Приложение Г (справочное). Пример расчета тормоза

Приложение Г
(справочное)

Пример расчета тормоза

Г.1 Общие характеристики вагона приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Общие характеристики вагона

Параметр	Условное обозначение	Значение
Тара вагона, m:	Т
- номинальное значение		24
- минимальное значение		23,6
- максимальное значение		24,5
Максимальная загрузка вагона, т	Q	75,5
Тип вагона	Четырехосный полувагон
Наличие авторежима	Есть
Тип тормоза	Колодочный
Тип тормозных колодок	Композиционные
Максимальная скорость движения, км/ч:
- порожнего вагона	100
- груженого вагона	90

Г.2 Характеристики тормозного оборудования вагона, необходимые для расчета тормоза, приведены в таблицах Г.2-Г.7.

Таблица Г.2 - Общие характеристики тормозной системы

В штуках

Параметр	Условное обозначение	Значение
Количество тормозных цилиндров	-	2
Число колодок (накладок) на вагоне	mк/д	8
Число тормозных колодок (накладок), на которые действует сила от одного тормозного цилиндра	m	4
Число тормозных колодок (накладок), воздействующих на одну колесную пару	m0	2

Таблица Г.3 - Характеристики тормозной рычажной передачи

Параметр	Условное обозначение	Значение
Передаточное отношение тормозной рычажной передачи	n	5,70
Коэффициент полезного действия тормозной рычажной передачи		0,95

Таблица Г.4 - Характеристики тормозного цилиндра

Параметр	Условное обозначение	Значение
Диаметр тормозного цилиндра, м	dц	0,254
Коэффициент полезного действия тормозного цилиндра		0,98
Сила предварительного сжатия внутренней отпускной пружины тормозного цилиндра, кН	Р0	0,883
Жесткость отпускной пружины тормозного цилиндра, кН/м	Жц	2,3
Выход штока тормозного цилиндра, м:	lшт
- минимальное значение		0,025
- максимальное значение		0,065

Таблица Г.5 - Характеристики автоматического регулятора тормозной рычажной передачи

Параметр	Условное обозначение	Значение
Сила предварительного сжатия пружины автоматического регулятора тормозной рычажной передачи, кН	Рр	0,883
Жесткость пружины автоматического регулятора тормозной рычажной передачи, кН/м	Жр	20,8
Величина сжатия пружины автоматического регулятора тормозной рычажной передачи при торможении, м	lр	0,01
Передаточное число привода автоматического регулятора тормозной рычажной передачи	nр	0,47

Таблица Г.6 - Характеристики стояночного тормоза

Параметр	Условное обозначение	Значение
Нормативный момент силы, прикладываемый к штурвалу стояночного тормоза,	М	100
Коэффициент полезного действия стояночного тормоза		0,2
Среднее расстояние от точки крепления тяги до оси червячного сектора, м	L	0,087
Передаточное отношение червячной передачи	nЧП	72
Передаточное число рычажной передачи стояночного тормоза от червячного сектора до штока тормозного цилиндра	nрп.ст	1,2

Таблица Г.7 - Расчетное давление в тормозном цилиндре

В килопаскалях

Параметр	Условное обозначение	Значение
Давление в тормозном цилиндре:	рц
1) минимальное давление:
- порожний вагон		130
- груженый вагон		300
2) максимальное давление:
- порожний вагон		160
- груженый вагон		340

Г.3 Нормативные требования, которым должен соответствовать вагон, приведены в таблице Г.8.

Таблица Г.8 - Нормативные величины

Параметр	Условное обозначение	Значение
Длина тормозного пути, м:	Sт
- для груженого вагона со скорости 90 км/ч		Не более 1060
- для порожнего вагона со скорости 100 км/ч		Не более 890
Расчетный коэффициент силы нажатия композиционных тормозных колодок:
- для груженого вагона		Не менее 0,14
- для порожнего вагона		Не менее 0,22
Средняя мощность, приходящаяся на одну колодку (накладку) при экстренном торможении, кВт	N	Не более 70

Г.4 Результаты расчета действительной силы нажатия колодки на колесо вагона по формулам (1)-(3) приведены в таблице Г.9.

