• Главная
• Проекты
• Высокотехнологичные материалы
  • Анаэробные резьбовые фиксаторы "СК"
  • Анаэробные вал-втулочные фиксаторы "СК"
  • Анаэробные резьбовые герметики "СК"
  • Анаэробные фланцевые герметики "СК"
  • Цианоакрилатные клеи "СК"
  • Двухкомпонентные компаунды "СК"
  • Подбор аналогов Loctite
  • Подбор аналогов Permabond
  • Подбор аналогов Weicon
• Техническая информация
  • Государственные стандарты и ФЗ
    • №184-ФЗ от 15.12.2002 О техническом регулировании
    • ГОСТ 2.503-2013 Единая система конструкторской документации
    • ГОСТ 9238-2013 Габариты ЖД подвижного состава
    • Стратегия нац.безопасности РФ от 02.07.2020
  • Техн.информация ЖД-транспорта
    • Перечень условных наименований должностных лиц ОАО "РЖД"
    • НТД по внедрению инноваций на ЖД
    • Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений
    • Тормозная система подвижного состава РЖД
    • Регламент внедрения технологий Бережливого производства
    • Инстукции, руководства, правила и технологии ремонта ОАО "РЖД"
    • Стандарты ОАО "РЖД"
    • Документированные процедуры (ДП) ОАО "РЖД"
    • Виды подвижного состава ОАО "РЖД"
  • Техн.информация генерирующих предприятий
    • Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов ТЭС
    • Система ТО и ремонта энергетического оборудования
    • СТО 70238424.27.060. 01.009-2009 ММТ. Общие ТУ на кап.ремонт
    • ОСТ 34 38.963-88 Мельницы углеразмольные. Ремпригодность. Общие требования.
    • РД 34.24.504-96 Инструкция по эксплуатации систем пылеприготовления с молотковыми мельницами
    • Справочные параметры и значения оборудования ТЭС
    • Мельницы молотковые тангенциальные (ММТ)
• Фото и Видео Галерея
• Интерактивная Справочная Система
  • ИСС в формате Текста
  • ИСС в формате Видео
• Информация
• Статьи
• Интернет-магазин НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА
• ЭТП - Электронные торговые площадки

Тел: +7(391)254-8445
E-mail: rcit@inbox.ru

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»
ТОРМОЗНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
СПЕЦИАЛЬНОГО САМОХОДНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Глава 1.

   Тормозная сила возникает следующим образом. При нажатии тормозной колодки на колесо с силой К (рис. 1.1) возникает сила трения

Т = Кφ_к, где φ_к — коэффициент трения между колодкой и колесом.

   Поэтому колесо с силой В, численно равной Т, толкает рельс в сторону движения. Так как рельс закреплен, то в точке контакта колеса с рельсом возникает сила В_т, численно равная силе В, но имеющая противоположное направление. Это и есть тормозная сила, с которой путь воздействует на колесо. Тормозная сила поезда является суммой тормозных сил, действующих на каждое колесо. При одностороннем нажатии тормозной колодки на колесо сила В_т численно равна силе трения колодки по колесу.

   Коэффициент трения показывает, какую часть от силы нажатия составляет сила трения. Если сила нажатия измеряется в кН, а скорость — в км/ч, то для стандартных чугунных колодок

 
Рис. 1.1. Схема сил, действующих на колесо:
Т — сила трения; Р — весовая нагрузка колеса на рельс;
К — сила нажатия тормозной колодки на колесо; В — сила, толкающая рельс в сторону движения; В_т — тормозная сила

   Первая часть формулы показывает зависимость коэффициента трения от скорости:
   - при увеличении скорости φ_к уменьшается,
   - а при уменьшении скорости возрастает (рис. 1.2).
В расчетах принимают усредненное значение силы нажатия чугунной колодки К = 27 кН.

   Тогда расчетный коэффициент трения

Рис. 1.2. Зависимость коэффициента трения тормозных колодок от скорости:
1 — чугунные; 2 — из фосфористого чугуна; 3 — композиционные

   Для композиционных тормозных колодок:

   Учитывая переделку рычажной системы с целью уменьшения силы нажатия, в расчетах принимают усредненное значение силы нажатия К = 16 кН. Расчетный коэффициент трения для композиционных колодок:

   Для подсчета тормозной силы поезда, составленного из вагонов различных типов с различными силами нажатия тормозных колодок, действительные коэффициенты трения не используют, а условно принимают для поезда в целом расчетный коэффициент трения. При этом действительную силу нажатия К заменяют расчетной К_р таким образом, чтобы произведение расчетных величин равнялось произведению действительных величин, т.е. Кφ_к = К_рφ_кр. Следовательно, расчетное нажатие определяется как действительное нажатие, умноженное на соотношение действительного и расчетного коэффициентов трения К_р = Кφ_к/φ_кр. Во всех нормативных таблицах приводиться расчетное нажатие.

