№
п/п
|
Тип
вагона
|
Осность
вагона
|
Тип
подшипников буксового узла
|
Грузоподъемность,
тс
|
Тара,
тс
|
Количество,
шт.
|
Длина
по осям автосцепки, м
|
1
|
Цистерна
|
4
|
Качения
|
60
|
23
|
31
|
12,0
|
2
|
Цистерна
|
6
|
Качения
|
90
|
37
|
9
|
16,0
|
Выбор того или иного вида грузовых вагонов в
одной и той же группе одинаковой осности производится произвольно, но общий вес
сформированного поезда должен удовлетворять условию:
тс;
(2.2.1)
где -
тара вагонов в составе одинаковой осности;
- количество
вагонов в составе одинаковой осности;
- грузоподъёмность
группы вагонов одинаковой осности.
,87 < 3716 < 3717,87 тс (условие
выполняется).
1.5 Определение длины поезда
Длина поезда, зависящая от веса и параметров
вагона (длина, осность, грузоподъёмность), не должна превышать полезной длины
приёмоотправочных путей станции. На установку поезда ещё учитывается допуск,
принимаемый равным 10 м :
(2.3)
где
-
длина состава и локомотива соответственно.
Длина состава определяется количеством вагонов и
их длиной, то есть
(2.4)
где -
число вагонов определённого типа и длина одного вагона соответственно.
Необходимо выполнить условие:
(2.5)
где -
длина приёмоотправочных путей на раздельных пунктах, м.
м;
м;
м < 1200 м (условие выполняется).
2. Обеспечение поезда тормозами
Для расчёта рычажной передачи вагона выбирается
расчётная схема в соответствии с заданием и вычерчивается для вагона в целом.
Все вагоны в составе оборудуются композиционными колодками.
2.1 Расчёт
рычажной передачи вагона
Усилие по штоку тормозного цилиндра ,
кгс, определяется по формуле:
кгс (3.1)
где
- давление
сжатого воздуха в тормозном цилиндре при торможении кгс/см2, = 2,7 кгс/
см2;- диаметр тормозного цилиндра, мм;
F - площадь поршня тормозного
цилиндра, см2;
(3.2)
см2;
- к.п.д.
тормозного цилиндра; = 0,98;
P пр- усилие
отпускной пружины тормозного цилиндра при максимальном ходе поршня, кгс;
(3.3)
- жёсткость
отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс/см;
= 6,54,
кгс/см;
- полный ход
поршня тормозного цилиндра, см; =7 см;
кгс;
−
реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи,
приведённое к штоку тормозного цилиндра, кгс:
(3.4)
-
коэффициент, учитывающий вид привода; = 0,32;
-
реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора; = 180, кгс;
а,
б - размеры плеч горизонтального рычага; а = 175 мм, б = 325 мм;
- жёсткость
пружины регулятора, кгс/см; = 15,
кгс/см;
- величина
сжатия пружины регулятора, см; = 1,5, см.
кгс;
кгс.
2.2 Определение
передаточного числа тормозной рычажной передачи
Передаточное число тормозной рычажной передачи -
это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз с помощью рычагов
рычажной передачи изменяется сила, реализуемая на штоке тормозного цилиндра,
при передаче её к тормозным колодкам. Определяется
оно как произведение отношений длин ведущих плеч к длинам ведомых плеч всех
рычагов, используемых для передачи усилия от штоков цилиндра к тормозным
колодкам. Рычаг - это элемент
рычажной передачи, имеющий три точки: приложения усилия от штока поршня т. ц.,
поворота и передачи усилия на тормозную колодку. Ближняя точка у рычага по
рычажной передаче к т. ц. - всегда точка приложения усилий к нему. Если
тормозная колодка не прижата к колесу, то ближняя точка у рычага к колодке -
точка передачи усилия. Когда тормозная колодка прижимается к колесу (при
определении силы нажатия на следующую колодку), то точка передачи на следующую колодку
и точка поворота меняются местами.
Ведущее плечо рычага - это расстояние от точки
приложения силы к рычагу до точки поворота рычага.
Ведомое плечо рычага - это расстояние от точки
поворота рычага до точки, в которой через рычаг передаётся усилие.
Схема рычажной передачи вагона приведена в
приложении.
Общее передаточное число для всего вагона:
(3.5)
где -
передаточные числа к отдельным тормозным колодкам;
α
- угол
между направлением силы, действующей в точке передачи на колодку, и
направлением нормального давления на колесо (α =100).
6
− осный вагон:
.3 Расчет
действительной суммарной силы нажатия на все тормозные колодки вагона
Действительная суммарная сила нажатия на все
тормозные колодки вагона , кгс, определяется
по формуле:
кгс (3.6)
где -
к.п.д. тормозной рычажной передачи вагона с авторегулятором.
