2.1 Определение усилия, развиваемого поршнем тормозного цилиндра
Усилие по штоку поршня тормозного цилиндра рассчитываем по формуле 2.1:
,
(2.1)
где F– площадь поршня тормозного цилиндра, см2;
Рт.ц– давление сжатого воздуха в тормозном цилиндре при торможении, кгс/см2;
т.ц– коэффициент полезного действия тормозного цилиндра;
Рпр– усилие отпускной пружины тормозного цилиндра при максимальном ходе поршня, кгс;
Рр– реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс.
для
грузовых вагонов на гружёном режиме
воздухораспределителя (чугунные колодки)
равно 3,7-4,3 кгс/см2.
т.ц=0,98
Площадь поршня тормозного цилиндра Fрассчитываем по формуле 2.2:
,
(2.2)
где
- диаметр тормозного цилиндра.
Для 4-осного крытого вагона
=35,6
см.
Подставляем данное значение в формулу 2.2:
см2
Усилие отпускной пружины тормозного цилиндра при максимальном ходе поршняРпррассчитываем по формуле (2.3):
,
(2.3)
где
- усилие предварительного сжатия пружины
тормозного цилиндра при отпущенном
тормозе, кгс;
ж – жёсткость отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс/см;
l– полный ход поршня тормозного цилиндра, см
=159
кгс, ж=6,54 кгс/см
lв соответствии с заданием равняется 100 мм.
Подставляем соответствующие значения в формулу 2.3:
Рпр=159+6,54×10=224,4 кгс
Реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндраРррассчитываем по формуле 2.4:
,
(2.4)
где k– коэффициент, учитывающий вид привода;
Nр– реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора, кгс;
а, б – размеры плеч горизонтального рычага, мм;
жр– жесткость пружины авторегулятора, кгс/см;
lр– величина сжатия пружины авторегулятора, см
Для грузового вагона с рычажным приводом при чугунных колодках k=0,67,lр=3 см.
Nр=180 кгс, жр=15 кгс/см.
Размеры плеч по заданию: а=260 мм, б=400 мм.
Подставляем соответствующие значения в формулу 2.4:
кгс
Полученные значения подставляем в формулу 2.1:
кгс
2.2 Определение передаточного числа тормозной рычажной передачи вагона
Передаточное число тормозной рычажной передачи– это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз с помощью рычагов рычажной передачи изменяется сила, реализуемая на штоке тормозного цилиндра, при передаче ее к тормозным колодкам.
Определяется передаточное число тормозной рычажной передачи как произведение отношений длины ведущих плеч к длине ведомых плеч всех рычагов, используемых для передачи усилия от штока тормозного цилиндра к тормозным колодкам.
Рычаг – это элемент рычажной передачи, имеющий три точки: приложения усилия от штока поршня тормозного цилиндра, поворота и передачи усилия на тормозную колодку. Ближняя точка у рычага по рычажной передаче к тормозному цилиндру – всегда точка приложения усилия к нему. Если тормозная колодка не прижата к колесу, то ближняя точка у рычага к колодке – точка передачи усилия. Когда тормозная колодка прижимается к колесу (при определении силы нажатия на следующую колодку), то точка передачи усилия на следующую колодку и точка поворота рычага меняются местами. Зная эти правила, всегда можно правильно определить у каждого рычага рычажной передачи положение его точки поворота.
Ведущее плечо рычага – это расстояние от точки приложения силы к рычагу до точки поворота рычага.
Ведомое плечо рычага – это расстояние от точки поворота рычага до точки, в которой через рычаг передаётся усилие.
Определим передаточное число для каждой тормозной колодки, изображенной на схеме рычажной передачи (приложение А).
Подсчет передаточного числа на каждую тормозную колодку начинаем всегда от штока поршня тормозного цилиндра (при этом все передаточные числа должны быть равны между собой).
;
;
;
Общее передаточное число для всего вагона
,
(2.5)
где n1,n2,ni– передаточные числа к отдельным тормозным колодкам;
– угол между направлением силы, действующей в точке передачи на колодку, и направлением нормального давления на колесо.
Для грузовых вагонов = 10.
В 4-осном вагоне
,
тогда формула 2.5 приобретает вид:
(2.6)
Подставляем значения а, б, в и г в формулу 2.6:
