содержание   ..  1  2  3   ..

Учебник для учащихся техникумов (Крылов В.И., Крылов В.В.)

В принятых XXVI съездом КПСС «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года» отмечается, что основной задачей транспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной системы. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить дальнейшее увеличение провозной и пропускной способности, а именно: увеличить грузооборот железнодорожного транспорта на 14-15 % и пасса-жирооборот на 9 %. Существенную роль в выполнении этих решений играет автотормозная техника.

Автоматические тормоза подвижного состава, учитывая специфические условия их эксплуатации (высокие скорости движения, плохие погодные условия, круглосуточная работа, большие веса поездов и др.), должны обеспечивать безопасность движения поездов, обладать высокой надежностью и безотказностью действия. Сочетание высокой надежности, безотказности и эффективности действия тормозов с хорошей их управляемостью позволяет повысить скорости движения пассажирских поездов до 200 км/ч, а вес грузовых поездов увеличить до 10-12 тыс. тс (100- 120 тыс. кН), что приведет к увеличению провозной и пропускной способности железнодорожного транспорта. Однако нормальная эксплуатация подвижного состава

возможна при качественном обслуживании и ремонте тормозного оборудования, для чего нужны квалифицированные кадры.

Задачей курса «Автоматические тормоза» является подготовка специалистов, хорошо знающих устройство, действие, обслуживание, ремонт и эксплуатацию тормозного оборудования подвижного состава, знакомых с новейшими научно-техническими достижениями в области тормозной техники в СССР и за рубежом.

Курс «Автоматические тормоза» включает в себя следующие разделы: основы торможения; назначение и расположение тормозного оборудования на локомотивах, моторвагонном подвижном составе и вагонах, включая западноевропейские; устройство и действие тормозных приборов и тормозной рычажной передачи. В учебнике при: ведены основные сведения по ремонту, испытанию и обслуживанию тормозного оборудования подвижного состава в различных климатических условиях, особенно зимой.

Основным типом тормоза железнодорожного подвижного состава, применяемого во всем мире, является автоматический пневматический тормоз, в котором сигналы для управления тормозами вагонов в поезде передаются по пневматической магистрали путем повышения или понижения давления. Пневматические устройства (воздухораспределители) каждого вагона воспринимают эти сигналы и производят при повышении давления зарядку запасного резервуара и сообщение тормозного цилиндра с атмосферой (зарядка и отпуск), а при понижении давления - сообщение запасного резервуара с тормозным цилиндром (торможение).

Тормозная сила реализуется за счет прижатия колодок к поверхности катания колес или специальных дисков. Автоматическим тормоз называется потому, что он автоматически приходит в действие при обрыве поезда или его пневматической магистрали, а в пассажирских поездах позволяет производить затормаживание (остановку) поезда в аварийных случаях из любого вагона открытием стоп-крана, расположенного на отводе от пневматической магистрали.

Для удержания вагонов и локомотивов на месте широко применяются также стояночные (ручные) тормоза, приводимые в действие на единице подвижного состава вручную и воздействующие на те же узлы, что и пневматический тормоз.

Процесс торможения движущегося поезда представляет собой процесс гашения его кинетической энергии - превращения ее в тепловую в узлах трения с помощью тормозных сил, создаваемых тормозными устройствами. Тормозные силы, являющиеся внешними по отношению к поезду, играют роль искусственных дополнительных сил сопротивления движения поезда, управляя которыми регулируют скорость. К естественным силам сопротивления, действующим на поезд, относятся силы трения качения колес по рельсам и трения колес о рельс в кривых участках пути, силы аэродинамического сопротивления воздуха, силы инерции вращающихся масс и др.

Для возможности эффективного регулирования скорости движения поезда вплоть до его остановки на заданной длине тормозного пути тормозные силы должны значительно превышать естественные силы сопротивления.

В настоящей книге все единицы измерений даны в Международной системе единиц (СИ). Для облегчения перевода из системы единиц СИ в систему единиц МКСА в учебнике приняты следующие приближенные соотношения между единицами измерений: I кгс/см2э*105 Па = 0,1 МПа, 1 кгсзёЮ Н.

