цилиндрах и объема запасных резервуаров при соответствующем типе воздухораспределителя и авторежима;

– расчет длины тормозного пути поезда методами численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам скорости и номограммам и построения соответствующих графических зависимостей, а также расчета потребного для поезда тормозного нажатия и ручных тормозов;

– оценку тепловых режимов тормозных колодок и колес и расчет их износа при торможении;

– расчеты продольно-динамических реакций в поезде при торможении, производительности компрессорной установки локомотива и объема главного резервуара, а также газодинамических процессов в тормозной магистрали;

– расчет элементов тормозных систем и калиброванных отверстий.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Реферат. 2

Введение. 5

Исходные данные. 6

1. Ответы на контрольные вопросы.. 9

2. Расчет механической части тормоза. 13

2.1. Выбор эффективного нажатия тормозных колодок. 13

2.2. Расчёт передаточного числа рычажной передачи. 14

2.3. Расчёт диаметра тормозного цилиндра и его выбор. 15

3. Тормозные системы и расчёт их параметров. 19

3.1. Оценка воздушной части тормозной системы и расчёт давлений в тормозных цилиндрах. 19

4. Расчет длины тормозного пути поезда. 28

4.1. Расчёт тормозного пути по интервалам скорости. 28

4.2. Определение тормозного пути по номограммам. 34

4.3. Расчет потребного для поезда тормозного нажатия и

ручных тормозов. 35

5. Расчет продольно-динамических усилий в поезде при торможении. 38

6. Расчет производительности компрессоров и газодинамических процессов в тормозной магистрали. 40

6.1. Оценка общего часового расхода воздуха. 40

6.2. Расчёт требуемой производительности компрессорной установки и объёма главного резервуара. 41

6.3. Проверка производительности компрессорной установки Q_ком и объема главных резервуаров. 43

6.4. Расчёт процессов изменения давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 44

Список использованных источников. 50

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Тормоза железнодорожного подвижного состава представляют собой комплекс устройств, создающих искусственное сопротивление движению поезда при регулировании его скорости или остановке.

Автоматические тормоза подвижного состава, учитывая специфические условия их эксплуатации (высокие скорости, круглосуточная работа, большие веса поездов), должны обладать высокой надежностью и безотказностью.

Состояние высокой надежности, безотказности и эффективность действий тормозов с хорошей их управляемостью позволяет повысить скорости движения пассажирских поездов до 200, а вес грузовых поездов увеличить до 100 – 120 тыс. кН.

Тормозное оборудование подвижного состава должно нормально работать в условиях сложных процессов, происходящих в движущемся поезде: сухое трение тормозных колодок с преобразованием механической энергии в тепловую, газодинамические процессы в тормозной магистрали, качение колес по рельсам в условиях предельного использования сил сцепления, взаимодействия вагонов между собой с появлением значительных продольных сил и др.

Исходные данные

 

Таблица 1 – Данные для расчета механической части тормоза локомотива

Параметры	Числовое значение
Локомотив	ВЛ11
Расчетный вес, кН	1840
Количество автотормозных осей	8
Число тормозных цилиндров	8
Максимально допустимый выход штока, мм	125
Жесткость пружины ТЦ,	8,7
Усилие предварительного натяга пружины ТЦ, кН	1,26
Расчетное давление в ТЦ при ЭТ, МПа	0,4

 

Таблица 2 – Исходные данные для расчета тормозного пути поезда

8-осные п/вагоны, вес 1680 кН, =85 кН/ось	3 штуки
4-осные п/вагоны, вес 840 кН, =85 кН/ось	53 штуки
4-осные крытые, вес 840 кН, =85 кН/ось	7 штук
4-осные рефрижераторные, вес 840 кН, =85кН/ось	12 штук
Скорость поезда перед торможением, км/ч	80

 

Окончание таблицы 2

Уклон пути, ‰	- 5
Вид торможения	ЭТ
Тип тормозных колодок	композиционные

 

Таблица 3 – Исходные данные для расчета продольно-динамических усилий в поезде при торможении

8-осные п/вагоны, вес 1680 кН, длина 20,2 м	2 штуки
4-осные п/вагоны, вес 880 кН, длина 13,9 м	59 штук
4-осные крытые, вес 840 кН, длина 14,7 м	0 штук
4-осные рефрижераторные, вес 840 кН, длина 22,1 м	12 штук
Скорость поезда в начале торможения, км/ч: - большая - меньшая	70 10

