Автоматические тормоза вагонов и безопасность движения поездов

 

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра "Вагоны и вагонное хозяйство"









Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

"Автоматические тормоза вагонов"

Автоматические тормоза вагонов и безопасность движения поездов














Омск 2014

Реферат


Курсовой проект содержит 26 страниц,1 рисунок, 3 таблицы.

Колодка тормозная, цилиндр тормозной, передача тормозная рычажная, авторегулятор, вагон, воздухораспределитель.

Цель курсового проекта - изучение и освоение методики выполнения тормозных расчетов, обеспечивающих соблюдение безопасности движения поездов и полное использование мощности локомотивов и грузоподъемности вагонов.

Задача проекта - сформировать поезд, который можно провести по заданному профилю с обеспечением безопасности движения; рассчитать вес состава по расчетному подъему; проверить вес состава по троганию с места, рассчитать число вагонов в составе; определить длину поезда; обеспечить поезд тормозами; проверить поезд на возможность разрыва при торможении; решить тормозную задачу и рассчитать тормозные пути поезда при экстренном и полнм служебном торможениях.

поезд вагон тормозной путь

Введение


Курсовой проект по дисциплине "Автоматические тормоза и безопасность движения поездов" выполнен вручную с использованием микрокалькулятора и использованием ПЭВМ.

На основе методических указаний " Автоматические тормоза и элементы тяговых расчетов" к выполнению курсового проекта составлена программа, позволяющая определить вес поезда, обеспеченность его тормозами, продольно- динамические усилия в поезде при трогании, торможении и тормозные пути при различных видах выполняемых торможений. Программа составлена в диалоговом режиме, что позволяет моделировать различные нестандартные ситуации, возникающие в поезде. В результате можно оценить влияние отдельных варьируемых параметров на конечное значение рассчитываемого полного тормозного пути поезда и сравнить его с нормируемым.


1. Формирование поезда


1.1 Расчет веса состава по расчетному подъему


Расчётный подъём - это наиболее трудный по крутизне и длине элемент профиля пути для движения в данном направлении, на котором устанавливается равномерная скорость движения поезда, равная расчётной скорости локомотива.

На основании выбранного расчётного подъёма, а также исходя из равенства нулю равнодействующей на поезд силы, при движении его с постоянной расчётной скоростью, вес состава QР, определится по формуле, тс:


(1.1)


где - касательная сила тяги локомотива при расчётной скорости, кгс;

- вес локомотива, тс;

- расчётный подъём, 50/00;

, - основное удельное сопротивление движения локомотива и состава соответственно, кгс/тс:


(1.2)


? осные на подшипниках скольжения:


(1.3)


- осные на подшипниках качения:


(1.4)


-осные на подшипниках качения:


(1.5)


основное удельное сопротивление:


(1.6)


? i - весовая доля в составе соответствующей группы вагонов (четырехосные на подшипниках качения ?0,6 ; шестиосные на подшипниках качения - 0,2; восьмиосные на подшипниках качения - 0,2);


кгс/тс;

кгс/тс;

кгс/тс;

кгс/тс;

тс.


Расчётные характеристики локомотива ТЭ-7:

  • расчётный вес P, тс 254
  • расчётная скорость Vр, км/ч 35,5
  • расчётная сила тяги Fкр, кгс 23300
  • - сила тяги при трогании с места Fк. тр, кгс 33500
  • число осей 6
  • длина l, м 17

1.2 Проверка веса состава по условию трогания с места


Полученный вес состава необходимо проверить по условию трогания с места:


(1.7)


где - касательная сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

- удельное сопротивление троганию состава с места, кгс/тс;

- крутизна подъёма наиболее трудного элемента на раздельном пункте,0/00 ; .

Средневзвешенное значение удельного сопротивления при трогании с места для состава, сформированного из разнотипных вагонов, определяется по формуле:



где ? удельное сопротивление при трогании с места вагонов на подшипниках качения и скольжения, кгс/тс,

(1.9)

(1.10)


где - средние нагрузки от оси на рельс для соответствующих групп вагонов (для грузовых вагонов 21 тс.).


кгс/тс,

тс.


Соблюдается условие >; 5337 тс > 3667,87 тс.


.3 Расчёт числа вагонов в составе


Общее число вагонов N, определяется по формуле:


(2.1)


где - количество в составе вагонов одинаковой осности.

Для расчётов групп вагонов одинаковой осности необходимо учесть принятый вес состава:


(2.2)


гдеmi - число осей вагона, входящего в i - ю группу;

- нагрузка от оси вагона на рельс, тс;

- весовая доля в составе, приходящаяся на данную группу вагонов одинаковой осности.

