Научная статья на тему 'АНАЛИЗ ПАРАМЕТРЬ ФРИКЦИОННЫХ ТОРМОЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С ЧУГУННЫМИ КОЛОДКАМИ'

АНАЛИЗ ПАРАМЕТРЬ ФРИКЦИОННЫХ ТОРМОЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С ЧУГУННЫМИ КОЛОДКАМИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
298
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Чугунные колодки / электропоезд / локомотив / пассажирские и грузовые вагоны / тормозная сила / температуры / трение. / Cast-iron pads / electric train / locomotive / passenger and freight cars / braking force / temperatures / friction.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Galay Eduard Ivanovich, Inagamov Sardor Gafurjanovich, Yuldashov Abdusaid Abduraimovich

В статье приведен анализ применяемых тормозных колодок и тормозного оборудования. Определены особенности тормозного оборудования стран СНГ, западноевропейских и США. Даны формулы для расчета основных показателей тормозного оборудования всех типов с учетом характерных особенностей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Galay Eduard Ivanovich, Inagamov Sardor Gafurjanovich, Yuldashov Abdusaid Abduraimovich

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THE PARAMETERS OF VARIOUS TYPES OF FRICTION BRAKES FOR FREIGHT CARS WITH CAST IRON PADS

The article provides an analysis of the applied brake pads and brake equipment. The features of the brake equipment of the CIS countries, Western European countries and the USA are determined. Formulas are given for calculating the main indicators of brake equipment of all types, taking into account the characteristic features.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ ПАРАМЕТРЬ ФРИКЦИОННЫХ ТОРМОЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С ЧУГУННЫМИ КОЛОДКАМИ»

ANALYSIS OF THE PARAMETERS OF VARIOUS TYPES OF FRICTION BRAKES FOR FREIGHT CARS WITH CAST IRON PADS

E.I.Galay, S.G.Inagamov, A.A.Yuldashov

Belarusian State University of Transport (Gomel, Republic of Belarus)

Abstract: The article provides an analysis of the applied brake pads and brake equipment. The features of the brake equipment of the CIS countries, Western European countries and the USA are determined. Formulas are given for calculating the main indicators of brake equipment of all types, taking into account the characteristic features.

Key words: Cast-iron pads, electric train, locomotive, passenger and freight cars, braking force, temperatures, friction.

АНАЛИЗ ПАРАМЕТРЬ ФРИКЦИОННЫХ ТОРМОЗОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С ЧУГУННЫМИ КОЛОДКАМИ

Э.И.Галай, С.Г.Инагамов, А.А.Юлдашов

Белорусский Государственный Университет транспорта (Гомель, Республика Беларусь)

Аннотация: В статье приведен анализ применяемых тормозных колодок и тормозного оборудования. Определены особенности тормозного оборудования стран СНГ, западноевропейских и США. Даны формулы для расчета основных показателей тормозного оборудования всех типов с учетом характерных особенностей.

Ключевые Чугунные колодки, электропоезд, локомотив, пассажирские и грузовые вагоны,

слова: тормозная сила, температуры, трение.

Введение. Основные закономерности фрикционного торможения грузовых вагонов колодочными тормозами изучены достаточно подробно [1-5]. В последние годы исследуются процессы торможения дисковыми тормозами [2], поскольку для высоких скоростей традиционный колодочный тормоз имеет ограничения из-за слишком высокой тепловой нагрузки на колеса, когда в фактическом контакте «колодка-колесо» температура достигает величины, вызывающей структурные превращения материалов, -700-800 °С, а в объеме колеса - порядка 400 °С [4]. Однако колодочные тормоза с композиционными колодками имеют преимущественное использование на грузовых вагонах, и применение их остается превалирующим на перспективу. В то же время чугунные колодки обладают неоспоримыми достоинствами и, очевидно, еще долго будут использоваться на железнодорожном транспорте. Размеры и конструкция фрикционных элементов могут изменяться, хотя тормозная система в целом остается неизменной. На подвижном составе железных дорог в настоящее время используются множество типов чугунных колодок различной конструкции с различным содержанием фосфора и

легирующих добавок, отличающихся величиной коэффициента трения и, соответственно, потребной и допускаемой силами нажатия. Они применяются на пассажирских вагонах и вагонах электропоездов, на локомотивах, некоторых грузовых вагонах и на подвижном составе служебного назначения.