Таблица Г.9 - Результаты расчета действительной силы нажатия тормозных колодок

В килоньютонах

Наименование	Условное обозначение	Значение
Действительная сила нажатия тормозных колодок:	Kд
1) порожний вагон:
- минимальная		6,65
- максимальная		9,48
2) груженый вагон:
- минимальная		18,08
- максимальная		21,58

Г.5 Результаты расчета тормозного пути S_т вагона в перечете на состав поезда по формулам (4), (5) и (12) приведены в таблице Г.10. Основное удельное сопротивление движению w_Оx рассчитано по формуле (7). Действительный коэффициент трения рассчитан по формуле (14). Изменение действительной силы нажатия тормозных колодок в начальный период торможения (с первой по двадцатую секунду) K_д рассчитано по формуле (13).

Таблица Г.10 - Результаты расчета тормозного пути для груженого вагона с максимальной массой и минимальной действительной силой нажатия тормозных колодок со скорости 90 км/ч

t, с	Kд, кН		bm, Н/т	wOx, Н/т	v, км/ч	v, км/ч	vcp, км/ч	Sт, м	Sт, м
0	0,00	0,3200	0,0	16,33	0,055	90,00	90,00	0,00	0,0
1	0,00	0,3200	0,0	16,33	0,055	89,94	89,97	24,99	25,0
2	0,00	0,3201	0,0	16,32	0,055	89,89	89,92	24,98	50,0
3	1,58	0,3127	39,4	16,31	0,189	89,70	89,86	24,96	74,9
4	3,14	0,3060	76,9	16,26	0,316	89,38	89,61	24,89	99,8
5	4,68	0,2999	112,3	16,19	0,435	88,95	89,23	24,79	124,6
6	6,18	0,2943	145,6	16,09	0,548	88,40	88,73	24,65	149,3
7	7,64	0,2892	176,8	15,98	0,653	87,75	88,13	24,48	173,7
8	9,04	0,2847	205,9	15,85	0,751	87,00	87,42	24,28	198,0
9	10,37	0,2806	232,8	15,71	0,842	86,15	86,62	24,06	222,1
10	11,62	0,2770	257,5	15,55	0,925	85,23	85,73	23,81	245,9
11	12,78	0,2739	280,1	15,37	1,001	84,23	84,77	23,55	269,4
12	13,85	0,2712	300,5	15,19	1,070	83,16	83,73	23,26	292,7
13	14,81	0,2690	318,8	14,99	1,131	82,03	82,62	22,95	315,6
14	15,66	0,2672	334,8	14,79	1,185	80,84	81,46	22,63	338,3
15	16,39	0,2659	348,5	14,58	1,231	79,61	80,25	22,29	360,6
16	16,99	0,2649	360,1	14,37	1,269	78,34	79,00	21,94	382,5
17	17,46	0,2644	369,3	14,16	1,300	77,04	77,71	21,59	404,1
18	17,81	0,2642	376,3	13,94	1,323	75,72	76,39	21,22	425,3
19	18,01	0,2644	381,0	13,72	1,338	74,38	75,06	20,85	446,2
...
51	18,08	0,3022	437,1	8,23	1,509	29,12	29,88	8,30	910,2
52	18,08	0,3040	439,7	8,11	1,518	27,61	28,37	7,88	918,1
53	18,08	0,3059	442,5	7,99	1,527	26,08	26,85	7,46	925,5
54	18,08	0,3079	445,3	7,87	1,536	24,54	25,32	7,03	932,5
55	18,08	0,3100	448,3	7,76	1,546	23,00	23,78	6,60	939,1
56	18,08	0,3121	451,4	7,65	1,556	21,44	22,23	6,17	945,3
57	18,08	0,3143	454,6	7,55	1,566	19,88	20,67	5,74	951,1
58	18,08	0,3166	457,9	7,45	1,577	18,30	19,09	5,30	956,4
59	18,08	0,3190	461,4	7,35	1,589	16,71	17,51	4,86	961,2
60	18,08	0,3215	465,0	7,26	1,601	15,11	15,92	4,42	965,7
61	18,08	0,3241	468,8	7,17	1,613	13,50	14,31	3,98	969,6
62	18,08	0,3269	472,8	7,08	1,626	11,87	12,69	3,53	973,2
63	18,08	0,3297	476,9	7,00	1,640	10,23	11,06	3,07	976,2
64	18,08	0,3327	481,2	6,92	1,654	8,58	9,41	2,61	978,8
65	18,08	0,3359	485,8	6,85	1,669	6,91	7,75	2,15	981,0
66	18,08	0,3392	490,6	6,78	1,685	5,22	6,07	1,69	982,7
67	18,08	0,3426	495,6	6,71	1,702	3,52	4,38	1,22	983,9
68	18,08	0,3463	500,9	6,65	1,720	1,80	2,67	0,74	984,6
69	18,08	0,3502	506,5	6,60	1,739	0,06	0,94	0,26	984,9
70	18,08	0,3524	509,7	6,57	1,749	0,00	0,00	0,00	984,9

