Определение потребной величины тормозного нажатия

 

Результаты расчетов потребной тормозной силы и допускаемой по условию безъюзового торможения позволяют перейти к определению силы нажатия тормозных колодок.

Суммарное нажатие колодок, приходящееся на ось колесной пары, определяется по формуле

 

                                 (20)

 

где – нажатие колодки на колесо, кН;

– число колодок, действующих на ось, n =4;

[ b _т] –  допускаемая удельная тормозная сила, Н/т;

q –  осевая нагрузка, =15 т.

φ _к– действительный коэффициент трения материала колодок.

У пассажирских вагонов нагрузка на ось изменяется незначительно, поэтому целесообразно установить закон изменения допускаемой силы нажатия на колодку от скорости.

Действительный коэффициент трения материала колодок в общем виде определяется по формуле

                                       (21)

 

где –  функции, характеризующие зависимость коэффициента трения от силы нажатия и от скорости;

 

                                         (22)

 

Подставим выражения для  в формулу (21)

 

                                      (23)

 

где α, β, γ, δ, γ, g –эмпирические коэффициенты, зависящие от материала колодок

 

 

Подставим выражение для φ_к в формулу (20)

 

                        (24)

 

Преобразуем полученное уравнение, обозначив

 

 

Тогда

 

                 (25)

 

Выразив К из уравнения (25), получим квадратное уравнение типа

 

                                (26)

 

Где:

 

Откуда

 

                                   (27)

 

Рассчитаем К для скорости v = 120 км/ч= 33,3 м/с

 

;

 

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Для остальных скоростей приведем расчет в табличной форме (таблица 2).

 

Таблица 2 – Зависимость силы нажатия колодки на колесоК от скорости v

Элементы расчёта	[bт], Н/т	ϕ(v)	m(v)	В	С	V(В2-4АС)	К, кН
v, км/ч
120	854	0,235	36,29	109,70	-3628,8	323,93	16,74
110	875	0,238	36,70	106,42	-3669,7	324,45	17,03
100	898	0,242	37,08	103,38	-3707,7	324,97	17,31
90	922	0,247	37,41	100,73	-3740,9	325,44	17,56
80	949	0,252	37,66	98,70	-3766,2	325,82	17,74
70	978	0,259	37,79	97,68	-3779,0	326,01	17,84
60	1010	0,268	37,72	98,23	-3772,1	325,91	17,79
50	1046	0,280	37,34	101,28	-3734,0	325,34	17,50
40	1085	0,298	36,45	108,37	-3645,4	324,14	16,86
30	1128	0,325	34,72	122,23	-3472,1	322,22	15,62
20	1177	0,374	31,49	148,07	-3149,1	320,22	13,45
10	1233	0,486	25,38	196,93	-2538,4	322,12	9,78
0	1296	1,000	12,96	296,32	-1296,0	347,83	4,02

По полученным данным строим зависимость К=f(v) (рисунок 3).

 

 

Рисунок 3 – График зависимости допускаемой силы нажатия колодки на колесо от скорости

 

Сила нажатия тормозных колодок на колесо ограничивается по условиям тепловой нагруженности фрикционного узла колесо-колодка, так как износ трущихся материалов определяется главным образом работой трения. Поэтому в предварительных расчетах величину силы нажатия следует уточнить и в необходимых случаях откорректировать по допускаемым удельным давлениям на колодку

 

                                 (28)

 

где - допускаемое удельное давление, =1,3 МПа;

- геометрическая площадь трения колодок, =0,0305 м²;

Тогда