Глава I ОСНОВЫ ТОРМОЖЕНИЯ

Для остановки поезда выключают тяговые двигатели локомотива, но он продолжает двигаться по инерции за счет накопленной кинетической энергии и до остановки проходит значительное расстояние. Чтобы яснее представить этот процесс, определим кинетическую энергию £КИн поезда массой Л1 = 3500 т, движущегося со скоростью ио - 72 км/ч=20 м/с:

где № - сопротивление движению поезда, кН.

ш0 - основное удельное сопротивление движению единицы подвижного состава (кН/кН); £= 9,81 м/с2.

Примем ы>„- 1,5- Ю-3. Тогда Ш =

= 0,0015-3500-9,81 =51,5 кН и 5 =

700 000 =---з=нЗ,6 км. 51,5

Время I, прошедшее до остановки поезда,

Приведенный пример свидетельствует о необходимости искусственного увеличения сил сопротивления движению для осуществления безопасности следования поезда. Устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению, называются тормозными устройствами (тормозами), а силы, создающие искусственное сопротивление,- тормозными силами.

Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз, при котором торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, благодаря чему возникают силы трения между колодкой и колесом. При трении колодок о колеса происходит разрушение мельчайших выступов поверхности, а также молекулярное взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей. На рис. 1 представлена упрощенная схема взаимодействия двух трущихся поверхностей при торможении. Трение тормозных колодок можно рассматривать как процесс превращения механической работы сил трения в тепло.

Кинетическая энергия поезда, превращающаяся при этом в тепловую, зависит от тормозной силы Вт и пути, проходимого поездом в заторможенном состоянии,

Для примера, приведенного выше, зададимся значением тормозного пути 5Т = 800 м.

Рис 1 Схематическое изображение работы сил трения

Тогда из формулы (3) получим

£к„„ 700 ООО

Вт=--№=--51,53*823 кН.

5т 800

Рассмотрим движение поезда по перегону между станциями (или сигналами) А и Б (рис. 2). Путь, проходимый поездом на участке «р, называется путем разгона; он зависит в основном от мощности локомотива. На участке яу поезд движется с максимальной установившейся скоростью о, которая, с одной стороны, определяется мощностью локомотива и профилем пути, а с другой - тормозными средствами поезда из расчета возможной остановки на станции Б или у закрытого сигнала.

Для остановки поезда на станции Б необходимо привести в действие тормоза, учитывая их эффективность. В данном случае под эффективностью тормозов подразумевается величина кинетической энергии, которая гасится тормозами за единицу времени в процессе торможения. Так, при одной и той же скорости в грузовом поезде тормоза должны быть приведены в действие примерно в

Пункте Г (тОрМОЗНОЙ ПуТЬ будет Яг),

а в пассажирском - в пункте П (тормозной путьяп). Таким образом, чем эффективнее тормоза, тем позже можно начинать торможение и большее время следовать по перегону с максимальной скоростью; благодаря этому повышается средняя (техническая) СКОРОСТЬ У ср.

Максимальная скорость движения устанавливается исходя из максимального тормозного пути. Повышение эффективности тормозов ведет к сокращению тормозного пути и увеличению технической скорости, т е. к повышению безопасности движения и росту пропускной способности железных дорог. Однако это повышение ограничено условиями сцепления колес с рельсами, тепловой нагрузкой, воспринимаемой узлами трения тормозов (нагревом колодок, колес или тормозных дисков), а также в ряде случаев соображениями экономического характера.

Если к катящемуся по рельсу колесу, нагруженному силой Р (рис. 3), прижать тормозную колодку с силой К, то между поверхностью катания колеса и колодкой возникает сила трения б=/Сфк, где <рк- коэффициент трения между колодкой и колесом 1

Со стороны колеса на колодку и далее на подвеску, раму и буксу действует реактивная сила, равная силе В и противоположно направ-

Рис 2 Схема движения поезда по перегону

' В общем случае сила В=/С<рк - Р,, где Р„ - сила инерции вращающихся масс (колесной пары и т д). При движении поезда в тормозном режиме с постоянной скоростью, например на спуске, Р„ - 0 В тормозных расчетах влияние Р„ учитывается коэффициентом у инерции вращающихся масс (см с 15), поэтому тормозная сила в расчетах принимается 5Т = /Сф«.