= 0,869
тс;
.4 Определение
коэффициента силы нажатия на тормiозные
колодки вагона
Тормозная эффективность вагона характеризуется
коэффициентом силы нажатия на тормозные колодки:
(3.7)
где -
полный вес вагона, кгс,
Полный вес грузового вагона определяется как сумма
грузоподъемности и тары вагона:
;
кгс;
.5 Оценка
обеспеченности поезда тормозами
При оценке обеспеченности поезда тормозами
принимаем, что все вагоны, которые имеют ту же осность, что и вагон, расчёт
рычажной передачи которого выполнен, обладают рассчитанным К. Остальные вагоны
в составе имеют "справочные" силы нажатия колодок на оси.
Фактический тормозной коэффициент поезда ,
определяется по формуле:
,
где -
суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда, кгс,
здесь -
суммарное расчетное нажатие тормозных колодок состава (вагонов), кгс;
- суммарное
расчётное нажатие тормозных колодок локомотива, кгс.
Необходимо помнить о том, что в грузовых
поездах, следующих по участкам с уклоном до 20 0/00, при
определении обеспеченности поезда тормозами вес локомотива и его расчётное
нажатие тормозных колодок в расчёт не принимаются, т.е. выражение (2.8)
принимает вид:
При определении обеспеченности тормозами
грузового поезда с композиционными колодками суммарное расчётное нажатие
тормозных колодок состава
,
где -
единая расчётная сила нажатия тормозных колодок на ось вагона, кгс,
;
- общее число осей
всех вагонов в поезде, шт,
тс.
Фактический тормозной коэффициент поезда по
формуле (2.10) равен:
Для обеспеченности поезда тормозами все грузовые
и пассажирские поезда должны иметь необходимое тормозное нажатие (иметь
соответствующий коэффициент силы нажатия тормозных колодок, отнесённый к 100 тс
веса поезда).
Условие обеспеченности поезда тормозами
(3.10)
где -
потребный тормозной коэффициент поезда, для грузовых поездов
Условие (2.12) выполняется.
3. Проверка
поезда на возможность разрыва при торможении
При торможении поезд подвергается
продольно-динамическому воздействию сжимающих и растягивающих сил. При расчёте
тормозов поезда необходимо определить эти усилия, сравнив их с нормируемыми.
По существующим нормам продольно-динамические
Максимальные продольно-динамические усилия, возникающие в поезде при экстренном
торможении , тс, определяются
по формуле:
(3.11)
где
- опытный коэффициент, характеризующий состояние поезда перед торможением (для
сжатого поезда А = 0,4; для растянутого А = 0,65);
- длина поезда;
- скорость
распространения тормозной волны при экстренном торможении, м/с; =300
м/с.
tтц -
время наполнения тормозного цилиндра 24с;
(3.12)
(3.13)
При скорости V
= 85 км/ч
При скорости V
= 25 км/ч
Суммарные действительные нажатия тормозных
колодок состава (вагонов) и локомотива соответственно:
кгс,
(3.15)
тс
Продольно-динамические усилия для сжатого поезда
при минимальной скорости:
кгс.
Продольно-динамические усилия для сжатого поезда
при максимальной скорости:
кгс.
Продольно-динамические усилия для растянутого
поезда при минимальной скорости:
кгс.
Продольно-динамические усилия для растянутого
поезда при максимальной скорости:
кгс.
4. Решение
тормозной задачи
4.1 Расчёт
замедляющих усилий
Результаты расчёта представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты расчета замедляющих
усилий
Vн -Vк,км/ч
|
0-10
|
10-20
|
20-30
|
30-40
|
40-50
|
50-60
|
60-70
|
75
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Vср, км/ч
|
5
|
15
|
25
|
35
|
45
|
55
|
65
|
75
|
, кгс/тс
|
2,46
|
2,64
|
2,89
|
3,214
|
3,604
|
4,064
|
4,594
|
5,194
|
P, кгс
|
625.793
|
671,51
|
735,012
|
816,292
|
915,352
|
1032
|
1167
|
1319
|
0,87
|
0,94
|
1,036
|
1,155
|
1,298
|
1,465
|
1,655
|
1,87
|
, кгс
|
6500
|
7030
|
7749
|
8639
|
9708
|
10954
|
12378
|
13,981
|
Wоx, кгс
|
7120
|
7700
|
8484
|
9456
|
10623
|
11986
|
13545
|
15300
|
, кгс/тс
|
1,291
|
1,39
|
1,536
|
1,712
|
1,923
|
2,17
|
2,452
|
2,17
|
|
0,349
|
0,33
|
0,315
|
0,303
|
0,292
|
0,284
|
0,276
|
0,27
|
|
0,227
|
0,17
|
0,15
|
0,133
|
0,12
|
0,112
|
0,105
|
0,099
|
|
267,929
|
253,524
|
242
|
232,571
|
227,714
|
218,066
|
212,367
|
207,429
|
|
6,804
|
5,32
|
4,50
|
3,976
|
3,614
|
3,348
|
3,145
|
Bm, тс
|
274,733
|
258,84
|
264,5
|
236,548
|
228,328
|
221,414
|
215,512
|
210,413
|
bm, кгс/тс
|
49,73
|
46,85
|
44,623
|
42,822
|
41,334
|
40,082
|
39,014
|
38,091
|
0,8bm, кгс/тс
|
39,78
|
37,48
|
35,699
|
34,257
|
33,067
|
32,066
|
31,211
|
30,473
|
bm+-iс,
|
45,025
|
42,25
|
40,159
|
38,534
|
37,257
|
36,252
|
35,466
|
34,86
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
0,8bm+-iс,
|
35,078
|
32,88
|
31,235
|
29,969
|
28,99
|
28,236
|
27,663
|
27,242
|
, м
|
9,25
|
29,5
|
51,868
|
75,679
|
100,636
|
126,409
|
152,704
|
179,258
|
, м
|
11,87
|
38,008
|
66,689
|
97,306
|
129,333
|
162,298
|
229,386
|
В таблице приняты следующие обозначения:
- основное
удельное сопротивление движению локомотива на выбеге;
- основное удельное сопротивление движению поезда; -
полное основное сопротивление движению поезда на выбеге;
-
основное удельное сопротивление движению поезда на выбеге;
-
полная тормозная сила поезда при экстренном торможении;
-
удельная тормозная сила поезда при экстренном торможении, кгс/тс;
0,8bm
- удельная тормозная сила при полном служебном торможении;
-
удельная замедляющая сила при экстренном торможении.
