учебное пособие

где 2lт и 2lт' – базы тележек сцепленных вагонов; для вагонов на 3-х и 4-хосных тележках вместо l2т или (lт')2 подставляется сумма квадратов составляющих полубаз; ξ – дополнительное взаимное отклонение шарниров автосцепок в поперечном направлении, принимается по таблице 5.2;

R – радиус кривой, принимается по таблице 5.1. Таблица 5.2 Значение отклонения ξ

-102-

В учебных целях нет необходимости проведения полного объема расчетов, поэтому для их сокращения рассмотрим только случай прохода сцепа из 2-х проектируемых (однотипных) вагонов по S-образной кривой.

1. Для рассматриваемого вагона (цистерны мод. 15-1443) примем следующие исходные данные:

2l = 7,8 м, R = 120 м, 2lт = 1,85 м, 2Lсц = 12,02 м.

2.Так как рассматривается проход двух однотипных вагонов, то можно сделать вывод: α = α´, β = β´, b = b´.

3.Найдем угол отклонения автосцепки α, для этого последовательно произведем поиск величин по формулам

(5.13), (5.12), (5.10), (5.8):

b (7,8 1,24) 1,24 0,9252 0,872 0,0400 м; 2 120

arcsin 0,04 0,04 0,043 4,054 ; 2 0,87

arctg 3,9 1,24 0,87 2,867 ; 120

2,867 4,054 6,921 .

-103-

После определения углов отклонения продольных осей корпусов автосцепок, необходимо найти их предельную величину, то есть величину, на которую может отклоняться корпус автосцепки при проходе кривых участков пути из условия постановки на вагоне стандартной ударной розетки.

Превышение предельного угла поворота может привести к изгибу хвостовика корпуса или сходу вагона в кривом участке пути вследствие появления значительной поперечной силы в автосцепках из-за контакта хвостовика с вертикальной стенкой окна ударной розетки.

Найдем предельный угол отклонения корпуса автосцепки в поперечной плоскости по формуле:

где аТ – расстояние от центра поворота корпуса автосцепки до наружной плоскости концевой (буферной) балки рамы вагона, для типового вагона номинальный размер

аТ = 28,5 см;

ВР – полуширина окна ударной розетки автосцепки (не менее 12,3 см); ВХВ – полуширина хвостовика корпуса автосцепки в

сечении, совпадающем с наружной плоскостью концевой балки рамы (не более 7,5 см).

-104-

Таким образом, [ ] arctg 12,3 7,5 9,56 .

28,5

Следовательно, можно сделать вывод, что вагон удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям по условию прохода сцепа из 2-х проектируемых (однотипных) вагонов по S-образной кривой, т.к. 6,921 < 9,56, т.е. α ≤ [α].

5.2.3 Оценка обеспечения прохода одиночного вагона по круговой кривой регламентированного радиуса

Для обеспечения свободного перемещения деталей тележки относительно кузова при проходе одиночного вагона по круговой кривой малого радиуса необходимо, чтобы при угле поворота тележки вокруг ее центра имели место зазоры между деталями тележки и кузова, достаточные для компенсации других возможных относительных смещений (за счет забегания боковых тележек с нежесткой рамой, смещения кузова в центральном подвешивании и в зазорах пятника).

Величина угла φ в радианах определяется формулой:

-105-

где e – максимальное одностороннее смещение рамы тележек поперёк пути в сечении по оси колёсной пары, е = 0,03 м для тележек на подшипниках качения. Обоснуем допускаемую величину угла поворота продольной оси тележки относительно продольной оси кузова. За критерий, ограничивающий угол поворота, примем такое отклонение оси тележки, при котором

пропадет контакт между скользунами вагона и тележки. Определим допускаемый угол по формуле:

где lск – длина скользуна (0,25 м);

Вск – полубаза вагона по скользунам (0,762 м).

Таким образом, заключаем, что вагон удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему по условиям прохода круговой кривой, т.к. 0,0978 < 0,317, т.е. φ ≤ [φ].

5.2.4 Оценка обеспечения прохода вагоном горбов сортировочных горок без саморасцепа

Для обеспечения прохода вагонов без саморасцепа по сортировочной горке требуется выполнить условие:

коэффициентов для пассажирских и изотермических вагонов на тележках с базой тележки 2,4 м.

-107-

В приведенном расчете учитывается горка с переломом 55‰ между плоскостями надвижной и спускной частей, сопряженными вертикальной кривой с радиусом 250 м.

Произведем расчет по формулам (5.16), (5.17):

1.hдоп hн 180 100 80 мм.

2.2l + nс = 7,8 + 2,11 = 9,91 м.

Следовательно, расчет нужно производить по первой строке таблицы 5.3.

3. Найдем максимальную величину отклонения корпусов автосцепок в вертикальной плоскости:

уmax 1,7 2,11 (0 2 2,11 2 7,8)27,11,8 0 0 2,11 0 2,112 40,12 мм.

В соответствии с результатами расчета уmax= 40,12 мм ≤ 80 мм – условие прохода вагоном горбов сортировочных горок без саморасцепа (формула 5.16) обеспечивается.

-108-

6. ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ «НОРМАМ…» ВЫБРАННОГО ТОРМОЗНОГО ОБОРУДОВАНИИЯ ПО УСЛОВИЯМ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВАГОНА

Автотормозное оборудование вагонов должно соответствовать установленным нормам безопасности движения и управляемости тормозов в эксплуатации, устойчиво работать при температурах от +55 до -55оС и сохранять работоспособность при кратковременных (до 5% общего времени работы равномерно по проектному сроку службы) повышениях температуры до +80оС и понижениях до -60оС.

Тормозные системы вагонов в основном используют следующие виды фрикционных тормозов: колодочные и дисковые.

Фрикционные тормоза, кроме автоматического привода, должны иметь ручной привод для затормаживания стоящего вагона.

При использовании колодочного тормоза рекомендуется, по возможности, применять двустороннее нажатие колодок на колёса. В тележках грузовых вагонов при конструкционной скорости до 33м/с (120км/ч) допускается

-109-

применение одностороннего нажатия колодок.

К основным критериям оценки качества механической части тормозов можно отнести:

-коэффициент δр нажатия тормозных колодок;

-удельное давление q на колесо со стороны колодки;

-мощность N, приходящаяся на одну колодку;

-проверка по условию отсутствия юза.

При разработке проектной документации на новые вагоны, а также проведении экспертной оценки параметров тормозной системы вагонов, обычно исходят из того, что в тормозной системе должна использоваться типовая, принятая на этот период времени, пневматическая часть. Поэтому все внимание оказывается сосредоточенным на формировании решений по механической составляющей тормозного оборудования.

При оценке характеристик колодочных фрикционных тормозов следует исходить из величины расчётного коэффициента силы нажатия тормозных колодок δр, определяемого по формуле:

где Kp – расчётная сила нажатия тормозной колодки, кН;

-110-

n – число тормозных колодок на вагоне, n = 8 (для четырехосного вагона с односторонним нажатием колодок);

Т – тара вагона, Т = 24 т · 9,81 м/с2 = 235,4 кН;

Q – сила тяжести груза, Q = Р · g = 60 · 9,81 = 588,6 кН; Р – грузоподъемность вагона, Р = 60 т.

[δр] – минимально допускаемая по условиям безопасности движения величина коэффициента нажатия.

Таблица 6.1 – Минимально допускаемые значения коэффициентов нажатия тормозных колодок грузовых и изотермических вагонов

где K действительная сила нажатия на одну колодку, кН.