ленная. Сила В по отношению к колесу является внутренней силой, которая сама по себе не может произвести торможение; она создает момент Мв = Вг, направленный против вращения колеса. Под действием момента Мв в точке а контакта колеса с рельсом возникает сила Вт, действующая на рельс со стороны колеса и стремящаяся сдвинуть его.

Внешняя сила Вт, действующая на колесо со стороны рельса, численно равная силе В и направленная в сторону, обратную движению, и является тормозной силой:

Момент силы трения Мт, направленный против вращения колеса, называется тормозным моментом:

Таким образом, тормозная сила реализуется в точках контакта колес с рельсами

Качение колеса по рельсу без проскальзывания происходит за счет силы сцепления Вс, действующей со стороны рельса на колесо в точке их контакта,

где 1|) - коэффициент сцепления.

Между колесом и рельсом на контактируемых площадях давление достигает 1,2-1,5 ГПа. В зоне контакта происходит механическое вдавливание и молекулярное притяжение контактируемых поверхностей, что вызывает их износ и разрушение. Таким образом, сцепление колес с рельсами представляет сложный процесс, при котором происходит преодоление механического зацепления и молекулярного притяжения контактируемых поверхностей.

Рис. 3. Схема сил, действующих на колесо

Коэффициент сцепления г|з, равный отношению максимально возможной силы сцепления к действительной нагрузке колеса на рельс, зависит от состояния поверхности рельсов и колес, от нагрузки колеса на рельс, изменяющейся в процессе движения вследствие неровностей пути, разгрузки колес и т. п., а также от скорости движения. Для грузовых вагонов при скоростях от 20 до 120 км/ч и нагрузке колесной пары на рельсы от 60 до 220 кН коэффициент сцепления изменяется от 0,13 до 0,07 и для пассажирских при скоростях от 40 до 160 км/ч - от 0,14 до 0,09. Во время тумана, .росы, при моросящем дожде, особенно при образовании на рельсах инея и загрязненных рельсах, коэффициент сцепления уменьшается и может быть менее 0,04. При сильном дожде, когда рельсы чистые, коэффициент сцепления остается таким же, как и при сухих рельсах. При входе колес в кривые участки и при выходе из них коэффициент ф уменьшается на 5- 10%. Коэффициент сцепления повышается до 0,2 при подсыпке песка на рельсы и различных способах очистки их. Расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами

1|)р= (0,17 - 0,00015 (<7 -50)]/(и), (4)

где ц - нагрузка от колесной пары на рельсы (осевая нагрузка), кН; /(о) - функция скорости, параметры которой зависят от типа подвижного состава.

Таблица I

РАСЧЕТНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ СЦЕПЛЕНИЯ ДЛЯ РАЗНЫХ ТИПОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Значения расчетных коэффициентов сцепления для разных типов подвижного состава при скоростях движения, принимаемых для проверки отсутствия заклинивания колесных пар, приведены в табл. 1.

Коэффициент трения тормозной колодки зависит от многих факторов: материала колодки, скорости движения, удельного давления колодки, материала колеса, состояния рельсов и др. Коэффициент трения показывает, какую часть от силы нажатия

Рис 4 Зависимость коэффициента трения тормозных колодок от скорости V.

I - чугунные (максимальный), 2 - из фосфорне того чугуна, 3-композиционные из материала 8 1 66

составляет сила трения. Для чугунных стандартных тормозных колодок коэффициент трения где К - сила нажатия на колодку, кН,

V-скорость движения поезда, км/ч.