 

Таблица 4 – Варианты контрольных вопросов

Тема	Номер вопроса
КМ № 394 (1.1)	5
КВТ № 254 (1.2)	6
ВР № 483 (1.3)	5
ВР № 292 (1.4)	10

Окончание таблицы 4

ЭПТ (1.5)	5
АЛСН с автост. (1.6)	6
АР и ПЮ (1.7)	5
РТРП-675 (1.8)	7
Компрессоры (1.9)	3

 

1. Ответы на контрольные вопросы

 

1.1. Кран машиниста № 394

Что произойдёт при большой утечке воздуха из УР во 2-м положении ручки КМ?

При большой утечке возможно приподнимание уравнительного поршня, что приведет к разрядке ТМ. При небольшой утечке (ниже уравнительного поршня) происходит дополнительная утечка воздуха из ТМ через золотник, которая восполняется подпиткой ТМ через редуктор.

 

1.2. Кран вспомогательного тормоза локомотива № 254

Объясните назначение переключательного поршня КВТ.

Резкое понижение давления в полости над переключательным поршнем вызывает его перемещение в верхнее положение и отключение ВР от КВТ. После этого машинист берёт управление тормозами локомотива на себя, по крайней мере, до выравнивания давления от ВР и оставшегося в полости между поршнями и восстановления режима повторителя.

 

1.3. Воздухораспределитель № 483

В чём заключаются различия работы ВР на равнинном и горном режимах и для чего это необходимо?

В главной части главный поршень (ГП) со штоком при зарядке за счёт пружины находится в крайнем левом положении, и через калиброванное отверстие диаметром 0,5 мм заряжается РК. В горном режиме переключателя этот путь зарядки РК единственный, он обеспечивает повышение давления в ней до 0,46 МПа за 4 мин. В равнинном режиме при давлении в РК 0,20-0,35 МПа диафрагма прогибается вправо и открывается второй путь зарядки РК: из полости режимного переключателя через калиброванное отверстие диаметром 0,6 мм и канал, что сокращает указанное выше время роста давления в РК до 3 мин.

 

1.4. Воздухораспределитель № 292

Что обеспечивают камера дополнительной разрядки тормозной магистрали и ускоритель экстренного торможения на ВР?

После снижения давления в ТМ темпом служебного торможения сжатый воздух из ЗР и ЗК не успевает перетекать в МК через три отверстия во втулке поршня. За счёт возникающего при этом перепада давления магистральный поршень вместе с отсекательным золотником перемещается вправо до упора в главный золотник. Вследствие этого ТМ разобщается с ЗК и ЗР, но соединяется с камерой дополнительной разрядки (КДР) объёмом 1,0 л. Происходит дополнительная разрядка ТМ на величину 0,020-0,025 МПа, которая обеспечивает высокую скорость тормозной волны и надёжное срабатывание тормозов в поезде.

Ускоритель экстренного торможения одного прибора создаёт интенсивную дополнительную разрядку ТМ и передаёт её следующему и вызывает в нём аналогичный процесс, который распространяется далее до конца поезда со скоростью 190 м/с.

 

1.5. Электропневматические тормоза (двухпроводный ЭПТ)

Объясните назначение контрольного реле (КР). Как оно влияет при обесточивании на работу ЭПТ в различных режимах?

КР осуществляет контроль за целостностью электрической линии.

В I и II положениях ручки крана машиниста контактами КР включается лампа О светового сигнализатора (СС), показывающая, что цепи управления и контроля исправны.

При повреждении или нарушении электрической цепи питания КР оно обесточивается и размыкает свои контакторы КР1 и КР2. При этом обесточивается сильноточное реле (К) и отключается питание рабочего провода, что приводит в отпуску ЭПТ. На световом сигнализаторе гаснут все лампы, что требует перехода на пневматическое торможение (согласно инструкции).

 

1.6. АЛСН с автостопом ЭПК-150И

Как изменится работа ЭПК при частичном засорении отверстия в сигнальном свистке?

При засорении отверстия воздух будет выходить из камеры выдержки времени дольше нормы, срабатывание автостопа задержится.

