Повышение надежности дискового тормоза подвижного состава | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №46 (232) ноябрь 2018 г.

Дата публикации: 17.11.2018

Статья просмотрена: 264 раза

Библиографическое описание:

Суслин, А. В. Повышение надежности дискового тормоза подвижного состава / А. В. Суслин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 46 (232). — С. 55-57. — URL: https://moluch.ru/archive/232/53886/ (дата обращения: 05.07.2020).



Дисковый тормоз железнодорожного подвижного состава состоит из тормозного цилиндра, рычажной передачи, тормозных накладок и тормозного диска. Рычажная передача обычно выполняется в виде клещевого механизма. Её назначение — передача тормозного усилия от цилиндра на тормозные накладки.

Существует большое количество различных конструкций дисковых тормозов в России и за рубежом. Для выбора оптимальной конструкции для дальнейшего исследования был проведен патентный поиск. Патенты, связанные с конструкцией железнодорожных дисковых тормозов, относятся к классу B61H5. После проведенного анализа существующих конструкций за основу была взята конструкция тормозного блока (рис.1) в основе которой лежит патент RU 2390449 [1].

Рис. 1. Блок дискового тормоза

Эта конструкция имеет ряд преимуществ перед другими:

1) в ней обеспечивается равномерное нажатие накладки на тормозной диск, за счет расположения звеньев в клещах в виде параллелограмма, что исключает неравномерный износ накладок в процессе эксплуатации;

2) расположение тормозного цилиндра обеспечивает одинаковое по величине нажатие на обе тормозные накладки;

3) относительная простота конструкции и др.

Одним из недостатков дисковых тормозов являются тяжелые условия работы шарнирных соединений клещевого механизма, в котором действуют большие силы и моменты, обусловленные процессом работы тормоза.

Характерной особенностью работы шарнирных соединений является небольшой угол относительного поворота звеньев. Это приводит к ухудшению процесса смазки (выдавливание) и одностороннему износу сопрягаемых звеньев. При работе тормоза, в условиях эксплуатации, в шарнирные соединения попадают абразивные частицы, способствующие ускоренному износу подвижных соединений.

В связи с этим предлагается в качестве подвижных соединений установить пластинчатые шарниры, обеспечивающие относительный поворот звеньев при изгибе пластины, жестко закрепленных в звеньях. Подобные плоские шарниры широко используются в приборостроении, в частности в напольных весах. Их конструкция и методы расчета известны и изложены в книге Цейтлин Я. М. «Упругие кинематические устройства» [2, с. 8].

Пластинчатые шарниры имеют ряд достоинств: нет необходимости в смазке, отсутствие зазоров, не реагируют на запыленную среду, имеют высокий КПД.

В результате проведенного патентного поиска и анализа полученных данных, видно, что опыта применения подобных конструкций в силовых передачах тормозных устройств в настоящее время нет.

Для расчета конструкции пластинчатого шарнира проведен анализ работы шарнирных соединений в клещевом механизме, кинематическое исследование клещевого механизма с целью определения характера движения его звеньев и углов их относительного поворота.

Таким образом, посредством структурного анализа и синтеза установлено, что клещевой механизм является механизмом 1 класса, 2 порядка. Это позволило определить алгоритм и методики исследований, касающегося определения сил и моментов в клещевом механизме. Анализ работы шарнира показал, что он работает на изгиб, кручение в сочетании с силовыми факторами.

Установлены наиболее нагруженные шарнирные кинематические пары D и Е (рис.2), которые имеет смысл заменить на пластинчатые шарнирные соединения с позиций повышения ресурса и КПД всего клещевого механизма тормозного блока.

Рис. 2. Схема клещевого механизма с параллелограммными контурами

Применение пластинчатых шарниров, работающих на изгиб, ограничивается максимально допустимым углом поворота одного соединяемого звена относительно другого. Поэтому в рамках оценки возможности постановки пластинчатых шарниров вместо обычных (точки D и Е) поставлена и решена задача определения максимальных возможных углов поворота рычагов BF и CG в процессе работы клещевого механизма с учетом износа тормозных накладок.

Задачи, которые были решены в ходе выполнения исследований:

‒ определена конструкция дискового тормоза для использования в ней пластинчатых шарниров и предварительная конструкция самих шарниров;

‒ определены моменты и силы, действующие в клещевом механизме дискового тормоза.

Был проведен выбор материалов и определена листовая рессорная сталь, обладающая высокой выносливостью к циклическим нагрузкам.

В программе Microsoft Office Excel составлена математическая модель работы клещевого механизма с учетом силовых факторов и выполнена предварительная оценка результатов:

коэф. запаса = 1,5;

при ;

при .

Данная оценка показала, что суммарные напряжения от выявленных силовых факторов не превышают допускаемых при учете, что гибкий элемент является наборным: на одну клещу-рычаг требуется 2 пластины.

Литература:

  1. Пат. № 2390449, Российская Федерация, МПК B61H5/00. Дисковый тормоз транспортного средства подвижного состава железных дорог / В. А. Батенков, А. В. Авдеев, А. А. Мошков, П. И. Косарев, Е. С. Сипягин; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество “Транспневматика” — № 2008100648/11; заявл. 09.01.2008; опубл. 27.05.2010, Бюл. № 15. — 9 с.
  2. Цейтлин Я. М. Упругие кинематические устройства — М.: Машиностроение, 1972. — 295 с.
Основные термины (генерируются автоматически): клещевой механизм, дисковый тормоз, конструкция, соединение, относительный поворот звеньев, тормозной цилиндр, тормозной диск, тормозной блок, рычажная передача, шарнир.