Чугунные колодки с повышенным содержанием фосфора (до 1,4 %) имеют более высокие значения коэффициента трения (рис. 4) и обладают примерно вдвое повышенной износостойкостью по сравнению с типовыми чугунными колодками. Однако на затяжных спусках износостойкость колодок из фосфористого чугуна значительно снижается. Кроме того, они имеют повышенную хрупкость, что вызывает необходимость применения стальных спинок. Постановка двух секционных чугунных колодок длиной 250 мм в одном башмаке несколько повышает коэффициент трения колодок и уменьшает их износ.

Композиционные колодки из материала 8-1-66 обладают примерно в 3 раза большей износостойкостью

по сравнению со стандартными, чугунными колодками, но имеют худшую теплопроводность при увеличенной работе сил трения. Поэтому композиционные колодки из материала 8-1-66 применяют с некоторыми ограничениями (средний режим при загрузке вагона более 60 кН на ось, допускаются кольцевые выработки глубиной до 2 мм на уклоне 1~7 и до 1 мм у основания гребня колеса и др.).

Действительная сила нажатия на одну колодку (кН)

Для практических расчетов можно принимать Арс = 0,04 МПа.

Значение (рк, рассчитанное по формулам (5) и (6) с учетом формулы (7), также соответствует действительному, фактическому значению. Однако подсчитать по этим величинам тормозную силу поезда, составленного из большого числа вагонов различных типов с различными силами нажатия, затруднительно Поэтому ее определяют методом приведения, при котором действительные величины фк и К заменяют расчетными. При этом должно выполняться условие ц>нК = ц>крКр, т. е. действительная тормозная сила численно должна быть равна расчетной тормозной силе.

Для определения расчетного коэффициента трения чугунной колодки в формуле (5) принимают значение К-27 кН, близкое к силе нажатия чугунной колодки четырехосного грузового вагона при среднем режиме торможения. Тогда

(8)

Расчетный коэффициент трения композиционной колодки определяют при К= 16 кН, и формула (6) примет вид

(9)

Зависимость расчетных значений коэффициента трения чугунных и композиционных тормозных колодок от скорости поезда приведена на рис. 5.

Расчетная сила нажатия чугунной колодки, выраженная через действительную силу,

(Ю)

Рис. 5 Зависимость расчетных значений коэффициентов трения чугунных 1 и композиционных 2 тормозных колодок от скорости

В инструкциях МПС указаны расчетные силы нажатия тормозных колодок (в тс), а не действительные. Поэтому, пользуясь данными инструкций и указаниями МПС для решения тормозных задач, необходимо применять только расчетный коэффициент трения колодок.

Зависимости между действительной К и расчетной К р силами нажатия тормозных колодок приведены на рис. 6.

Обеспеченность поезда тормозами характеризуется величиной расчетного тормозного коэффициента т>р.Коэффициент т> ропределяется как отношение суммарной расчетной си-

Рис. 6. Зависимости между действительной К и расчетной Кр силами нажатия чугунных 1 и композиционных 2 тормозных колодок

лы нажатия тормозных колодок поезда к его весу*

где Кр - расчетная сила нажатия на одну колодку, кН; Р - расчетный вес локомотива, кН; С? - вес состава (вагонов), кН

Для электро- и дизель-поездов берется вес моторных С?м и прицепных С? п вагонов.

Величина называется удельной тормозной силой.

Отношение силы нажатия К колодки на колесо к статической нагрузке Рк от колеса на рельс называется коэффициентом силы нажатия колодки на колесо:

При равных силах нажатия на все колеса и равных нагрузках на них коэффициент б будет одинаков для колеса, оси, тележки и всего вагона. Нагрузка колеса Рк, принимаемая в расчетах, должна быть меньше номинального значения на величину разгрузки колеса во время торможения. Разгрузка колеса при торможении составляет от действия сил инерции около 7 %, от неуравновешенности 3 %, от эксцентричности колеса 2 %. Обычно для расчетов принимают следующие значения б: для порожних грузовых вагонов - 0,6 тары вагона; для пассажирских вагонов и порожних электропоездов - 0,7-0,75; для локомотивов - 0,5-0,6. Для пассажирских вагонов, оборудованных скоростным регулятором и чугунными секционными колодками, 6 = 0,7 при скорости до 60 км/ч и 1,3-1,5 при более высоких скоростях. При композиционных колодках и накладках дисковых тор-

* Здесь и далее под весом понимается суммарная нагрузка от колесных пар на рельсы, т. е. сила тяжести.

