Контрольная работа по «Безопасности движения и автоматическим тормозам»

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Безопасность движения

и автоматические тормоза»

Вариант №9

 

 

 

 

Выполнил студент 

Принял к.т.н., доц. Юдин В.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2007

 

 

Задача 1

Исходные данные к  задаче 1 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Состав пассажирского  поезда: Купейные (масса тары более 53 т)	9
Почтово-багажные (масса  тары 42-47 т)	2
Скорость поезда  в начале торможения v, км/ч	130 55

 

Величина тормозной силы , тс, в поезде при экстренном или полном служебном торможении определяется по формуле

,

где – суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда, тс.

 – расчетный коэффициент  трения тормозных колодок о  колесо при начальной скорости торможения.

Суммарное расчетное нажатие тормозных  колодок  , тс, пассажирского поезда определяется по формуле

,

где , , …, – количество тормозных осей локомотива и вагонов по осности;

, , …, – величина нажатия тормозных колодок на ось локомотива и вагонов, тс, - смотри таблицу 2;

, , …, – количество локомотива и вагонов по типам и осности – смотри таблицу 1.

 

 

 

 

Таблица 2 – Расчетные нажатия  тормозных колодок (в пересчете на чугунные) на ось пассажирских вагонов и локомотива

№ п/п	Тип вагона	Нажатие тормозных колодок на ось, тс
1	Цельнометаллические пассажирские вагоны с чугунными колодками и с  тарой весом:    53 тс и более    42 тс и более, но менее  48 тс	10,0 8,0
2	Цельнометаллические пассажирские вагоны с композиционными колодками  и с тарой весом:    53 тс и более    42 тс и более, но менее  48 тс	12,5 10,0
3	Локомотив ВЛ10 8-осный (расчетный вес  локомотива 184 тс) с чугунными колодками	14,0

 

Суммарное расчетное нажатие тормозных  колодок поезда должно удовлетворять  следующему условию

,

где – вес соответствующего пассажирского вагона или локомотива, тс, – смотри таблицу 1;

 – единое наименьшее тормозное нажатие колодок на каждые 100 тс веса поезда, тс, .

Расчетный коэффициент трения определяется по формулам:

- для чугунных колодок

;

- для композиционных колодок

,

где v – скорость движения, км/ч.

Результаты расчета сведены  в таблицу 3.

Таблица 3

Наименование расчетного параметра и обозначение	Чугунные колодки		Композиционные колодки
Суммарное расчетное нажатие тормозных колодок , тс	536	536	642	642
Расчетный коэффициент трения	0,09	0,11	0,24	0,29
Тормозная сила , тс	48,2	59,0	154,1	186,2

 

 

Задача 2

 

Схема рычажной передачи восьмиосного грузового полувагона представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

 

В рычажной передаче восьмиосного грузового  полувагона (рисунок 1) горизонтальные рычаги 1,2 шарнирно соединены одним концом со штоком 3 и кронштейном 4 на задней крышке цилиндра, а противоположным – с тягами 5 и авторегулятором 6. Между собой рычаги связаны затяжкой 7.

Тяга 8 соединена с балансиром 9. Балансир через промежуточную тягу 10 распределяет усилие на вертикальные рычаги 11 и 12, а также через систему тяг и рычагов на вертикальные рычаги 13 и 14.

Нижними отверстиями вертикальные рычаги связаны  между собой распорками 15, а их промежуточные отверстия 16 шарнирно соединены с распорками 17 триангелей. На цапфах триангелей установлены башмаки с колодками. В отверстие каждого башмака проходит подвеска 18 триангеля.

При торможении давление сжатого воздуха  действует на поршень тормозного цилиндра, усилие поршня передается на шток 3. При наличии зазора между колодками и колесами поршень со штокам перемещается влево и поворачивает рычаг 1, одновременно перемещая его с затяжкой 7.

Движение затяжки вызывает поворот  горизонтального рычага 2 относительно шарнира 4 кронштейна мертвой точки. Поворот горизонтальных рычагов сопровождается движением тяг 5 и 8, которые перемещают вертикальные рычаги 11 и 13 тележек и поворачивают их относительно шарниров 16 в распорках триангелей. Вместе с рычагами 11 и 13 движутся распорки 15. Происходит поворот вертикальных рычагов 12 и 14 и прижатие тормозных колодок.

 

Определение усилия, развиваемого поршнем тормозного цилиндра (ТЦ)

 

Усилие по штоку тормозного цилиндра , Н, определяется по формуле

,

где - давление воздуха в тормозном цилиндре, Н/м², (грузовой вагон с чугунными колодками), (грузовой вагон с композиционными колодками);

F – площадь поршня тормозного цилиндра, м²,

;

 – диаметр тормозного цилиндра, м,  ;

 – коэффициент поршня тормозного  цилиндра (потери на трение), ;

 – усилие пружины при  опущенном тормозе, Н,  ;

 – максимальный выход штока  тормозного цилиндра, см, ;

 – жесткость отпускной  пружины, Н/см, Н/см;

 – усилие авторегулятора  рычажной передачи, приведенного  к штоку ТЦ, Н, Н.

- для чугунных колодок

 Н.

- для композиционных колодок

 Н.

 

Вывод формулы и определение передаточного числа тормозной

 рычажной передачи (ТРП)

 

Рисунок 2

 

На основании равенства моментов сил относительного шарнира А  и Б (смотри рисунок 2) получаем:

; ;

; .

Получаем усилие на тормозной башмак правого колеса .

Величина силы нажатия на тормозную  колодку

( = 10⁰ для грузовых вагонов).

Суммарная сила нажатия  на все тормозные колодки в одной ТРП будет

,

где m – число тормозных колодок, действующих от одного тормозного цилиндра, m = 16.

Приравняв эту  к суммарному тормозному нажатию , напишем

,

где – коэффициент силовых потерь тормозной рычажной передачи, для грузовых вагонов ;

n – передаточное число для одной рычажной передачи.

Поскольку при определении передаточного  числа пренебрегают потерей усилия на трение в шарнирах ТРП , то получаем

-для чугунных колодок

;

-для композиционных колодок

.

 

Расчет обеспеченности вагона тормозными средствами

 

Действительная сила нажатия , кН, на тормозную колодку в одной ТРП

-для чугунных колодок

кН.

- для композиционных колодок

кН.

Расчетная сила нажатия  на тормозную колодку, кН, определяется по формулам:

- для колодок из стандартного чугуна

 кН;

- для композиционных колодок

 кН.

Коэффициент расчетного тормозного нажатия  колодок вагона определяется по формуле

,

где - число тормозных рычажных передач вагона, ;

 - расчетная масса вагона, т, ;

g – ускорение свободного падения, .

Для чугунных колодок

.

Для композиционных колодок

.

 

Список литературы

 

1 Иноземцев В.Г. и др. Автоматические  тормоза. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. – М.: Транспорт, 1981.

2 Крылов В.В. и др. Транспортное оборудование железнодорожного состава: Справочник. – М.: Транспорт, 1989.