На сети железных дорог Узбекистана находится большое разнообразие грузовых вагонов, которое обусловлено свойствами и условиями перевозки народнохозяйственных грузов. Кроме того, грузовые вагоны различаются по грузоподъемности, осности и т. д.
Эти условия накладывают определенные требования к конструкции подвижного состава для обеспечения надежности, безопасности и достаточно высокой скорости движения грузовых поездов.
При этом немаловажную роль играют тормоза, от эффективности которых, определяемой длинной тормозного пути, зависит допустимая скорость и обеспечение безопасности движения поездов [1–4].
Расчет передаточного числа тормозной рычажной передачи.
Тормозная рычажная передача представляет собой систему тяг и рычагов, предназначенную для передачи и распределения усилия, развиваемого на штоке тормозного цилиндра, между тормозными колодками.
Для основных типов четырехосных грузовых и пассажирских вагонов применяют унифицированные рычажные передачи тележек с минимальным разнообразием размеров рычагов. Требуемые передаточные числа, которые выбирают из рекомендуемых значений для этих вагонов в зависимости от массы тары и установленных расчетных давлений в тормозном цилиндре, обеспечивают соответствующим выбором плеч рычагов, расположенных на раме вагона.
Передаточное число тормозной рычажной передачи является ее геометрической характеристикой и показывает, во сколько раз с помощью рычагов тормозной передачи теоретически (без учета потерь на трение в шарнирных соединениях) увеличивается сила, развиваемая на штоке тормозного цилиндра, при передаче к тормозным колодкам [3–6].
Передаточное число тормозной рычажной передачи [6]. определяют из соотношения длин ведущих и ведомых плеч рычагов. При проектировании рычажных передач вагонов стремятся обеспечить одинаковую силу нажатия на все тормозные колодки. Поэтому для большинства рычажных передач достаточно найти передаточное число от тормозного цилиндра до первой колодки (первой пары колодок, расположенной на одном триангеле) и умножить его на число тормозных колодок (пар колодок).
Значения плеч рычагов для заданных схем рычажных передач вагонов, необходимые для расчета, приведены в таблице 1,2.
Таблица 1
Характеристика рычажных тормозных передач основных типов четырехосных грузовых вагонов
|
Тип вагона |
Тара, тс |
Передаточное число рычажной передачи п |
Сила нажатня колодок на колеса, кгс, на режиме |
||
|
груженом |
среднем |
порожнем |
|||
|
Крытый, цистерна н платформа грузоподъемностью 50 т постройки 1936 г. |
22–24 |
8,75 |
29 567 |
18 365 |
10510 |
|
Крытый грузоподъемностью 60 н 62 т, цистерна грузоподъемностью 50 и 60 т, платформа грузоподъемностью 60 н 62 т, бункерный полувагон для перевозки битума |
22–23 |
9,1 |
30 740 |
19 094 |
10 930 |
|
Полувагон грузоподъемностью 62 и 63 т с металлическим кузовом и вагон грузоподъемностью 65 т для перевозки цемента (рис. 270, а) |
21–25,5 |
8,96 |
30 278 |
18 807 |
10 762 |
|
Полувагои-думкар грузоподъемностью 50 т |
31,5 |
7,9 |
27 076 |
16818 |
9489 |
|
Вагон для перевозки горячего агломерата (рис. 270, б) 346 |
27 |
9,88 |
33 374 |
20 740 |
11 867 |
Таблица 2
Характеристика рычажных тормозных передач грузовых вагонов
|
Размер плеч рычагов, мм |
Передаточное число рычажной передачи |
||||
|
Тип вагона |
а |
б |
в |
г |
|
|
Четырехосный крытый грузоподъемностью 60 и 62 т, цистерна грузоподъемностью 50 и 60 т, платформа грузоподъемностью 60 и 62 т, бункерный полувагон для перевозки битума (рис. 271 н 272) |
260/195 |
400/465 |
400 |
160 |
9,1/5,9 |
|
Четырехосный полувагон грузоподъемностью 62 и 63 т с металлическим кузовом и вагон грузоподъемностью 62 т для перевозки цемента (см. рис. 270) |
195/145 |
305/355 |
500 |
160 |
8,96/5,72 |
|
Шестносный полувагон на тележках КВЗ-1М (рис. 273) |
300/225 |
200/273 |
- |
- |
12,37/6,67 |
|
Шестносный полувагон на тележках УВЗ-9М (см. рис. 273) |
230/175 |
270/325 |
- |
- |
10,75/5,78 |
|
Восьмносный полувагон (рис. 274) |
280/220 |
220,280 |
300 |
160 |
14,6/9,0 |
Четырехосная платформа для цистерн передаточное число тормозной рычажной передачи с рычагами первого рода, схема которой показана на рисунке 1, а. Размеры плеч рычагов: a = 410 мм; б = 220 мм; в = 375 мм; г = 305мм;
Рис. 1. Схема тормозной рычажной передачи: а — с рычагами первого рода; б — с рычагами первого и второго рода
Из условий равновесия рычагов тормозной передачи можно записать
где P шт — усилие, развиваемое на штоке тормозного цилиндра.
Так как тормозная колодка имеет угол наклона α между собственной осью и горизонтальной осью колеса, то сила нажатия
Уравнение (3) с учетом выражений (1) и (2) принимает вид
Суммарное нажатие тормозных колодок в одной рычажной передаче
С другой стороны, суммарное тормозное нажатие колодок можно определить по формуле
где
Приравняв суммы сил нажатия, выраженные из формул (5) и (6), получим
Так как при определении передаточного числа пренебрегают потерями
на трение в шарнирных соединениях (
После подстановки значений в формулу (8) находим [7–9].
Литература:
- Абдирахманов Ж. А., Балтаев М. Б. Усовершенствования элементов тормозной рычажной передачи 4-осных грузовых вагонов. Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. Новокузнецк 2021.
- Болотина А. Б. Исследование параметров и совершенствование конструкций механической части тормозных систем грузовых вагонов с учетом перспективных условий эксплуатации. автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат технических наук
- Волошин Д. И., Афанасенко И. Н., Деревянчук Я. В. Усовершенствования элементов тормозной рычажной передачи специализированных грузовых вагонов. Украинский государственный университет железнодорожного транспорта, г. Харьков
- Юдин В. А. Технические требования на тормозную систему грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации. МИИТ. — NT.p.01880032131.- 1989.-161 с.
- Исраилов У. Ш. Об особенностях конструкций и о совершенствованиях тормозных систем грузовых вагонов. Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (Ташкент, Узбекистан)
- Исраилов У. Ш. Об особенностях конструкций и о совершенствованиях тормозных систем грузовых вагонов. Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (Ташкент, Узбекистан)
- 4 Галай, Э. И. Тормоза локомотивов и вагонов: проблемы и перспективы: в 2 ч. / Э. И. Галай. — Белорус. ин-т инж. ж.-д. трансп. — Гомель: БелИИЖТ, 1993. — Ч. 2: Фрикционные узлы тормозов: учеб. пособие. — 69 с.
- Иноземцев, В. Г. Автоматические тормоза: учеб. для вузов / В. Г. Иноземцев, В. М. Казаринов, В. Ф. Ясенцев. — М.: Транспорт, 1981. — 464 с.
- Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). Введ, 01.07.96 / ГосНИИВ — ВНИИЖТ. — М., 1996. — 319 с.