   Коэффициент сцепления ψ показывает, какую часть от весовой нагрузки колеса на рельс Р (см. рис. 1.1) составляет сила сцепления. Тормозная сила В_т не должна превышать силы сцепления колеса с рельсом В_сц = Рψ.
   Иней, дождь, торфяная пыль резко уменьшают ψ. Для увеличения ψ применяют подачу песка под колесные пары. Если тормозная сила В_т превысит силу сцепления В_сц, то колесо перестанет вращаться и начнет скользить, т.е. возникнет юз. Тормозная сила при этом значительно уменьшится.

1.5. Эксплуатационные показатели работы тормозов

   Тормозной путь S_т измеряется от момента постановки ручки крана машиниста в тормозное положение. Он состоит из пути подготовки торможения S_п и действительного тормозного пути S_д, измеряемых в м, т.е. S_т = S_п + S_д. Причем S_п = 0,278 v_нt_п, где v_н — скорость начала торможения, км/ч; t_п — время, в течении которого условно считают, что тормозная сила отсутствует, а скорость не изменяется. Для удобства расчетов принимают, что по истечении tп тормозная сила скачкообразно увеличивается до наибольшего значения.

Общий тормозной путь подсчитывается по формуле, м,

   где n — число выбранных интервалов изменения скорости;
     v_н и v_к — соответственно начальная и конечная скорости поезда в каждом из интервалов, км/ч;
     ξ — замедление поезда, км/ч²;
     b_т — удельная тормозная сила поезда, Н/тс;
     w_ох — основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива, Н/тс;
     i_c — удельное дополнительное сопротивление от уклона, Н/тс (для подъема берется со знаком «+», для спусков — со знаком «-»; численно равно значению уклона в тысячных, умноженному на 10).

   Удельная тормозная сила поезда b_т = υ_рφ_кр, где υ_р — расчетный тормозной коэффициент поезда, Н/тс (для грузовых проездов принимается равным 3300, для пассажирских — 6000, для грузовых порожних — 5500).

   Выражение b_т + w_ох ± i_c представляет собой общее сопротивление движению поезда.

   Множитель 5000 учитывает размерности входящих в формулу величин, обеспечивая получение значения тормозного пути в метрах.

   Управляемость тормоза — это его маневренность, способность быстро и четко осуществлять все тормозные процессы. Степень управляемости оценивается легкостью регулирования скорости поезда и возможностью поддержания ее с наименьшими отклонениями от заданной величины на уклонах.

   Неистощимость действия тормозов является основным показателем безопасности движения поезда на крутых затяжных спусках.
   Это свойство определяется способностью тормозов обеспечивать возможность остановки, поезда на заданном тормозном пути до конца наиболее трудного спуска.
   Плавность торможения зависит от времени и характера наполнения тормозных цилиндров воздухом, скорости распространения тормозной волны, жесткости поглощающих аппаратов автосцепки, правильности управления тормозами и других факторов.
   При пневматическом управлении тормозами колодки прижимаются к колесам не одновременно во всех вагонах поезда, а последовательно по длине состава в зависимости от скорости распространения тормозной волны. Неодновременность торможения приводит к набеганию одних вагонов на другие, а затем растяжению под действием упругости ударно-сцепных приборов. При этом появляются ударные динамические усилия, которые могут стать причиной повреждения подвижного состава.
   Устойчивость и надежность действия тормозов характеризуется сроком их службы без ухудшения эксплуатационных показателей.

1.6. Расположение тормозных колодок на колесе

   Расположение тормозных колодок на колесе бывает односторонним и двустороннем. При одностороннем расположении (рис. 1.3, а) к колесу прижимается одна колодка, что упрощает тормозную рычажную передачу и облегчает ее обслуживание. Однако если колодки чугунные, эффективность торможения значительно снижается из-за уменьшения коэффициента трения между колодкой и колесом при большом удельном давлении на колодку.