Чугунные колодки обеспечивают меньший износ поверхности катания колес и постоянство коэффициента трения при изменении ряда внешних факторов, таких, как дождь или снег, хотя коэффициент трения сильно изменяется в зависимости от скорости. При чугунных колодках меньше нагреваются фрикционные узлы колесных пар, что имеет большое значение при длительных или частых торможениях.

Тормозная сила чугунных и композиционных колодок зависит от величины давления в контакте «колодка-колесо», которое, в свою очередь, зависит от силы нажатия, скорости трения, физико-химических и габаритных характеристик фрикционного узла и ряда других факторов, не поддающихся точному определению, как по интенсивности, так и по продолжительности действия.

Площадь трения элементов колодки ^ гораздо меньше геометрической площади БН, поскольку фактически имеют место молекулярная и деформационная составляющие силы трения [5].

В частности, площадь ГК, на которой осуществляется контакт микронеровностей, образующих шероховатость поверхности, составляет 0,01-0,1 от геометрической площади Бн. При расчете параметров фрикционной пары принято использовать номинальную полную, т. е. геометрическую, площадь поверхности трения тормозных элементов, поскольку определение ГК в условиях эксплуатации подвижного состава практически невозможно.

Согласно распространенной в настоящее время молекулярно -механической теории [3-5] процесс трения представляют, как результат взаимодействия двух процессов - молекулярного притяжения и механического сопротивления перемещению двух тел - колодки и колеса под действием сжимающих нагрузок.

Сила трения зависит от величины контурного давления (удельного нажатия) и температуры в зоне контакта, так как при этом могут изменяться механические свойства материалов.

Поскольку тормозные колодки имеют различную форму и геометрическую площадь, целесообразно представить силу нажатия К в виде функции, учитывающей величину давления во фрикционном контакте. Конструкция колодочного тормозного узла должна обеспечивать равномерное распределение давления по площади контакта, поэтому сила нажатия К, кН,

К = 103р£д, (1)

где р - давление (удельное нажатие) в контакте «колодка-колесо», МПа; - геометрическая площадь трения колодки, м2.

В тормозах используется эффект сухого внешнего трения, когда в результате механических и тепловых процессов обеспечивается разделение контактирующих поверхностей тонкими адсорбционными слоями, например, продуктами износа или атмосферными осадками, фактически имеет место граничное трение, характеристики которого могут быть различными в зависимости от толщины и состава адсорбционных слоев. Отношение силы трения в покое или в движении к нормальной нагрузке (силе нажатия) в литературе по трибологии - науке о закономерностях трения, изнашивания и смазки - принято обозначать /к [1,4]. Однако в литературе по тормозам железнодорожного подвижного состава, в том числе в нормативных документах, принято обозначение коэффициента трения фк.

Коэффициент трения фрикционной пары «колодка-колесо» определяют по эмпирической формуле, числовые данные (параметры) в которой установлены опытным путем. Его величина оказывается различной для разных типов колодок, подвижного состава и конструкции рычажной передачи

вК + у ^ + я

Ф = • ■ (2)

к дК + у су + я

В формуле (2) приняты следующие обозначения: К - сила нажатия колодки на колесо; V - скорость движения вагона - скорость трения колодки

по колесу (эти скорости не всегда совпадают); а,р,у,8, /, g, с - эмпирические

коэффициенты, зависящие от материала колодки и скорости трения. Для

изготовления вагонных колодок применяют серый перлитный чугун,

фрикционные характеристик которого отвечают требованиям эксплуатации

подвижного состава при скорости движения до 120 км/ч.

Коэффициент трения стандартных чугунных колодок по ГОСТ 6921-74,

ГОСТ 1205-73 принято определять по формуле, которая получена в результате

длительных тормозных испытаний во ВНИИЖТе

ч Л Л,6К +100 V +100

р = 0,6---. (3)

8К +100 5v +100 4 7

При максимальной допускаемой силе нажатия чугунных колодок Кмах = 39,7 кН коэффициент трения можно определить по формуле

рчк = 0,2349 -р(у). (4)

Расчетный коэффициент трения определяют, оценивая обеспеченность

грузового поезда тормозами при силе нажатия чугунных колодок Кр = 27 кН и

давлении [р]р = 0,9 МПа

рчк = 0,2719 -р(у). (5)

В приведенных формулах ^ рассчитывается для колодок, имеющих

площадь трения £чн = 0,0305 м2 при длине Ь«0.38м и ширине Ь = 0,08 м. Допускаемая сила нажатия К ~ 39,7(40) кН ограничивается по тепловому режиму и прочности колодок при удельном нажатии руд = 1,3 МПа (130 Н/см2)

колодки на колесо.

