 |
Выбор типа воздухораспределителя и объема запаса резервуара
|
|
|
|
Введение
Пневматический тормозной вагон метрополитен
Самыми распространёнными являются пневматические тормоза, которые приводятся в действие сжатым воздухом. В них воздух поступает в тормозные цилиндры и давит на поршень, который преобразует давление воздуха в усилие, передающееся через тормозную рычажную передачу на тормозные колодки, прижимая их к ободу колеса, либо к тормозному диску на оси. Впервые пневматический тормоз был предложен в 1869 году Вестингаузом и с тех пор постоянно совершенствовался. Тормоз Вестингауза имеет только два режима - торможение и отпуск, в настоящее время он ещё используется в поездах метрополитена. В отличие от него, современные пневматические тормоза позволяют регулировать тормозную силу, меняя давление воздуха в тормозных цилиндрах. Машинист управляет тормозами, изменяя давление в тормозной магистрали, при помощи крана машиниста - производит разрядку тормозной магистрали (торможение), поддерживает установленное давление (перекрыша) и заряжает тормозную магистраль (отпуск тормозов).
Расчёт колодочного тормоза
Определение допускаемого нажатия тормозной колодки. Для создания эффективной тормозной системы, сила нажатия тормозной колодки на колесо должна обеспечивать реализацию максимальной силы сцепления колеса с рельсами и вместе с тем исключить возможность появления юза.
Это положение выполняется при ограниченных условиях и выражается в уравнении:
,
где К - допустимая сила нажатия колодки на колесо, 
- действительный коэффициент трения колодки о колесо, 0.85 - коэф. разгрузки задней колесной пары, 
-коэф. сцепления колеса с рельсом при торможении, 
- статическая нагрузка приведенная на колесо от одной колодки равна:
|
|
|
,
где P - расчётная масса вагона, m - количество тормозных колодок приходящих на одно колесо, Z - число колесных пар вагонов.
После подстановки в расчётную формулу, для имеем:
Расчетное значение принимаем в зависимости от расчётной скорости не допущения юза и нагрузке колёсной пары на рельсы (40км/ч для чугунных колодок).
Статическая нагрузка на колесо отнесённая к одной колодке равна:
Проверяют полученные цифровые значения допустимой силы нажатия тормозной колодки, исходя из требования теплового баланса на основе выражения:
,
где 
- номинальная площадь трения тормозной колодки (
, 
), 
- допустимое удельное давление на тормозную колодку(
, 
)
В случае, если 
рассчитанные допустимые значения нажатия принимают для расчётов, если 
допустимое нажатие определяется выражением:
Определение диаметра тормозного цилиндра
Диаметр тормозного цилиндра определяется из условия развития необходимого усилия на штоке тормозного цилиндра, в зависимости от усилия на поршне при наполнение цилиндра сжатым воздухом.
,
,
где 
- усилие на штоке тормозного цилиндра необходимое для соблюдения условий безюзного торможения:
,
,
где 
- допустимое нажатие на колодку, L - число колодок рычажной передачи одного тормозного цилиндра, n - передаточное число рычажной передачи 
, 
- КПД рычажной передачи 
, 
- площадь тормозного цилиндра равная 
, 
где 
- внутренний диаметр тормозного цилиндра, 
, 
- усилие отпускной пружины.
,
,
где 
- усилие предварительной затяжки пружины тормозного цилиндра 
, 
-максимально допустимый ход поршня тормозного цилиндра 
, 
- жесткость отпускной пружины 
, 
.
,
,
Из стандартного ряда выбираем диаметр тормозного цилиндра:
|
|
|
: 203; 254; 305; 330; 356; 400.
Принимаем диаметр тормозного цилиндра равный 356мм.
Выбор типа воздухораспределителя и объема запаса резервуара
В воздушную часть тормозов входит:
воздухораспределитель;
запасный резервуар;
воздухопровод с арматурой.
При разработке воздушной части тормозной системы выбирают тип воздухораспределителя исходя из времени наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом до 90% его максимального значения. В зависимости от принятого диаметра тормозного цилиндра определяют объем запасного резервуара по формуле:
Выбираем объём цилиндра из стандартного ряда:
; 
; 
.
Применяем объем цилиндра равный 
Правильность выбора воздушной части тормозной системы для случая полного служебного торможения, сложно оценить по необходимой величине снижения давления воздуха в тормозной магистрали поезда и установившейся величине давления воздуха в цилиндре:
,
где 
- необходимая величина снижения давления воздуха в тормозной магистрали поезда, 
- зарядное (поездное) давление воздуха в тормозной магистрали поезда 
, 
- объем тормозного цилиндра равный 
, 
- объем вредного пространства тормозного цилиндра 
.
Установившаяся величина воздуха в тормозном цилиндре определяется выражением:
|
|
|