   Двустороннее расположение колодок (рис. 1.3, б) усложняет рычажную передачу, но обеспечивает большую эффективность торможения, особенно с чугунными колодками. Это происходит из-за того, что при одинаковой силе нажатия на колесо удельное давление на

   Рис. 1.3. Расположение тормозных колодок на колесе:
а — одностороннее; б — двустороннее колодки при двустороннем их расположении почти в два раза меньше, чем при одностороннем.

1.7. Классификация пневматических тормозов

   На СПС применяются пневматические тормоза на сжатом воздухе, которые подразделяются на следующие группы:
   • прямодействующие неавтоматические;
   • непрямодействующие автоматические;
   • прямодействующие автоматические;
   • электропневматические.

   Прямодействующий неавтоматический тормоз (рис. 1.4). Главный резервуар 2 питательной магистралью 3 соединяется с краном прямодействующего тормоза 4. От крана прямодействующего тормоза идет тормозная магистраль 5 с гибкими соединительными рукавами между ССПС и прицепными единицами. Под каждой тормозной единицей тормозная магистраль подводящей трубой соединяется с тормозным цилиндром 7. Воздух, нагнетаемый компрессором 1, по- дается в главный резервуар, откуда через кран прямодействующего  тормоза может поступать в тормозную магистраль. Ручка крана прямо действующего тормоза имеет три основных положения:
   I — торможение, при котором главный резервуар сообщается с тормозной магистралью и тормозными цилиндрами;
   II — перекрыша, при котором тормозная магистраль разобщена с главным резервуаром и атмосферой;
   III — отпуск, при котором тормозная магистраль разобщена с главным резервуаром и сообщена с атмосферой.

Рис. 1.4. Схема неавтоматического прямодействующего тормоза:
1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — питательная магистраль; 4 — кран вспомогательного тормоза; 5 — тормозная магистраль;
б — поршень; 7 — тормозной цилиндр; 8 — шток; 9 — рычажная передача; 10 — тормозные колодки  

   При торможении ручка крана вспомогательного тормоза устанавливается в первое положение. Сжатый воздух из тормозной магистрали поступает в тормозные цилиндры. Поршень 6 цилиндра 7 вместе со штоком 8 перемещается и, действуя через тормозную рычажную передачу 9, прижимает тормозные колодки 10 к колесам.

   При отпуске тормоза сжатый воздух из тормозной магистрали и тормозных цилиндров через кран вспомогательного тормоза выходит в атмосферу, пружина тормозного цилиндра возвращает рычажную передачу в исходное положение и колодки отходят от колес.

   Тормоз называется прямодействующим, так как в процессе торможения тормозные цилиндры сообщаются с источником питания — главным резервуаром.

   Тормоз называется неавтоматическим, так как при разрыве поезда и разъединении соединительных рукавов он не приходит в действие, а если в тормозных цилиндрах в этот момент был сжатый воздух, то он немедленно выйдет в атмосферу и произойдет растормаживание.

   Кроме того, такой тормоз является неистощимым, так как при помощи крана вспомогательного тормоза всегда можно повысить давление в тормозных цилиндрах, которое понизилось из-за утечек воздуха.

   Торможение с помощью этого тормоза происходит относительно медленно и по всему поезду неодновременно, так как весь воздух, необходимый для наполнения тормозной магистрали и тормозных цилиндров, нужно подать через кран вспомогательного тормоза. По этой же причине отпуск тормозов в хвостовой части поезда происходит с отставанием по сравнению с головной частью, поэтому не обеспечивается плавность торможения и отпуска.

   Автоматический непрямодействующий тормоз (рис. 1.5) отличается от неавтоматического прямодействующего тем, что на каждой тормозной единице подвижного состава между тормозной магистралью 5 и тормозным цилиндром 10 устанавливается воздухораспределитель 9, соединенный с запасным резервуаром 8, который содержит запас сжатого воздуха, необходимый для наполнения тормозного цилиндра во время торможения.

Рис. 1.5. Схема автоматического непрямодействующего тормоза:
а — зарядка и отпуск; б — торможение; 1 — компрессор; 2 — главный резервуар; 3 — ручка; 4 — кран машиниста; 5 — воздухопровод;
 6 — соединительный рукав; 7 — концевой кран; 8 — запасной резервуар; 9 — воздухораспределитель: 10 — тормозной цилиндр;
11 — тормозная рычажная пере- дача; 12 — тормозные колодки

   Перед отправлением поезда этот тормоз заряжают сжатым воздухом при отпускном положении ручки 3 крана машиниста 4. Тормозная магистраль 5 и запасные резервуары 8 через кран машиниста заполняются сжатым воздухом из главного резервуара 2 до установленного зарядного давления, а тормозной цилиндр через воздухораспределитель сообщается с атмосферой.