 

1.7. Авторежим № 265 и противоюзные устройства

В чём заключаются основные отличия в конструкции авторежимов для грузовых и пассажирских вагонов?

Авторежимы пассажирских вагонов с временным контактом и менее чувствительны к колебаниям, т.к. прогиб рессорного подвешивания пассажирского вагона больше, чем у грузового, а колебания с большей амплитудой. Также авторежимы пассажирских вагонов имеют электронные датчики.

 

1.8. Автоматический регулятор тормозной рычажной передачи РТРП-675

Укажите максимальное усилие, величину полного рабочего хода винта, сокращение длины тормозной рычажной передачи регулятором за один цикл торможение-отпуск, а также нормативный зазор между колодками и колёсами.

Максимальное усилие – 90 кН, величина полного рабочего хода винта – 675 мм, максимальное сокращение длины ТРП за один цикл торможение-отпуск – 20 мм, нормативный зазор между колодками и колёсами – 5-8 мм.

1.9. Компрессоры и регуляторы давления

Какие требования предъявляются к тепловым режимам компрессорных установок?

Температура сжатого воздуха не должна превышать 2°С выше наружной. При длительной работе (более 10 мин) без остановки нагрев компрессора не должен превышать 160°С.

 

 

Ручных тормозов

 

Чтобы выпустить поезд на перегон без снижения скорости движения, необходимо иметь определенное соотношение расчетного и расчетного потребного нажатия

                                         ,                               (4.18)

где  – потребное нажатие, кН.

                                     ,                           (4.19)

где  для состава груженого грузового и рефрижераторного поездов.

26520 > 22228,8

Условие (4.18) выполняется, следовательно, выпускать поезд на перегон можно без снижения скорости движения.

Количество осей, оборудованных ручным тормозом

                                     ,                                     (4.20)

где γ = 0,4 для расчета осей, оборудованных ручным тормозом, и γ = 0,2 для расчета количества тормозных башмаков.

Количество тормозных башмаков:

 

Следовательно, для удержания состава весом 65520 кН на месте после его остановки на перегоне (i_с=-5%) потребуется 27 тормозных осей, оборудованных ручным тормозом и 14 тормозных башмаков.

РЕФЕРАТ

 

В курсовом проекте 50 страниц, 13 рисунков, 9 таблиц, 8 использованных источников.

Автоматические тормоза, трение, давление, тяги, рычаги, тормозная магистраль, тормозной цилиндр, главный резервуар, тормозные колодки, воздухораспределитель, компрессор, кран машиниста, колодки, запасный резервуар, тормозной путь, ручные тормоза

В курсовом проекте производится расчет тормозной системы, её устройств и процессов, протекающей в ней. Курсовой проект включает в себя:

– расчет механической части тормоза, который включает определение допустимого по условиям сцепления колеса с рельсом нажатия тормозной колодки; расчет передаточного числа тормозной рычажной передачи; выбор тормозного цилиндра и проверку правильности расчетов;

– расчет давления воздуха в тормозных цилиндрах и объема запасных резервуаров при соответствующем типе воздухораспределителя и авторежима;

– расчет длины тормозного пути поезда методами численного интегрирования уравнения движения поезда по интервалам скорости и номограммам и построения соответствующих графических зависимостей, а также расчета потребного для поезда тормозного нажатия и ручных тормозов;

– оценку тепловых режимов тормозных колодок и колес и расчет их износа при торможении;

– расчеты продольно-динамических реакций в поезде при торможении, производительности компрессорной установки локомотива и объема главного резервуара, а также газодинамических процессов в тормозной магистрали;

– расчет элементов тормозных систем и калиброванных отверстий.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Реферат. 2

Введение. 5

Исходные данные. 6

1. Ответы на контрольные вопросы.. 9

2. Расчет механической части тормоза. 13

2.1. Выбор эффективного нажатия тормозных колодок. 13

2.2. Расчёт передаточного числа рычажной передачи. 14

2.3. Расчёт диаметра тормозного цилиндра и его выбор. 15

3. Тормозные системы и расчёт их параметров. 19

3.1. Оценка воздушной части тормозной системы и расчёт давлений в тормозных цилиндрах. 19