4.2 Расчёт
тормозного пути поезда
При расчётах тормозной путь поезда принимается
равным сумме подготовительного и действительного путей торможения, ,
м:
(4.1)
Подготовительный тормозной путь, ,
м:
(4.2)
где -
скорость поезда в начале торможения, км/ч;
- время подготовки
тормозов к действию, с;
- суммарный
действительный тормозной путь, м.
(4.3)
При экстренном торможении:
с;
м;
(4.4)
м;
м.
При полном служебном торможении:
(4.5)
с;
м;
(4.6)
м;
м.
Нормируемый тормозной путь - 1300 м.
5. Результаты
расчета
Формирование поезда
Определение веса состава
Основное удельное сопротивление движению
локомотива
Основное сопротивление движению состава
Расчетный вес состава QР
=
3667,87 тс.
Удельное сопротивление троганию состава с места
1
Вес состава по условию трогания с места Qтр
=
5337 тс.
Определение числа вагонов в составе
Весовая доля в составе, приходящаяся на группы
вагонов одинаковой осности:
Четырехосные качения 0,7
Шестиосные 0,3
Количество четрырехосных вагонов качения n4
=
31
Количество шестиосных вагонов n6
=
9
Вес полученного состава Qp/
=
3716 тс.
Разница между весом полученного состава и
расчетным весом
& = 48,13 тс.
Длина поезда Lп
=545 м.
Обеспечение поезда тормозами
Расчет рычажной передачи вагона
Площадь поршня тормозного цилиндра F = 1256 см2.
Усилие отпускной пружины P
пр = 204,78 тс.
Реактивное усилие возвратной пружины
авторегулятора Pp
= 119,23 кгс.
Усилие по штоку Ршт = 2999,37 кгс.
Действительная суммарная сила нажатия на все
тормозные колодки вагона
тс.
Коэффициенты силы нажатия на тормозные колодки =
0,17.
Оценка обеспеченности поезда тормозами.
Фактический тормозной коэффициент поезда
Проверка поезда на возможность разрыва при
торможении.
Суммарное нажатие тормозных колодок состава =
815,64 тс.
Суммарное нажатие тормозных колодок локомотива =
30, тс.
Расчет тормозного пути
tп(э) =
7,9 с; tп(с)
=
8 с;
Sп(э) =
186,8 м; Sп(с)
=
189,04 м.
Sд(э) =
518,55 м; Sд(с)
=
657,64 м;
Тормозной путь при экстренном торможении Sт(э)
=
705 м
Тормозной путь при полном служебном торможении Sт(с)
=
846,64 м
Sт(э)
соответствует норме
Sт(с)
соответствует норме.
Заключение
В данном курсовом проекте мы изучили и освоили
методики выполнения тормозных расчетов, обеспечивающих соблюдение безопасности
движения поездов и полное использование мощности локомотивов и грузоподъемности
вагонов.
Сформировали поезд, который можно провести по
заданному профилю с обеспечением безопасности движения; рассчитали вес состава
по расчетному подъему; проверили вес состава по троганию с места, рассчитали
число вагонов в составе; определили длину поезда; обеспечили поезд тормозами;
проверили поезд на возможность разрыва при торможении; решили тормозную задачу
и рассчитали тормозные пути поезда при экстренном и полнм служебном
торможениях.
Библиографический список
2. Использование ПВЭМ в
курсовом проектировании по дисциплине "Автоматические тормоза и
безопасность движения поездов": Методические указания к выполнению
курсового проекта / Б. Б. Сергеев, В. Я. Артюхов, И. Ю. Ганьшин. -
ОмГАПС. Омск, 1996.