В то же время следует учитывать, что в процессе эксплуатации вагонов изменяется ряд конструкционных характеристик фрикционного узла. В

частности, толщина новых чугунных тормозных колодок 6515 мм, а минимально допускаемая - 12 мм. Толщина обода нового колеса может быть 82 мм при радиусе Я = 482 мм, а наименьшая - 30 мм у пассажирских и 22 мм у грузовых вагонов.

Рисунок 1. Тормозная колодка безгребневая чугунная для вагонов

Геометрические параметры фрикционного узла определяются конфигурацией контртела - тормозной колодки. Форма и размеры колодок (рисунок 1) играют существенную роль в формировании основных характеристик тормозной системы. Длина чугунных колодок, применяемых на различных единицах подвижного состава, отличается в зависимости от типа колодки. Формула для расчета коэффициента трения устанавливается опытным путем в зависимости от удельного нажатия, материала, скорости скольжения и площади трения тормозной колодки и в общем виде может быть записана.

Фк = аф{р) ■ Ф)- (6)

Здесь функция, учитывающая величину удельного нажатия во

фрикционном контакте «колодка-колесо» с учетом выражений (1) и (2),

Ф( Р) = ^, (7)

дх Р + У

где Д = 103 в Би; д = 103 д Би -

Функция, показывающая зависимость ф от скорости

*-) = (8)

СУ + g

Тогда коэффициент трения для колодочного тормоза

i ч 103 врБи + У /V + g фк (Р. У) = « ,, 0 ,---— - (9)

103 дрБи + У СУ + g

В приведенных формулах приняты следующие единицы измерения: К -кН, р - МПа, ^н - м2, V - км/ч.

Величина удельного нажатия р изменяется в зависимости от ступени торможения и установленного режима воздухораспределителя, которые определяют величину давления сжатого воздуха в тормозном цилиндре Рц. При установленном режиме «Порожний» рцщ = 0,14....0,18 МПа, «Средний» -рцс = 0,30....0,33 ПМа, «Груженый» рЦГ = 0,40....0,45 МПа при полном служебном и экстренном торможении. Сила нажатия К тормозной колодки зависит от величины Рц, передаточного числа п тормозной рычажной передачи и величины потерь в ней. Соответственно, удельное нажатие р во фрикционном контакте «колодка-колесо» должно быть на режиме «Порожний» 0,39 МПа («4 кг/см2), на режиме «Средний» 0,92 МПа («9,2 кг/см2) и на режиме «Груженый» 1,28 МПа («12,8 кг/см2) при площади трения колодки 0,0305 м2 (305 см2).

При наличии авторежима воздухораспределитель может иметь только один режим, например, «Средний» или «Груженый», а величина давления в тормозном цилиндре будет устанавливаться автоматически в зависимости от загрузки вагона.

Оценим, как изменяется величина коэффициента трения при изменении некоторых геометрических характеристик чугунных тормозных колодок при установленном грузовом режиме воздухораспределителя. В эксплуатации расчетный коэффициент трения определяют при постоянной силе нажатия чугунных колодок Кч = 27 кН. Эта сила нажатия близка к действительной для 4-осного груженого вагона при среднем режиме работы воздухораспределителя и применяется при тормозных расчетах.

Передаточное число тормозной рычажной передачи 4-осного грузового вагона п = 8...10. При полном служебном торможении (ПСТ) и экстренном (ЭТ) сила нажатия должна обеспечивать наибольшую величину тормозной силы, допускаемую по условию безъюзового торможения, с учетом реального

коэффициента трения и коэффициента сцепления \ук, и с учетом потерь в

рычажной передаче.

Фактически сила нажатия стандартной чугунной колодки при одной колодке на колесо на груженом режиме К£ = 39...42 кН, на среднем Ксч = 27...29 кН и на порожнем = 11...12 кН.

Тормозная сила зависит от количества колодок, действующих на колесо, их площади трения и коэффициента трения, а также скорости трения.

С учетом формулы (9) определим коэффициент трения для стандартной чугунной колодки площадью 0,0305 м2 в зависимости от величины давления на колесо.