4. Расчет длины тормозного пути поезда. 28

4.1. Расчёт тормозного пути по интервалам скорости. 28

4.2. Определение тормозного пути по номограммам. 34

4.3. Расчет потребного для поезда тормозного нажатия и

ручных тормозов. 35

5. Расчет продольно-динамических усилий в поезде при торможении. 38

6. Расчет производительности компрессоров и газодинамических процессов в тормозной магистрали. 40

6.1. Оценка общего часового расхода воздуха. 40

6.2. Расчёт требуемой производительности компрессорной установки и объёма главного резервуара. 41

6.3. Проверка производительности компрессорной установки Q_ком и объема главных резервуаров. 43

6.4. Расчёт процессов изменения давления сжатого воздуха в тормозной магистрали 44

Список использованных источников. 50

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Тормоза железнодорожного подвижного состава представляют собой комплекс устройств, создающих искусственное сопротивление движению поезда при регулировании его скорости или остановке.

Автоматические тормоза подвижного состава, учитывая специфические условия их эксплуатации (высокие скорости, круглосуточная работа, большие веса поездов), должны обладать высокой надежностью и безотказностью.

Состояние высокой надежности, безотказности и эффективность действий тормозов с хорошей их управляемостью позволяет повысить скорости движения пассажирских поездов до 200, а вес грузовых поездов увеличить до 100 – 120 тыс. кН.

Тормозное оборудование подвижного состава должно нормально работать в условиях сложных процессов, происходящих в движущемся поезде: сухое трение тормозных колодок с преобразованием механической энергии в тепловую, газодинамические процессы в тормозной магистрали, качение колес по рельсам в условиях предельного использования сил сцепления, взаимодействия вагонов между собой с появлением значительных продольных сил и др.

Исходные данные

 

Таблица 1 – Данные для расчета механической части тормоза локомотива

Параметры	Числовое значение
Локомотив	ВЛ11
Расчетный вес, кН	1840
Количество автотормозных осей	8
Число тормозных цилиндров	8
Максимально допустимый выход штока, мм	125
Жесткость пружины ТЦ,	8,7
Усилие предварительного натяга пружины ТЦ, кН	1,26
Расчетное давление в ТЦ при ЭТ, МПа	0,4

 

Таблица 2 – Исходные данные для расчета тормозного пути поезда

8-осные п/вагоны, вес 1680 кН, =85 кН/ось	3 штуки
4-осные п/вагоны, вес 840 кН, =85 кН/ось	53 штуки
4-осные крытые, вес 840 кН, =85 кН/ось	7 штук
4-осные рефрижераторные, вес 840 кН, =85кН/ось	12 штук
Скорость поезда перед торможением, км/ч	80

 

Окончание таблицы 2

Уклон пути, ‰	- 5
Вид торможения	ЭТ
Тип тормозных колодок	композиционные

 

Таблица 3 – Исходные данные для расчета продольно-динамических усилий в поезде при торможении

8-осные п/вагоны, вес 1680 кН, длина 20,2 м	2 штуки
4-осные п/вагоны, вес 880 кН, длина 13,9 м	59 штук
4-осные крытые, вес 840 кН, длина 14,7 м	0 штук
4-осные рефрижераторные, вес 840 кН, длина 22,1 м	12 штук
Скорость поезда в начале торможения, км/ч: - большая - меньшая	70 10

 

Таблица 4 – Варианты контрольных вопросов

Тема	Номер вопроса
КМ № 394 (1.1)	5
КВТ № 254 (1.2)	6
ВР № 483 (1.3)	5
ВР № 292 (1.4)	10

Окончание таблицы 4

ЭПТ (1.5)	5
АЛСН с автост. (1.6)	6
АР и ПЮ (1.7)	5
РТРП-675 (1.8)	7
Компрессоры (1.9)	3

 

1. Ответы на контрольные вопросы

 

1.1. Кран машиниста № 394

Что произойдёт при большой утечке воздуха из УР во 2-м положении ручки КМ?

При большой утечке возможно приподнимание уравнительного поршня, что приведет к разрядке ТМ. При небольшой утечке (ниже уравнительного поршня) происходит дополнительная утечка воздуха из ТМ через золотник, которая восполняется подпиткой ТМ через редуктор.

 

1.2. Кран вспомогательного тормоза локомотива № 254

Объясните назначение переключательного поршня КВТ.