Количество в составе четырехосных вагонов на подшипниках качения



Количество в составе шестиосных вагонов на подшипниках качения



Общее количество вагонов:



1.4 Назначение типов вагонов


Проведем назначение типа вагонов и составим опись вагонов.


Таблица 1 ? Назначение типа вагонов

№ п/пТип вагонаОсность вагонаТип подшипников буксового узлаГрузоподъемность, тсТара, тсКоличество, шт.Длина по осям автосцепки, м1Цистерна4Качения60233112,02Цистерна6Качения9037916,0

Выбор того или иного вида грузовых вагонов в одной и той же группе одинаковой осности производится произвольно, но общий вес сформированного поезда должен удовлетворять условию:

тс;

(2.2.1)


где - тара вагонов в составе одинаковой осности;

- количество вагонов в составе одинаковой осности;

- грузоподъёмность группы вагонов одинаковой осности.



,87 < 3716 < 3717,87 тс (условие выполняется).


1.5 Определение длины поезда


Длина поезда, зависящая от веса и параметров вагона (длина, осность, грузоподъёмность), не должна превышать полезной длины приёмоотправочных путей станции. На установку поезда ещё учитывается допуск, принимаемый равным 10 м :


(2.3)


где - длина состава и локомотива соответственно.

Длина состава определяется количеством вагонов и их длиной, то есть


(2.4)


где - число вагонов определённого типа и длина одного вагона соответственно.

Необходимо выполнить условие:


(2.5)


где - длина приёмоотправочных путей на раздельных пунктах, м.


м;

м;


м < 1200 м (условие выполняется).


2. Обеспечение поезда тормозами


Для расчёта рычажной передачи вагона выбирается расчётная схема в соответствии с заданием и вычерчивается для вагона в целом. Все вагоны в составе оборудуются композиционными колодками.


2.1 Расчёт рычажной передачи вагона


Усилие по штоку тормозного цилиндра , кгс, определяется по формуле:


кгс (3.1)


где - давление сжатого воздуха в тормозном цилиндре при торможении кгс/см2, = 2,7 кгс/ см2;- диаметр тормозного цилиндра, мм;

F - площадь поршня тормозного цилиндра, см2;


(3.2)

см2;


- к.п.д. тормозного цилиндра; = 0,98;

P пр- усилие отпускной пружины тормозного цилиндра при максимальном ходе поршня, кгс;


(3.3)


- усилие предварительного сжатия пружины тормозного цилиндра при отпущенном тормозе, кгс; = 159 кгс;

- жёсткость отпускной пружины тормозного цилиндра, кгс/см;

= 6,54, кгс/см;

- полный ход поршня тормозного цилиндра, см; =7 см;


кгс;


? реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора рычажной передачи, приведённое к штоку тормозного цилиндра, кгс:


(3.4)


- коэффициент, учитывающий вид привода; = 0,32;

- реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора; = 180, кгс;

а, б - размеры плеч горизонтального рычага; а = 175 мм, б = 325 мм;

- жёсткость пружины регулятора, кгс/см; = 15, кгс/см;

- величина сжатия пружины регулятора, см; = 1,5, см.


кгс;

кгс.


2.2 Определение передаточного числа тормозной рычажной передачи


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 её к тормозным колодкам. Определяется оно как произведение отношений длин ведущих плеч к длинам ведомых плеч всех рычагов, используемых для передачи усилия от штоков цилиндра к тормозным колодкам. Рычаг - это элемент рычажной передачи, имеющий три точки: приложения усилия от штока поршня т. ц., поворота и передачи усилия на тормозную колодку. Ближняя точка у рычага по рычажной передаче к т. ц. - всегда точка приложения усилий 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 на следующую колодку и точка поворота меняются местами.

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.

Схема рычажной передачи вагона приведена в приложении.

Общее передаточное число для всего вагона:


(3.5)


где - передаточные числа к отдельным тормозным колодкам; ? - угол между направлением силы, действующей в точке передачи на колодку, и направлением нормального давления на колесо (? =100). 6 ? осный вагон:


.3 Расчет действительной суммарной силы нажатия на все тормозные колодки вагона


Действительная суммарная сила нажатия на все тормозные колодки вагона , кгс, определяется по формуле:


кгс (3.6)


где- к.п.д. тормозной рычажной передачи вагона с авторегулятором.