   Торможение производят, устанавливая ручку крана машиниста в соответствующее тормозное положение, при котором воздух из тормозной магистрали выпускается в атмосферу. Так как давление в тормозной магистрали станет ниже, чем в запасном резервуаре, воздухораспределитель придет в действие, разобщив запасной резервуар с магистралью, а тормозной цилиндр — с атмосферой, перепустит воздух из запасного резервуара в тормозной цилиндр. Под действием сжатого воздуха поршень тормозного цилиндра, а следовательно, и рычажная передача 11 переместятся и колодки 12 прижмутся к поверхности катания колес.

   Для отпуска тормоза ручку крана машиниста устанавливают в отпускное положение, при котором главный резервуар сообщается с тормозной магистралью и давление в ней повышается. При этом воздухораспределитель приходит в действие, сообщив тормозной цилиндр с атмосферой, а магистраль с запасным резервуаром пополняет его сжатым воздухом для следующего торможения.

   Такие тормоза являются автоматическими, так как при понижении давления в магистрали, т.е. при всяком разрыве или разъединении воздухопровода, тормоза немедленно приходят в действие. Торможение поезда происходит быстро, поскольку запас воздуха для наполнения тормозных цилиндров имеется под каждой тормозной единицей.

   Тормоз называется непрямодействующим потому, что в процессе торможения тормозные цилиндры не сообщаются с источником питания — главным резервуаром. При длительных торможениях вследствие невозможности пополнения воздухом запасных резервуаров через магистраль давление воздуха в тормозных цилиндрах и запасных резервуарах уменьшается, и поэтому тормоз является истощимым.

   Автоматический прямодействующий тормоз. Оборудование подвижного состава и порядок управления автоматическим прямо- действующим тормозом в основном такие же, как при автоматическом непрямодействующем тормозе. На рис. 1.6 показана часть схемы в двух положениях. Благодаря особому устройству крана машиниста и воздухораспределителя 2 автоматически поддерживается давление тормозной магистрали и можно регулировать тормозную силу в поезде в сторону увеличения и уменьшения в нужных пределах.

   Рис. 1.6. Схема автоматического прямодействующего тормоза:
а — зарядка и отпуск; б — торможение;
1 — тормозной цилиндр; 2 — воздухораспределитель; 3 — клапан; 4 — запасной резервуар

   Если в процессе торможения давление в тормозном цилиндре 1 снизится вследствие утечек, то оно быстро восстановится за счет поступления сжатого воздуха из запасного резервуара 4. В том случае, когда расход воздуха из запасного резервуара будет настолько велик, что давление в нем станет меньше, чем в магистрали, откроется клапан 3 и воздух из магистрали поступит в запасной резервуар и далее в тормозной цилиндр. Тормозная магистраль, в свою очередь, автоматически пополнится через кран машиниста из главного резервуара.

   Таким образом, давление в тормозном цилиндре может поддерживаться в течение длительного времени. Этим автоматический прямодействующий тормоз отличается от автоматического непрямодействующего. Такие тормоза, в которых тормозной цилиндр в процессе торможения имеет связь с источником сжатого воздуха, называются прямодействующими и неистощимыми.

   Электропневматический тормоз (рис. 1.7) применяется на отдельных видах ССПС (ВПРМ, ПРСМ) для торможения в рабочем (технологическом) режиме.

   Запасной резервуар 6 заряжается сжатым воздухом, так же как у пневматического тормоза, из тормозной магистрали через воздухораспределитель 7. При торможении в контроллере 2 замыкаются соответствующие цепи, и электрический ток от источника питания 1 через блок управления 3 идет к вентилям тормозному 5 и перекрыши 4 электровоздухораспределителя. Их катушки возбуждаются, вентиль перекрыши разобщает тормозной цилиндр 8 с атмосферой, а тормозной вентиль сообщает с запасным резервуаром тормозной цилиндр, который наполняется сжатым воздухом до определенного давления.

Рис. 1.7. Схема электропневматического тормоза:
   1 — источник питания; 2 — контроллер; 3 — блок управления; 4 — электромагнитный вентиль перекрыши;
5 — электромагнитный вентиль тормозной; 6 — запасной резервуар; 7 — воздухораспределитель; 8 — тормозной цилиндр;
9 — тормозная магистраль; 10 — переключательный клапан

   Когда ручка крана машиниста переводится в положение перекрыши, катушка тормозного вентиля обесточивается, катушка вентиля перекрыши остается под напряжением, поэтому в тормозном цилиндре поддерживается определенное давление.