мозов с коэффициентом трения фк = 0,25-г0,3 принимают 6=0,3.

Если применяют противогазные устройства, значения коэффициентов нажатия можно увеличить на 10- 15 %•

Явление, когда колесо прекращает вращаться и скользит по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием, или юзом. Как правило, заклинивание колесной пары не наступает мгновенно. Этому предшествует ее проскальзывание, т. е. скорость колесной пары становится меньше поступательной скорости единицы подвижного состава, что приводит к увеличению тормозной силы за счет повышения коэффициента трения и заклиниванию. При этом вследствие трения колеса по рельсу в точке их'контакта возникают высокие температуры, приводящие к сдвигу металла на поверхности катания колеса (навар) при проскальзывании, образованию на нем ползуна (овальная площадка) при скольжении, а в некоторых случаях - к выкрашиванию металла колеса и образованию выщербины.

Чтобы качение по рельсу при торможении происходило без проскальзывания или юза, необходимо, чтобы тормозная сила Вт не превышала силу сцепления колес с рельсами, т. е.

фкр2/Ср<1()р2Рк, (14)

где 2РК - нагрузка от колесной пары на рельсы.

Это условие можно записать в виде

Ар<- (14а)

фкр

или

*т=ФкрТ}Р<Чу (146)

Таким образом, максимальная реализуемая удельная тормозная сила ограничена величиной коэффициента сцепления колес с рельсами.

Рнс. 7. Изменение тормозной, силы Вт при заклинивании (юзе)

На рис. 7 приведена кривая изменения тормозной силы при заклинивании колесной пары. На участке АБ тормозная сила нарастает вследствие увеличения силы нажатия колодок на колесо и на участке БВ - из-за роста фк вследствие уменьшения скорости (при постоянной силе нажатия колодок). В точке В из-за нарушения сцепления с рельсом скорость вращения колеса уменьшается, фк увеличивается и тормозная сила резко повышается до максимальной, отмеченной на кривой буквой Г. В этот момент вращение колеса прекращается, наступает юз и тормозная сила резко падает до величины, обозначенной буквой Д. Поскольку вращение колеса прекратилось, тормозной силой (участок ДЕ) становится сила трения скольжения колес по рельсам. Коэффициент трения скольжения колес по рельсам значительно меньше коэффициента сцепления, что приводит к увеличению времени движения поезда, т. е. к увеличению тормозного пути. Некоторое увеличение тормозной силы перед остановкой (точка Е) объясняется ростом коэффициента трения заклиненного колеса при падении скорости и образованием ползуна.

Особенно опасен юз при трогании с места, когда фк = 0,24-0,25. Уже при скорости 5-8 км/ч коэффициент .трения между колесом и рельсом снизится до 0,08-0,1, т. е. станет примерно в 2 раза меньше, и восстановить вращение колеса весьма трудно. При глубине ползуна, равной 2,5-3,0 мм, колесная пара самостоятельно выйти из юза не может, даже если наступит полный отпуск тормоза.

Износ колеса при юзе (ползун) зависит от скорости движения, нагрузки на ось и коэффициента трения скольжения заклиненного колеса по рельсу. При нагрузке на ось 60 кН износ колеса на 1000 м пути примерно составляет 0,1 мм при у = 80 км/ч и 0,25 мм при V - = 140 км/ч; при нагрузке 200 кН износ соответственно 1,25 и 2,9 мм.

При заклинивании колесных пар снижается эффективность тормозов, производится отцепка вагонов для обточки колесных пар с ползунами, превышающими норму, появляются дополнительные напряжения в колесных парах, буксах и рельсах. В зимнее время несвоевременно обнаруженный ползун может привести к появлению трещин в рельсах (при ползуне глубиной 2 мм сила удара колеса по рельсу при скорости 40 км/ч составляет 450 кН). Порядок следования подвижного состава при образовании ползунов и навара приведен в п. 82.

Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом за время от момента перевода ручки кра-

Рис 8. Диаграмма наполнения тормозных цилиндров в грузовом поезде из 200 осей при

экстренном торможении: 1 - головной вагон 2 - средний вагон, 3 - хвостовой

на машиниста или стоп-крана в тормозное положение до остановки. Тормозной путь 5Т при расчетах условно принимают равным сумме подготовительного пути 5П (предтор-мозного) и действительного пути

5Д ТОрМОЖеНИЯ: 5Т=5„ + 5Д.

Разделение тормозного пути на 5П и 5Д принято для упрощения расчетов в области неустановившегося режима действия тормозной силы. Принимается, что за время прохождения поездом предтормозного пути тормоза вагонов в действие еще не пришли, а к концу предтормозного пути происходит (спустя некоторое время) мгновенное повышение тормозной силы поезда до ее максимального значения.

Время ^ выбирается из условия равенства тормозных путей, проходимых поездом за период наполнения всех тормозных цилиндров до установившегося в них давления и при условной замене реального процесса наполнения мгновенным (рис. 8). Величина 0,5 (в - среднее время распространения "торможения по поезду, с.

За время /п поезд проходит путь

или где г>0 - скорость поезда в начальный момент торможения, км/ч

При расчете тормозного пути для остановки поезда на площадке принимают следующее время подготовки: для пассажирских пневматических тормозов <п = 4 с, для грузовых пневматических тормозов 1В = 7 с, для электропневматических тормозов /п = 2 с. На спусках время подготовки, а следовательно, и зп увеличивается в зависимости от крутизны спуска и определяеется по формулам:

для грузовых составов длиной 200 осей и менее при автоматических тормозах для грузовых составов длиной более 200 до 300 осей при автоматических тормозах

(17)

для пассажирских поездов и одиночно следующих локомотивов при пневматических тормозах

(18)

для пассажирских поездов при электропневматических тормозах

(19)

Рис 9 Приращение скорости поезда на спусках разной крутизны без применения тормозов и тяги

где фкр - расчетный коэффициент трения при начальной скорости торможения, др - расчетный тормозной коэффициент поезда (принимается для случая экстренного торможения), (с- удельная составляющая силы тяжести поезда на уклоне, спрямленном в плане и профиле и с учетом радиусов кривых (берется на подъемах со знаком плюс, на спусках со знаком минус) При срабатывании автостопа время подготовки, определяемое по формулам (16)-(19), увеличивается на 12 с.

учитывают увеличение тормозного пути в результате действия ускоряющих усилий от горизонтальной составляющей силы тяжести на спрямленном уклоне.

Влияние крутизны спуска на тормозной путь заключается в следующем: каждая 0,001 (1°/0о) крутизны спуска увеличивает скорость поезда на 1 км/ч за 30 с. Так, если поезд следовал по спуску 0,002 с постоянной скоростью, то на спуске 0,012, будучи предоставлен самому себе (без приведения тормозов), он увеличит свою скорость за каждые 30 с на 12 - 2=10 км/ч, или на 20 км/ч за 1 мин.

На рис. 9 приведены величины приращения скорости поезда на спусках разной крутизны без применения тормозов и тяги.

Действительный путь торможения определяют суммированием отрезков пути в интервалах скоростей от и„ до Уп+1 по формуле где и„, у„4і - начальная и конечная скорости поезда в расчетном интервале, с: - замедление поезда под действием единичной замедляющей силы с учетом инерции вращающихся, масс, фкР - расчетный коэффициент трения,

т„ -основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива:

Шов - удельное основное сопротивление вагонов; №0л - то же локомотива с выключенной тягой; С) - вес состава, Р - вес локомотива

Значение § принимают: для грузовых и пассажирских поездов- 120; для электропоездов- 119; для тепловозов при одиночном следовании- 114; для электровозов при одиночном следовании - 107; для дизель-поездов - 116 (размерность е - км/ч2).