Г.6 Тормозные пути для других сил нажатия тормозных колодок из таблицы Г.9, определенные аналогичным образом, приведены в таблице Г.11.

Таблица Г.11 - Результаты расчета тормозного пути

В метрах

Тормозной путь	Значение
Для порожнего вагона с максимальной массой и минимальной действительной силой нажатия тормозных колодок со скорости 100 км/ч	771
Для груженого вагона с максимальной массой и минимальной действительной силой нажатия тормозных колодок со скорости 90 км/ч	985
Для груженого вагона с максимальной массой и максимальной действительной силой нажатия тормозных колодок со скорости 90 км/ч	879

По результатам расчетов длины тормозных путей не превышают нормативные значения, приведенные в таблице Г.8.

Г.7. Результаты расчета коэффициента силы нажатия тормозных колодок по формулам (15)-(17) для порожнего и груженого вагонов с максимальной массой приведены в таблице Г.12.

Таблица Г.12 - Результаты расчета коэффициента силы нажатия тормозных колодок

Наименование рассчитанного показателя	Условное обозначение	Значение
Минимальная расчетная сила нажатия тормозных колодок, кН:	Kр
- порожнего вагона		7,40
- груженого вагона		17,66
Расчетный коэффициент силы нажатия тормозных колодок:
- порожнего вагона		0,246
- груженого вагона		0,144

По результатам расчета коэффициенты силы нажатия тормозных колодок не ниже нормативных значений, приведенных в таблице Г.8.

Г.8. Результаты проверки на отсутствие юза при торможении приведены в таблицах Г.13 и Г.14 соответственно для порожнего и груженого вагонов с минимальной массой. Расчеты проведены по формулам (18)-(21). Для расчета приняты максимальные значения действительной силы нажатия тормозных колодок.

Таблица Г.13 - Результаты проверки отсутствия юза колес порожнего вагона с минимальной массой при экстренном торможении

v, км/ч	Kд, кН					1000 g	bm, Н/т	Состояние колесной пары (юз/качение)
20	9,48	0,347	0,169	0,746	0,126	1234	1114	Качение
40	9,48	0,320	0,169	0,653	0,110	1079	1028	Качение
60	9,48	0,301	0,169	0,599	0,101	991	968	Качение
80	9,48	0,287	0,169	0,564	0,095	933	924	Качение
100	9,48	0,277	0,169	0,540	0,091	892	889	Качение

Таблица Г.14 - Результаты проверки отсутствия юза колес груженого вагона с минимальной массой при экстренном торможении

v, км/ч	Kд, кН					1000 g	bm, Н/т	Состояние колесной пары (юз/качение)
20	21,58	0,305	0,140	0,746	0,105	1025	531	Качение
40	21,58	0,281	0,140	0,653	0,091	897	490	Качение
60	21,58	0,265	0,140	0,599	0,084	823	461	Качение
80	21,58	0,253	0,140	0,564	0,079	775	440	Качение
90	21,58	0,248	0,140	0,551	0,077	757	431	Качение

Значение средней мощности N, кВт, приходящейся на одну колодку (накладку) при экстренном торможении [формула (23)] груженого вагона с максимальной массой, составляет 55,5 кВт и не превышает нормативного значения. Тормозной путь для расчета взят из таблицы Г.11.

Г.9. Результаты расчета стояночного тормоза приведены в таблице Г.15.

Таблица Г.15 - Результаты расчета стояночного тормоза

Действительная сила нажатия тормозных колодок от действия стояночного тормоза Kдс, кН	Действительный статический коэффициент трения	Расчетный уклон пути i, на котором удерживается вагон стояночным тормозом,
24,8	0,33	33

По результатам расчета вагон удерживается на уклоне 33 .