ч, л а ¿103-1,6p• 0,0305 +100 у +100

р (p,у) = 0,6-----. (10)

^^ 103 • 8 p • 0,0305 +100 5у +100

Преобразуем уравнение (10):

и/ ч 29,28p + 60 у +100 /11л

((p, у) =-----. (11)

^^ 244p +100 5у +100

Рассмотрим фрикционный тормозной узел, который может обеспечить повышенную эффективность тормозов при меньшей силе нажатия и тепловой нагрузке, и том же передаточном числе ТРП (рисунок 2). Как известно, размеры и конструкция фрикционных элементов могут меняться в зависимости от требований заказчика, хотя тормозная система остается неизменной.

1 - башмак, 2 - чека, 3 - колодка, 4 - балансир Рисунок 2. Тормозные башмаки с секционными колодками

Секционные чугунные колодки длиной Ь = 234 см каждая имеют такой же химический состав, как и стандартные чугунные. Можно предположить, что коэффициент трения этих колодок определяется по формуле (9). При ширине колодки 80 мм площадь трения ее составляет = 0,01872 м2. Сила нажатия, передаваемая от триангеля на тормозную колодку, при одностороннем нажатии на каждом из режимов равна кп с ■г = 2К^с ■г, поэтому

удельная сила нажатия (давление), определяемая из формулы (1) ориентировочно составит на порожнем режиме рп = 0,32 МПа = 3,2 кг/см2, на среднем режиме рс = 0,75 Мпа = 7,5 кг/см2, на груженом режиме рг = 1,0 МПа = 10 кг/см2.

Удельная сила нажатия на груженом режиме меньше допускаемой [р] = 1,3 МПа = 13 кг/см2 при типовых секционных колодках. Необходимо, чтобы сила нажатия была кГ = 17...19 кН, а на фрикционный узел 2кГ = 34...36 кН, что потребует некоторой корректировки передаточного числа.

Коэффициент трения для одинарной чугунной колодки с удельным давлением р при площади трения = 0,01872 м2.

/ч/\ лл03-1,6 p ■ 0,01872 +100 V +100

ф ( p, v) = 0,6-----. (12)

103 ■ 8 p ■ 0,01872 +100 5v +100

Параметры колодки в процессе торможений могут изменяться, поэтому

из формулы (12) после преобразований и упрощения получим

к л^30 р +100 у +100 чл^3 р +10 у +100

р = 0,6—----или р 0,6——---, (13)

150р +100 5у +100 15р +10 5у +100

где р в МПа, у-км/ч.

Коэффициент трения чугунной колодки зависит от ее габаритных характеристик и удельной силы нажатия при различных скоростях трения.

Как известно, нормальная работа тормоза будет обеспечена, если удельная тормозная сила ЬтЬ реализуемая в процессе торможения, не будет

превышать удельную тормозную силу, допускаемую по сцеплению, что является условием безъюзового торможения при всех скоростях движения.

Ы <[br(v)], (14)

где [bT (v)]- удельная сила, допускаемая по сцеплению, Н/т,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

[br (v)] - 103 g Vrn ken ктЕПЛ, (15)

g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;

уК1- коэффициент сцепления колеса и рельса при i - м значении скорости; ксп - коэффициент запаса по сцеплению, учитывающий динамику изменения влияющей нагрузки в результате действия инерционных сил при торможении, определяемый длиной и крутизной спуска и продолжительностью действия тормозных сил, ксп < 0,85; кТЕПЛ- коэффициент тепловой нагрузки, зависит от частоты и продолжительности торможений, а также скорости, с которой начинается торможение, при увеличении скорости уменьшается, ктепл — 0,5....0,9

Рассчитаем удельную тормозную силу при торможении чугунными сдвоенными колодками при типовой рычажной передаче

I 103 "' К Г &

bn--, (16)

q,

где Пк - число секций тормозных колодок, действующих на колесной паре; КГч - фактическая сила нажатия одной секции чугунной колодки, кН, при

5.1 = 0,01872 м2; q - осевая нагрузка (нагрузка от колесной пары на рельсы), т. Тогда

, 103 ■ 4 КГ ■ 0.6(30 рг +100) v +100

bT —-Т---. (17)

q0 (150 р +100) 5v +100

или

_ 2,4 -103 • к Г 3 pг +10 v +100 Г q0 15рг +10 5v +100' ( )

Рассчитанные значения удельной тормозной силы позволяют определить величину тормозного пути при различных скоростях движения.