Основное удельное сопротивление движению локомотивов при выключенной тяге

ш„п = (2,4-1-0,011к + 0,00035и2) 10~\ (21)

то же пассажирских вагонов к'ов = (1,2 + 0,012и + 0,0002к2) Ю"3, (22)

грузовых вагонов

,о.,(0,7+>'+р + ^6р').0-? (23)

где Л =80 и Л, =30 соответственно при подшипниках скольжения и роликовых

Величины фкр и ы)0, зависящие от скорости движения, необходимо рассчитывать в интервалах скоростей {V „-ип + 1)<10 км/ч для среднего в каждом интервале значения скорости. Для грузовых поездов обычно пренебрегают тормозным нажатием и сопротивлением движению локомотива ввиду их малости по сравнению с составом поезда.

Для примера в табл. 2 приведен расчет тормозного пути грузового поезда из 200 осей при экстренном торможении со скорости у0 = 70 км/ч на спуске гс= -0,006 (при т}р=0,33, чугунных тормозных колодках, осевой нагрузке всех вагонов <70= 200кН на роликовых подшипниках).

Для ускорения расчетов составлены номограммы тормозных путей пассажирских и грузовых поездов при экстренных торможениях с разных скоростей движения для спусков разной крутизны (рис. 10, 11) в зависимости от расчетного тормозного коэффициента (нажатия колодок).

Номограммы тормозных путей грузовых поездов построены для составов до 200 осей. При большем числе осей увеличивается время подготовки, поэтому в составах до

Рис 10 Номограммы тормозного пути на площадке при экстренном и полном служебном торможениях чугунными тормозными колодками:

о - пассажирского поезда (штриховые линии - пневматическое торможение, сплошные - эпектропневматическое);

б - грузового поезда

300 осей значения тормозного коэффициента нужно уменьшить на 10 %.

Пример Определить тормозной путь грузового поезда из 300 осей, расчетный тормозной коэффициент которого т>р = 0,34 Торможение на плошадке, скорость 70 км/ч.

Решение. Коэффициент для этого поезда др = 0,34 -0,9 = 0,306, по номограмме (см рис. 10,6) этому значению будет соответствовать тормозной путь 660 м.

Для оценки эффективности действия тормозов используется величина среднего замедления, реализованного при торможении с учетом сил сопротивления движению и определяемого из уравнения сохранения энергии для движущегося в тормозном режиме поезда,

где а - среднее замедление, м/с2;

к2 - скорость начала торможения, м/с, «т - тормозной путь, м, у- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс, М81с - составляющая силы тяжести поезда на уклоне (с.

Откуда среднее замедление, приведенное к площадке,

(24)

При подстановке значений у - = 0,06 для грузовых и пассажирских поездов и у0 в км/ч получим

(24а)

Рнс. 11 Номограммы тормозного пути на спуске 0,010 при экстренном и полном служебном торможениях чугунными тормозными колодками:

а - пассажирского поезда (штриховые линии-пневматическое торможение, сплошные-электропневматическое)

б - грузового поезда

При определении а в интервале снижения скорости с ин до ик на

ПуТИ 5„

и2-и2

а = 0,039---- -Шс (246)

5к

В частном случае для пассажирских и моторвагонных поездов на площадке, если известно время ?т с момента начала торможения до остановки поезда,

где V!) - скорость в начале торможения, км/ч.

ной системой на единице длины тормозного пути. Среднее замедление грузового поезда при экстренном торможении примерно в 3 раза, а порожнего - в 1,5 раза больше, чем при первой ступени торможения.

По мере повышения скоростей движения поездов необходимо повышать и эффективность действия тормозов. В пассажирских и грузовых поездах это осуществляется применением композиционных колодок, электропневматических тормозов и электрического торможения локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Для пассажирского подвижного состава, кроме того,

Таблица 2

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОРМОЗНОГО ПУТИ

Таким образом, величина среднего замедления представляет собой удельную кинетическую энергию (приходящуюся на единицу массы) поезда, которая гасится его тормозэффективным тормозным средством являются магнитно-рельсовые тормоза, действие которых не зависит от условий сцепления колес с рельсами.

а = 0,278

va

содержание   ..  1  2  3   ..