Способ определения передаточного числа тормозной рычажной передачи единицы железнодорожного подвижного состава

 

Использование: применяется на железнодорожном транспорте, в частности для выбора рациональных параметров тормозной системы железнодорожного подвижного состава. Способ заключается в том, что сначала рассчитывают допустимое значение действительного нажатия от тормозной колодки на колесо, затем задаются стандартным диаметром тормозного цилиндра, выпускаемого промышленностью, и рассчитывают по предложенной формуле передаточное число тормозной рычажной передачи. После чего устанавливают валик рычажной передачи на рычаге в месте, соответствующем расчитанному передаточному числу.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть применено для повышения эффективности торможения тормозных систем железнодорожного подвижного состава, например грузовых вагонов.

В тормозостроении известен способ расчета тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов (Типовой расчет тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов. М. 1985, с. 7).

Однако вышеупомянутый способ можно использовать лишь для экспертной оценки уже спроектированной тормозной системы вагона на предмет соответствия характеристик последней требованиям МПС РФ. Поэтому этим способом довольно сложно пользоваться для выбора рациональных параметров тормозной системы вагона.

Известен способ определения передаточного числа рычажной тормозной передачи (ТРП) и диаметра тормозного цилиндра (ТЦ)(Казаринов В.М. Иноземцев В. Г. Ясенцев В.Ф. Теоретические основы проектирования и эксплуатации автотормозов. М. Транспорт, 1968, с.27 32.) При этом сначала определяют допустимое действительное нажатие тормозных колодок (ТК) на колеса с учетом ограничений на юз колесных пар и удельных давления на тормозную колодку. Затем выбирают предельно допустимое передаточное число ТРП и определяют диаметр ТЦ, округляя его до ближайшего стандартного диаметра ТЦ взятого из каталога ТЦ, выпускаемых промышленностью. Обычно полученную расчетную величину диаметра ТЦ округляют до ближайшего меньшего диаметра стандартного ТЦ. В противном случае действительная сила нажатия, действующая от ТК на колесо, превысит существующие ограничения на юз и удельные давления на ТК.

Существенным недостатком известного способа является невозможность реализации тормозной системой предельно-допустимых с точки зрения на превышения удельных давлений на ТК и отсутствия юза колесных пар действительных усилий от ТК на колеса железнодорожного транспортного средства из-за округления диаметра ТЦ до ближайшего меньшего стандартного ТЦ.

В результате вышеупомянутый способ не позволяет реализовать тормозной системой максимальное предельно-допустимое действительное усилие, выбранное из условий существующих ограничений на юз колесных пар, и удельных давлений на ТК. Из-за округления диаметра ТЦ в меньшую сторону при заранее произвольно выбранном передаточном числе (ПЧ) ТРП реализуемые действительные усилия, действующие на ТК на колеса, всегда меньше максимально-допустимых, что существенно снижает эффективность торможения вагона или локомотива, особенно при максимально изношенных и полномерных ТК, когда рычаги ТРП имеют наибольший завал/наклон в заторможенном состоянии.

Другим существенным недостатком является сложность подбора стандартного диаметра ТЦ, так как ряд стандартных размеров цилиндров, выпускаемых промышленностью, невелик.

Третьим недостатком известного способа является разунификация диаметров применяемых ТЦ на вагонах с различной осевой нагрузкой или с различными ТРП, когда их К П Д существенно отличаются.

Задачей изобретения является повышение тормозной эффективности железнодорожного подвижного состава и гарантированный выбор рациональных параметров тормозных систем железнодорожного подвижного состава с запасом тормозной эффективности.

Это достигается тем, что сначала расчитывают допустимое значение действительной силы нажатия из условий непревышения удельных давлений на ТК и недопущения юза колесных, также как это делают в способе прототипа. Затем выбирают стандартный (желательно унифицированный для данного типа подвижного состава) диаметр ТЦ и расчитывают величину ПЧ ТРП по следующей формуле: где n передаточное число ТРП; m число ТК, действующих от одного ТЦ; P_ТЦ давление воздуха в ТЦ; S_ТЦ площадь поршня ТЦ; η_тц коэффициент потерь на трение в ТЦ; P_пр усилие предварительного сжатия пружины ТЦ; K_д действительная сила нажатия на одну ТК; Ж_ТЦ жесткость пружины ТЦ;
l_шт выход штока ТЦ;
P_p усилие предварительного сжатия пружины авторегулятора (АРП) ТРП;
Ж_р жесткость пружины АРП;
l_п величина сжатия пружины АРП при торможении;
i_пр передаточное число привода АРП;
η_трп КПД ТРП,
и устанавливают валик рычажной на рычаге в месте, соответствующем рассчитанному передаточному числу.

Важно отметить, что на рычаге ТРП независимо от его длины можно реализовать практические любое значение ПЧ путем сверления отверстия под валик ТРП.

Предлагаемый способ позволяет реализовать максимально-допустимую тормозную силу, когда действительная сила нажатия от ТК на колесо совпадают с предельным усилием, выбранным из условий непревышения удельных давлений на ТК и недопущения юза колесных пар. В этом случае имеется запас по эффективности торможения, который расходуется по мере завала рычагов ТРП в результате износа ТК.

Формула изобретения

Способ определения передаточного числа тормозной рычажной передачи единицы железнодорожного подвижного состава, заключающийся в том, что рассчитывают допустимую действительную силу нажатия от тормозной колодки на колесо, отличающийся тем, что после расчета допустимой действительной силы нажатия от тормозной колодки на колесо выбирают диаметр стандартного тормозного цилиндра, затем рассчитывают величину n передаточного числа тормозной рычажной передачи по формуле

где n передаточное число тормозной рычажной передачи;
m число тормозных колодок, действующих от одного тормозного цилиндра;
P_тц давление воздуха в тормозном цилиндре;
S_тц площадь поршня тормозного цилиндра;
η_тц- коэффициент потерь на трение в тормозном цилиндре;
P_пр усилие предварительного сжатия пружины тормозного цилиндра;
K_д действительная сила нажатия от тормозной колодки на колесо;
Ж_тц жесткость пружины тормозного цилиндра;
l_шт выход штока тормозного цилиндра;
P_р усилие предварительного сжатия пружины авторегулятора тормозной рычажной передачи;
Ж_р жесткость пружины авторегулятора тормозной рычажной передачи;
l_p величина сжатия пружины авторегулятора тормозной рычажной передачи;
i_пр передаточное число привода авторегулятора тормозной рычажной передачи;
η_трп- КПД тормозной рычажной передачи,
и устанавливают валик рычажной передачи на рычаге в месте, соответствующем рассчитанному передаточному числу.