= 0,869

тс;


.4 Определение коэффициента силы нажатия на тормiозные колодки вагона


Тормозная эффективность вагона характеризуется коэффициентом силы нажатия на тормозные колодки:


(3.7)


где - полный вес вагона, кгс,

Полный вес грузового вагона определяется как сумма грузоподъемности и тары вагона:


;

кгс;


.5 Оценка обеспеченности поезда тормозами


При оценке обеспеченности поезда тормозами принимаем, что все вагоны, которые имеют ту же осность, что и вагон, расчёт рычажной передачи которого выполнен, обладают рассчитанным К. Остальные вагоны в составе имеют "справочные" силы нажатия колодок на оси.

Фактический тормозной коэффициент поезда , определяется по формуле:


,


где- суммарное расчетное нажатие тормозных колодок поезда, кгс,



здесь - суммарное расчетное нажатие тормозных колодок состава (вагонов), кгс;

- суммарное расчётное нажатие тормозных колодок локомотива, кгс.

Необходимо помнить о том, что в грузовых поездах, следующих по участкам с уклоном до 20 0/00, при определении обеспеченности поезда тормозами вес локомотива и его расчётное нажатие тормозных колодок в расчёт не принимаются, т.е. выражение (2.8) принимает вид:



При определении обеспеченности тормозами грузового поезда с композиционными колодками суммарное расчётное нажатие тормозных колодок состава


,


где - единая расчётная сила нажатия тормозных колодок на ось вагона, кгс,

;

- общее число осей всех вагонов в поезде, шт,


тс.


Фактический тормозной коэффициент поезда по формуле (2.10) равен:



Для обеспеченности поезда тормозами все грузовые и пассажирские поезда должны иметь необходимое тормозное нажатие (иметь соответствующий коэффициент силы нажатия тормозных колодок, отнесённый к 100 тс веса поезда).

Условие обеспеченности поезда тормозами


(3.10)


где - потребный тормозной коэффициент поезда, для грузовых поездов



Условие (2.12) выполняется.


3. Проверка поезда на возможность разрыва при торможении


При торможении поезд подвергается продольно-динамическому воздействию сжимающих и растягивающих сил. При расчёте тормозов поезда необходимо определить эти усилия, сравнив их с нормируемыми.

По существующим нормам продольно-динамические Максимальные продольно-динамические усилия, возникающие в поезде при экстренном торможении , тс, определяются по формуле:


(3.11)


где - опытный коэффициент, характеризующий состояние поезда перед торможением (для сжатого поезда А = 0,4; для растянутого А = 0,65);

- длина поезда;

- скорость распространения тормозной волны при экстренном торможении, м/с; =300 м/с.

tтц - время наполнения тормозного цилиндра 24с;

- коэффициенты трения тормозных колодок вагонов и локомотива соответственно;


(3.12)

(3.13)


При скорости V = 85 км/ч



При скорости V = 25 км/ч



Суммарные действительные нажатия тормозных колодок состава (вагонов) и локомотива соответственно:


кгс,

(3.15)

тс


Продольно-динамические усилия для сжатого поезда при минимальной скорости:


кгс.


Продольно-динамические усилия для сжатого поезда при максимальной скорости:


кгс.


Продольно-динамические усилия для растянутого поезда при минимальной скорости:


кгс.


Продольно-динамические усилия для растянутого поезда при максимальной скорости:


кгс.


4. Решение тормозной задачи


4.1 Расчёт замедляющих усилий


Результаты расчёта представлены в таблице 2.


Таблица 2 - Результаты расчета замедляющих усилий

Vн -Vк,км/ч0-1010-2020-3030-4040-5050-6060-7075123456789Vср, км/ч515253545556575, кгс/тс2,462,642,893,2143,6044,064 4,5945,194P, кгс625.793671,51735,012816,292915,352103211671319, кгс/тс0,870,941,0361,1551,2981,4651,6551,87, кгс65007030774986399708109541237813,981Wоx, кгс712077008484945610623119861354515300, кгс/тс1,2911,391,5361,7121,9232,172,4522,170,3490,330,3150,3030,2920,2840,2760,270,2270,170,150,1330,120,1120,1050,099267,929253,524242232,571227,714218,066212,367207,4296,8045,324,503,9763,6143,3483,1452,984Bm, тс274,733258,84264,5236,548228,328221,414215,512210,413bm, кгс/тс49,7346,8544,62342,82241,33440,08239,01438,0910,8bm, кгс/тс39,7837,4835,69934,25733,06732,06631,21130,473bm+-iс,45,02542,2540,15938,53437,25736,25235,46634,861234567890,8bm+-iс,35,07832,8831,23529,96928,9928,23627,66327,242, м9,2529,551,86875,679100,636126,409152,704179,258, м11,8738,00866,689 97,306129,333162,298195,777229,386

В таблице приняты следующие обозначения:

- основное удельное сопротивление движению локомотива на выбеге; - основное удельное сопротивление движению поезда; - полное основное сопротивление движению поезда на выбеге; - основное удельное сопротивление движению поезда на выбеге; - полная тормозная сила поезда при экстренном торможении; - удельная тормозная сила поезда при экстренном торможении, кгс/тс; 0,8bm - удельная тормозная сила при полном служебном торможении; - удельная замедляющая сила при экстренном торможении.