   Для того чтобы отпустить тормоза контроллером крана машиниста, электромагнитные катушки вентилей обесточиваются, в результате чего тормозной цилиндр разобщается с запасным резервуаром и через вентиль перекрыши сообщается с атмосферой. При разрыве поезда, когда электрическая цепь разъединяется, прекращается действие электропневматического тормоза. Но, поскольку в это время давление в тормозной магистрали понижается, приходят в действие пневматические воздухораспределители, сообщая тормозные цилиндры с запасными резервуарами.

   Клапан 10 служит для переключения каналов, связывающих тормозной цилиндр с электровоздухораспределителем, в зависимости от того, какое используется управление тормозами — электрическое или пневматическое.

   На многих ССПС применяется упрощенная схема электропневматического тормоза, в которой прибором управления тормозом является педальный тормозной кран усл. № 130 или педаль (кнопка), замыкающая электрические контакты, а прибором торможения — электропневматический вентиль ВВ-32Ш (подробнее п. 2.1 — Тормозная схема планировщика балласта БПБ).

   Тормозные процессы. При повышении давления сжатого воздуха в тормозной магистрали установленные на подвижных единицах воздухораспределители осуществляют отпуск тормозов. При понижении давления в тормозной магистрали действия этих приборов могут быть различными. Так, при медленной разрядке темпом 0,02...0,05 МПа за 1 мин воздухораспределители разряжаются, не вызывая торможения. При ускоренной разрядке магистрали темпом 0,01...0,04 МПа/мин воздухораспределители срабатывают на служебное торможение, при большем темпе разрядки магистрали (0,08...0,1 МПа за 1 с) — на экстренное торможение.

   Разрядка магистрали краном машиниста, находящемся на локомотиве и являющимся прибором управления тормозами, вызывают последовательное срабатывание на торможение воздухораспределителей от первого вагона в строну хвоста поезда как бы волной. Скорость распространения тормозной волны v_т определяется как частное от деления длины поезда l на время t, измеряемое от момента установки ручки крана машиниста в тормозное положение до момента появления сжатого воздуха в тормозном цилиндре хвостового вагона. Чем выше скорость тормозной волны, тем меньше сила сжатия поезда, т.е. набегание хвостовой части поезда на головную. При отпуске тормозов воздухораспределители также последовательно переключаются на отпуск от локомотива в сторону хвоста поезда: распространяется отпускная волна.

1.8. Классификация тормозного оборудования

   Тормозное оборудование ССПС разделяется на четыре группы:   

   1. Приборы питания тормозного оборудования сжатым воздухом:
   • компрессоры, служащие для обеспечения пневмосистем сжатым воздухом;
   • главные резервуары, служащие для хранения запаса сжатого воздуха с целью ускорения зарядки и отпуска тормоза;
   • регуляторы давления, служащие для автоматического управления работой компрессора;
   • предохранительные клапаны, служащие для предохранения от превышения нормального давления воздуха в пневмосистеме;
   • обратный клапан, служащий для предохранения системы от давления сжатого воздуха при его отключении или аварии.

   2. Приборы управления тормозами:
   • кран машиниста, служащий для управления тормозами при следовании ССПС с прицепной нагрузкой;
   • кран вспомогательного тормоза, служащий для управления тормозами при одиночном следовании ССПС;
   • кран экстренного тормоза, служащий для приведения в действие тормозной системы в аварийном режиме;
   • манометры, служащие для контроля уровня давления в различных частях тормозной пневмосистемы.

   3. Приборы торможения:
   • воздухораспределитель, служащий для распределения воздуха между магистралью, запасным резервуаром и тормозными цилиндрами;
   • запасной резервуар, служащий для хранения запаса сжатого воздуха под каждой единицей подвижного состава;
   • тормозные цилиндры, служащие для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую работу прижатия тормозных коло- док к поверхности катания колесных пар.

   4. Воздухопровод с арматурой:
   • трубопроводы, служащие для соединения тормозных приборов;
   • фильтры, служащие для очистки сжатого воздуха от масла, конденсата, механических примесей;
   • концевые краны, служащие для перекрытия тормозной магистрали в хвосте поезда, а также для разобщения одной части поезда от другой;
   • разобщительные краны для выключения отдельных тормозных приборов.