Основой для расчета тормозного пути является уравнение движения поезда. Точность расчетов зависит от ряда факторов, которые должны учитываться при этом: темп роста и величина давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах, характеристика фрикционных элементов по зависимости от скорости движения и силы нажатия.

В соответствии с Правилами тяговых расчетов и ГОСТ 34434-2018 [6,11] тормозной путь поезда определяется как сумма подготовительного и действительного путей, проходимых поездом при торможении до остановки,

5=+, (19)

где 5п - подготовительный путь, который поезд проходит при срабатывании тормозов и развитии тормозной силы при повышении давления в тормозных цилиндрах до номинальной величины, м; 5д - действительный тормозной путь, определяемый методом численного интегрирования по интервалам скорости, м.

Подготовительный тормозной путь

5П = у0 , (20)

У0 - скорость поезда в начале торможения, м/с; гп - расчетное время подготовки тормозов, с.

Полагаем, что за время ^ на поезд не действуют тормозные силы и скорость остается неизменной. Для грузового длиной до 300 осей

П = 10 - (21)

Ьт

где ь - сопротивление от уклона пути: «-» для спуска, «+» для подъема, Н/т; I - крутизна уклона %о.

Действительный тормозной путь

п П+1 2 _ 2

^ = 05 I-У^-, (22)

Д /- "

^ " Ьтг + W0 ± Ьг + Wr

где замедление от единичной тормозной силы, равной 1 Н/т, с учетом инерции вращающихся масс, м/с2; уп, ул+1 - начальная и конечная скорости в расчетном интервале, м/с; ^0 - удельная сила основного сопротивления движению, Н/т; ж - сопротивление движению поезда в кривой, Н/т; Ьп -удельная тормозная сила на /-м участке, Н/т.

Проведем расчет по методике, используемой в Западной Европе для грузовых поездов с колодочными тормозами, когда эффективность тормозов оценивается величиной тормозной массы и скорости, с которой движется поезд категории О (грузовые поезда со скоростями до 100 км/ч) [7].

Западноевропейские вагоны не имеют автосцепки, соединяются между собой и с локомотивом с помощью винтовой упряжи, которая значительно слабее автосцепного устройства отечественных вагонов, поэтому длина и масса поездов ограничены. Кроме того у грузовых вагонов, как правило, применяется двухсторонняя система тормозных нажатий. Для определения длины тормозного пути при включении воздухораспределителей на грузовой режим при двухстороннем нажатии колодок на колесо и чугунных колодках используется формула Саутгоффа.

5 =-3,85 у2 , (24)

5,1^яЛ/Яг - 5 ± I

где 5 - тормозной путь, м; у - скорость в начале торможения, км/ч; щп-коэффициент, зависящий от скорости и типа тормоза (при скорости больше 65-70 км/ч уп =1); Я - тормозной коэффициент в соответствии с процентом тормозной массы поезда (вагона),

Яг = С1Я, (25)

С - коэффициент, зависящий от длины состава - число осей в поезде (вагоне); Я - процент тормозной массы - отношение тормозной массы к массе вагона или поезда, %0,

т>

Я = 100-^; (26)

Вф - фактическая тормозная масса, т, для грузовых вагонов определяется расчетом и равна проектной тормозной массе Вир,

В - , (27)

пр

п - число тормозных колодок на вагоне или в поезде; К - сила нажатия тормозной колодки, кН; g - ускорение свободного падения, g =9,81 м/с2; Q -масса вагона или состава вагонов, т; ¡г - расчетный уклон пути, определяется с учетом скорости движения и фактического уклона, %0,

К = СЛ (28)

С - коэффициент учета скорости движения, максимальная величина при V = 90 км/ч С = 0,75.

Множитель характеризует работу тормозной рычажной передачи при

движении тормозящегося вагона. Если суммарная сила нажатия при этом не измерялась, то вместо нее может быть использована величина силы нажатия

на стоянке, без простукивания рычажной передачи, умноженная на 9.

8

Расчеты показывают, что при скорости 70 км/ч тормозной путь западноевропейского вагона составляет около 400 м, а при скорости 90 км/ч -700 м при тормозном нажатии 27 кН, что соответствует расчетному тормозному коэффициенту 0,6-0,65 для грузового груженого поезда отечественных железных дорог при г - 0 %0.