Похожие статьи

Неравномерный износ тормозных колодок одной из сторон оси...

Рис. 2. Схема работы дискового тормозного механизма: 1. Тормозной диск; 2. Тормозные колодки с фрикционными накладками; 3. Поршень; 4. Рабочий цилиндр.

производится снятие с автомобиля тормозных колодок и оценка разности величин износа тормозных накладок

Причины и следствия неравномерного износа тормозных колодок...

В статье рассматриваются возможные причины и следствия неравномерности износа внутренней и внешней тормозных колодок, одного тормозного механизма. Ключевые слова: неравномерный износ, тормозные колодки, дисковые тормозные механизмы.

Анализ неисправностей тормозного оборудования вагонов

Ключевые слова: отказы тормозного оборудования, неисправности, причины отказов, излом тормозной магистрали, система учетов отказов.

Неисправность рычажной передачи также является частой причиной отказа тормозного оборудования. На сети железных дорог России...

Средства для испытания манжет главного тормозного цилиндра

главный тормозной цилиндр, тормозная жидкость, тормозная система, тормозной цилиндр, манжет, гидравлический

Основные термины (генерируются автоматически): тормозное оборудование, тормозная магистраль, рычажная передача, отказ, причина отказов, зимнее...

Разработка методики и средств для испытания манжет главного...

Важнейшую роль при торможении автомобиля с антиблокировочной тормозной системой играют манжетные уплотнения главного тормозного цилиндра. Рабочие процессы, протекающие в тормозной системе, оборудованной автоматизированными...

Повышение ресурса чугунных тормозных колодок локомотива

Проблема ресурсообеспеченности колодочных тормозов, которыми оборудованы локомотивы весьма многопланова. Она требует решения технико-экономических, технологических, металловедческих, трибологических задач...

Реализация рекуперативного торможения на тепловозах при...

Необходимая длина тормозного пути, на котором применяется рекуперация, равная, м

Удельная тормозная сила рекуперации, равная, кг/т

При любой конструкции и схеме электроподвижного состава должна быть предусмотрена его работа в рекуперативном режиме...

Модернизация средств испытаний тормозных шлангов...

Тормозные шланги являются элементом, лимитирующим долговечность тормозного

Функционирование автоматизированной тормозной системы усложняет условия работы

главный тормозной цилиндр, тормозная жидкость, тормозная система, тормозной цилиндр...

Собственные частоты стандартных дисков

Рис. 2. Схема работы дискового тормозного механизма: 1. Тормозной диск; 2. Тормозные колодки с фрикционными накладками; 3. Поршень; 4. Рабочий цилиндр. Устройство представляет собой специальную конструкцию тормозного диска, включающего элементы...

Похожие статьи

Неравномерный износ тормозных колодок одной из сторон оси...

Рис. 2. Схема работы дискового тормозного механизма: 1. Тормозной диск; 2. Тормозные колодки с фрикционными накладками; 3. Поршень; 4. Рабочий цилиндр.

производится снятие с автомобиля тормозных колодок и оценка разности величин износа тормозных накладок

Причины и следствия неравномерного износа тормозных колодок...

В статье рассматриваются возможные причины и следствия неравномерности износа внутренней и внешней тормозных колодок, одного тормозного механизма. Ключевые слова: неравномерный износ, тормозные колодки, дисковые тормозные механизмы.

Анализ неисправностей тормозного оборудования вагонов

Ключевые слова: отказы тормозного оборудования, неисправности, причины отказов, излом тормозной магистрали, система учетов отказов.

Неисправность рычажной передачи также является частой причиной отказа тормозного оборудования. На сети железных дорог России...

Средства для испытания манжет главного тормозного цилиндра

главный тормозной цилиндр, тормозная жидкость, тормозная система, тормозной цилиндр, манжет, гидравлический

Основные термины (генерируются автоматически): тормозное оборудование, тормозная магистраль, рычажная передача, отказ, причина отказов, зимнее...

Разработка методики и средств для испытания манжет главного...

Важнейшую роль при торможении автомобиля с антиблокировочной тормозной системой играют манжетные уплотнения главного тормозного цилиндра. Рабочие процессы, протекающие в тормозной системе, оборудованной автоматизированными...

Повышение ресурса чугунных тормозных колодок локомотива

Проблема ресурсообеспеченности колодочных тормозов, которыми оборудованы локомотивы весьма многопланова. Она требует решения технико-экономических, технологических, металловедческих, трибологических задач...

Реализация рекуперативного торможения на тепловозах при...

Необходимая длина тормозного пути, на котором применяется рекуперация, равная, м

Удельная тормозная сила рекуперации, равная, кг/т

При любой конструкции и схеме электроподвижного состава должна быть предусмотрена его работа в рекуперативном режиме...

Модернизация средств испытаний тормозных шлангов...

Тормозные шланги являются элементом, лимитирующим долговечность тормозного

Функционирование автоматизированной тормозной системы усложняет условия работы

главный тормозной цилиндр, тормозная жидкость, тормозная система, тормозной цилиндр...

Собственные частоты стандартных дисков

Рис. 2. Схема работы дискового тормозного механизма: 1. Тормозной диск; 2. Тормозные колодки с фрикционными накладками; 3. Поршень; 4. Рабочий цилиндр. Устройство представляет собой специальную конструкцию тормозного диска, включающего элементы...

Задать вопрос