Резкое понижение давления в полости над переключательным поршнем вызывает его перемещение в верхнее положение и отключение ВР от КВТ. После этого машинист берёт управление тормозами локомотива на себя, по крайней мере, до выравнивания давления от ВР и оставшегося в полости между поршнями и восстановления режима повторителя.

 

1.3. Воздухораспределитель № 483

В чём заключаются различия работы ВР на равнинном и горном режимах и для чего это необходимо?

В главной части главный поршень (ГП) со штоком при зарядке за счёт пружины находится в крайнем левом положении, и через калиброванное отверстие диаметром 0,5 мм заряжается РК. В горном режиме переключателя этот путь зарядки РК единственный, он обеспечивает повышение давления в ней до 0,46 МПа за 4 мин. В равнинном режиме при давлении в РК 0,20-0,35 МПа диафрагма прогибается вправо и открывается второй путь зарядки РК: из полости режимного переключателя через калиброванное отверстие диаметром 0,6 мм и канал, что сокращает указанное выше время роста давления в РК до 3 мин.

 

1.4. Воздухораспределитель № 292

Что обеспечивают камера дополнительной разрядки тормозной магистрали и ускоритель экстренного торможения на ВР?

После снижения давления в ТМ темпом служебного торможения сжатый воздух из ЗР и ЗК не успевает перетекать в МК через три отверстия во втулке поршня. За счёт возникающего при этом перепада давления магистральный поршень вместе с отсекательным золотником перемещается вправо до упора в главный золотник. Вследствие этого ТМ разобщается с ЗК и ЗР, но соединяется с камерой дополнительной разрядки (КДР) объёмом 1,0 л. Происходит дополнительная разрядка ТМ на величину 0,020-0,025 МПа, которая обеспечивает высокую скорость тормозной волны и надёжное срабатывание тормозов в поезде.

Ускоритель экстренного торможения одного прибора создаёт интенсивную дополнительную разрядку ТМ и передаёт её следующему и вызывает в нём аналогичный процесс, который распространяется далее до конца поезда со скоростью 190 м/с.

 

1.5. Электропневматические тормоза (двухпроводный ЭПТ)

Объясните назначение контрольного реле (КР). Как оно влияет при обесточивании на работу ЭПТ в различных режимах?

КР осуществляет контроль за целостностью электрической линии.

В I и II положениях ручки крана машиниста контактами КР включается лампа О светового сигнализатора (СС), показывающая, что цепи управления и контроля исправны.

При повреждении или нарушении электрической цепи питания КР оно обесточивается и размыкает свои контакторы КР1 и КР2. При этом обесточивается сильноточное реле (К) и отключается питание рабочего провода, что приводит в отпуску ЭПТ. На световом сигнализаторе гаснут все лампы, что требует перехода на пневматическое торможение (согласно инструкции).

 

1.6. АЛСН с автостопом ЭПК-150И

Как изменится работа ЭПК при частичном засорении отверстия в сигнальном свистке?

При засорении отверстия воздух будет выходить из камеры выдержки времени дольше нормы, срабатывание автостопа задержится.

 

1.7. Авторежим № 265 и противоюзные устройства

В чём заключаются основные отличия в конструкции авторежимов для грузовых и пассажирских вагонов?

Авторежимы пассажирских вагонов с временным контактом и менее чувствительны к колебаниям, т.к. прогиб рессорного подвешивания пассажирского вагона больше, чем у грузового, а колебания с большей амплитудой. Также авторежимы пассажирских вагонов имеют электронные датчики.

 

1.8. Автоматический регулятор тормозной рычажной передачи РТРП-675

Укажите максимальное усилие, величину полного рабочего хода винта, сокращение длины тормозной рычажной передачи регулятором за один цикл торможение-отпуск, а также нормативный зазор между колодками и колёсами.

Максимальное усилие – 90 кН, величина полного рабочего хода винта – 675 мм, максимальное сокращение длины ТРП за один цикл торможение-отпуск – 20 мм, нормативный зазор между колодками и колёсами – 5-8 мм.

1.9. Компрессоры и регуляторы давления

Какие требования предъявляются к тепловым режимам компрессорных установок?

Температура сжатого воздуха не должна превышать 2°С выше наружной. При длительной работе (более 10 мин) без остановки нагрев компрессора не должен превышать 160°С.

 

 

Расчет механической части тормоза