4.2 Расчёт тормозного пути поезда


При расчётах тормозной путь поезда принимается равным сумме подготовительного и действительного путей торможения, , м:


(4.1)


Подготовительный тормозной путь, , м:


(4.2)


где - скорость поезда в начале торможения, км/ч;

- время подготовки тормозов к действию, с;

- суммарный действительный тормозной путь, м.

(4.3)


При экстренном торможении:


с;

м;

(4.4)

м;

м.


При полном служебном торможении:


(4.5)

с;

м;

(4.6)

м;

м.


Нормируемый тормозной путь - 1300 м.


5. Результаты расчета


Формирование поезда

Определение веса состава

Основное удельное сопротивление движению локомотива

Основное сопротивление движению состава

Расчетный вес состава QР = 3667,87 тс.

Удельное сопротивление троганию состава с места 1

Вес состава по условию трогания с места Qтр = 5337 тс.

Определение числа вагонов в составе

Весовая доля в составе, приходящаяся на группы вагонов одинаковой осности:

Четырехосные качения 0,7

Шестиосные 0,3

Количество четрырехосных вагонов качения n4 = 31

Количество шестиосных вагонов n6 = 9

Вес полученного состава Qp/ = 3716 тс.

Разница между весом полученного состава и расчетным весом

& = 48,13 тс.

Длина поезда Lп =545 м.

Обеспечение поезда тормозами

Расчет рычажной передачи вагона

Площадь поршня тормозного цилиндра F = 1256 см2.

Усилие отпускной пружины P пр = 204,78 тс.

Реактивное усилие возвратной пружины авторегулятора Pp = 119,23 кгс.

Усилие по штоку Ршт = 2999,37 кгс.

Действительная суммарная сила нажатия на все тормозные колодки вагона

тс.


Коэффициенты силы нажатия на тормозные колодки = 0,17.

Оценка обеспеченности поезда тормозами.

Фактический тормозной коэффициент поезда

Проверка поезда на возможность разрыва при торможении.

Суммарное нажатие тормозных колодок состава = 815,64 тс.

Суммарное нажатие тормозных колодок локомотива = 30, тс.

Расчет тормозного пути

tп(э) = 7,9 с; tп(с) = 8 с;

Sп(э) = 186,8 м; Sп(с) = 189,04 м.

Sд(э) = 518,55 м; Sд(с) = 657,64 м;

Тормозной путь при экстренном торможении Sт(э) = 705 м

Тормозной путь при полном служебном торможении Sт(с) = 846,64 м

Sт(э) соответствует норме

Sт(с) соответствует норме.


Заключение


В данном курсовом проекте мы изучили и освоили методики выполнения тормозных расчетов, обеспечивающих соблюдение безопасности движения поездов и полное использование мощности локомотивов и грузоподъемности вагонов.

Сформировали поезд, который можно провести по заданному профилю с обеспечением безопасности движения; рассчитали вес состава по расчетному подъему; проверили вес состава по троганию с места, рассчитали число вагонов в составе; определили длину поезда; обеспечили поезд тормозами; проверили поезд на возможность разрыва при торможении; решили тормозную задачу и рассчитали тормозные пути поезда при экстренном и полнм служебном торможениях.


Библиографический список


1.Автоматические тормоза вагонов. Часть 1: Методические указания к выполнению курсовой работы / Б.Б. Сергеев, П.Б.Сергеев; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 31с.

2.Использование ПВЭМ в курсовом проектировании по дисциплине "Автоматические тормоза и безопасность движения поездов": Методические указания к выполнению курсового проекта / Б. Б. Сергеев, В. Я. Артюхов, И. Ю. Ганьшин. - ОмГАПС. Омск, 1996.


Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения Кафед

Больше работ по теме:

Предмет: Транспорт, грузоперевозки

Тип работы: Курсовая работа (т)

Новости образования

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: MAIL@SKACHAT-REFERATY.RU

Скачать реферат © 2018 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