Для сравнения произведем расчет тормозной силы грузовых вагонов и тормозного пути по методике, применяемой на железных дорогах США и ряда других государств. Следует учесть, что там применяется так называемая система английских мер, например, скорость движения V - в миль/ч. Уставная или сухопутная миля равна 1,609 км. Меньшие единицы - фут, равный 0,3048 м или 12 дюймам, и дюйм, равный 25,4 мм, один фунт (116) 0,4536 кг, одна тонна большая 1016 кг, малая 907 кг.

Как и на железнодорожном транспорте стран СНГ, на грузовом подвижном составе США вагоны имеют одностороннее нажатие тормозных колодок на колесо, причем на грузовых вагонах использовались и до сих пор используются однорежимные воздухораспределители серий АВ, ABD, ABDW, DB60L и др.

Тормозная сила Вт при экстренном или служебном торможениях остается неизменной, независимо от массы порожнего или полном груженого вагонов. Существует промышленный стандарт AAR-Sec. Е, устанавливающий так называемое «тормозное соотношение», в котором тормозная сила, рассчитанная с учетом потерь на трение и других потерь в тормозной системе, должна соответствовать фактической массе вагона и обеспечивать порядка 710 % требуемой мощности тормоза для груженого и 30 % для порожнего вагона [8].

Оценку тормозной силы грузовых вагонов в США выполним по методике отечественных железных дорог.

Тормозная сила четырехосного вагона в обоих случаях (и для порожнего, и для груженого) равна

где В - тормозная сила Н; п - число колодок на оси вагона; К - сила нажатия тормозной колодки, кН; фк - коэффициент трения колодок; а- коэффициент, коэффициент, учитывающий потери в тормозной системе: для груженого вагона аг - 0,07 - 0,10, для порожнего вагона ап - 0,3.

Удельная тормозная сила, Н/т:

В = 103 nKçx (1 -а),

(29)

груженого вагона

(30)

порожнего вагона

(31)

где Т -тара грузового вагона, т; Q - грузоподъемность вагона, т.

Для грузового вагона при Т =25 т, Q =60 т, силе нажатия чугунных колодок к =25 кН, скорости у=70...80 км/ч, ( =0,1 удельная тормозная сила порожнего вагона 560 Н/т, груженого - 218,8 Н/т.

Если не внедрено автоматическое регулирование силы нажатия колодок, то длина тормозного пути определяется по следующей формуле:

5 = 1,467у0* + —-—-—, (32)

рЯм1(± Яд

где 5 - тормозной путь поезда, футов; у - скорость, с которой начинается торможение, миль/ч; I - расчетное время подготовки тормозов при пневматических тормозах в грузовых и пассажирских поездах нормальной длины t =6 с, а при электропневматических в пассажирских поездах t=1 с; 1,467 - коэффициент перевода показателя скорости из миль/ч в фут/с; м - масса поезда, тонн (больших по 1016 кг, малых по 907 кг); у,у - скорость в расчетном интервале, миль/ч; I - коэффициент, учитывающий потери в тормозной системе вагона, в зависимости от типа вагона,

I = Г^, (33)

1 Лтрп

?]№П - к.п.д. рычажной передачи. При тормозных расчетах принимают: у пассажирских вагонов, имеющих двухстороннее нажатие, с колодочным тормозом и одним тормозным цилиндром г]трп = 0,90; у четырехосных грузовых вагонов с одним тормозным цилиндром и односторонним нажатием ?]ТРП = 0,95; у вагонов-хопперов с несимметричной рычажной передачей ?]ТРП = 0,85. Указанные значения ??трп приняты для отечественных железных дорог [6.]; (- коэффициент трения чугунных тормозных колодок, принимается средним в расчетном интервале; р - отношение величины давления в тормозной магистрали к давлению в тормозном цилиндре; Я - коэффициент силы нажатия тормозных колодок,

Я =тк = (34)

§40 §40

где К - сила нажатия колодки, кН; п - число колодок на оси вагона; д0 - осевая нагрузка, т; g - ускорение свободного падения, g =9,81 м/с2

Для грузовых вагонов в США, где воздухораспределители имеют только один грузовой режим для груженого вагона и для порожнего, в зависимости от типа и массы тары вагона сила нажатия колодок может быть равна 10 кН, 20 кН и 33,6 кН. Такая же сила нажатия выбирается и для пассажирских вагонов при двухстороннем нажатии. При этом величина коэффициента Я ориентировочно принимается для пассажирских вагонов 0,9 тары, грузовых вагонов 0,5-0,75 тары.

± В - ускоряющее или замедляющее усилие, которое действует на поезд в зависимости от крутизны уклона,

- 2,2т, фунтов, или - 2,2т' тонн (35)

Д ^ Д 1016

Тормозные пути грузовых поездов с гружеными вагонами были чрезвычайно большими, пока не внедрили авторежимы, и сила нажатия тормозных колодок стала изменяться в зависимости от загрузки.

Литература

1. Богданович П. Н., Прушак В. Я. Трение и износ в машинах. Минск, Выш. шк., 1999. 374 с.

2. Мошков А. А. Разработка рациональной конструкции блока дискового тормоза для скоростных грузовых и высокоскоростных пассажирских вагонов: Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М. МИИТ. 2014.

3. Казаринов В. М., Иноземцев В. Г., Ясенцев В. Ф. Теоретические основы проектирования и эксплуатации автотормозов. М.: Транспорт, 1968.400 с.

4. Балакин В. А. Трение и износ при высоких скоростях скольжения. М: Машиностроение, 1980. 136 с.

5. Галай Э. И. Тормоза локомотивов и вагонов: проблемы и перспективы: учеб, пособие: в 2 ч. Ч. 2: Фрикционные узлы тормозов. - Гомель: БелИИЖТ, 1993. 69 с.

6. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 287с.

7. Handbuch Bremstechnische Begriffe und Werte. Knorr - Bremse AG München, 1990. P. 150.

8. Car & Locomotive Cyclopedia, (Section 8) 1997. P. 838-920

9. Галай Е. Э. Повышение эффективности автоматических регуляторов режимов торможения грузовых железнодорожных вагонов: Дис. на соис. уч. степ. канд. техн. наук. Гомель. БелГут, 2018. 250с

10. Марков Д.П. Трибология и ее применение на железнодорожном транспорте. М. Интекст. 2007.

11. ГОСТ 34434-2018. Тормозные системы грузовых железнодорожных вагонов. Технические требования и правила расчета. М.: Стандартинформ. С. 65.

References

1. Bogdanovich P. N., Prushak V. Ya. Friction and wear in machines. Minsk, Vysh. SHK., 1999. 374 p.

2. Moshkov A. A. Development of a rational design of the disk brake block for high-speed cargo and high-speed passenger cars: Dis. for the competition of Uch. step. kand. tehn. Sciences. M. MIIT. 2014.

3. Kazarinov V. M., Inozemtsev V. G., Yasentsev V. F. Theoretical bases of design and operation of auto brakes. Moscow: Transport, 1968.400 p.

4. Balakin V. A. Friction and wear at high sliding speeds. M: Mashinostroenie, 1980. 136 p.

5. Galay E. I. Brakes of locomotives and wagons: problems and prospects: textbook: in 2 hours 2: friction units of brakes. - Gomel: Beliizht, 1993. 69 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

6. Rules of traction calculations for train work. M.: Transport, 1985. 287c.

7. Handbuch Bremstechnische Begriffe und Werte. Knorr - Bremse AG München, 1990. P. 150.

8. Car & Locomotive Cyclopedia, (Section 8) 1997. P. 838-920

9. Galay E. E. Improving the efficiency of automatic regulators of braking modes of freight railway cars: Dis. on sois. Uch. step. kand. tehn. sciences'. Gomel. Belgut, 2018. 250C

10. Markov D. P. Tribology and its application in railway transport. M. Intext.

2007.

11. GOST 34434-2018. Braking systems of freight railway wagons. Technical requirements and calculation rules. Moscow: Standartinform. С. 65.

Сведенияобавторах / Information about authors

Галай Эдуард Иванович - доктор технических наук, Белорусского Государственного Университета транспорта.

Galay Eduard Ivanovich - Belarusian State University of Transport doctor of engineering.

Инагамов Сардор Гафуржанович - Белорусский Государственный Университет Транспорта кафедра «Вагоны» аспирант. E-mail: inagamovsardor@gmail .com

Inagamov Sardor Gafurjanovich - Belarusian State University of Transport, Department of "Wagons" graduate student. E-mail: inagamovsardor@gmail. com

Юлдашов Абдусид Абдураимович - Белорусский Государственный Университет Транспорта кафедра «Вагоны» аспирант. E-mail: abdusid.88.09@mai.ru

Yuldashov Abdusaid Abduraimovich - Belarusian State University of Transport, Department of "Wagons" graduate student. E-mail: abdusid.88.09@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.