Гальмівна сила поїзда - студопедія

Гальмування потягу здійснюється штучно створюваними силами, спрямованими проти руху і керовані машиністом.

Основним засобом створення таких сил є гальмівні колодки, що притискаються до обода коліс.

Крім цього ефект гальмування можна створити роботою двигуна в режимі інтервалів, що використовують кінетичну енергію поїзда.

Отриману таким чином кінетичну енергію можна повернути в контактну мережу (рекуперативного гальмування) або використовувати на нагрів реостатов (реостатне гальмування)

На швидкісних поїздах додатково застосовуються дискові гальма, дія яких заснована на прижатии колодок до спеціальних дискам, жорстко укріплених на осях, а також гальмові електромагніти, які взаємодіють з рейками.

Практично в розрахунках при швидкостях руху поїздів до 160 км. / Год. враховується тільки гальмівна сила, створювана притисненням колодок до бандажів коліс.

Додаток гальмівних сил до рухомого поїзду викликається необхідністю:

- зупинки останнього в певному місці;

- зниження швидкості до заданої величини;

- раптової зупинки поїзда.

Сили опору руху поїзда.

Силами опору називаються виникають при русі поїзда сили, спрямовані в бік, протилежний руху.

Сили опору є некерованими силами.

ВУкаіни сили опору поділяються з експлуатаційного ознакою:

- сили, завжди діють, які називаються основним опором;

- сили, що діють тимчасово, які називаються додатковим
опором.

За основне W0 приймають опір, яке відчуває потяг під час руху по прямому горизонтальному шляху, при нормальних метеорологічних умовах. Це опір складається з багатьох опорів, що виникають від ряду причин, розбитих на п'ять груп:

- опір повітряного середовища;

- тертя між шийками осей і підшипниками;

- тертя кочення між бандажами коліс і рейками;

- тертя ковзання між бандажами коліс і рейками;

- втрати кінетичної енергії від ударів в зчіпних приладах, на
стиках рейок і від наявності вибоїн на бандажах коліс.

Визначити кожну складову основного опору дуже важко. На практиці визначають дослідним шляхом сумарну величину опору руху.

За результатами таких дослідів складають математичні формули для обчислення питомої основного опору руху.

Питомими силами опору руху поїзда називаються сили опору, віднесені до одиниці ваги поїзда (кілоньютон / тонна) і вимірюються в Н / кН.

де Р - вага локомотива;

Q - вага складу (вагонів).

Відповідно питома сила опору руху локомотива:

а руху складу:

Формула питомих основних сил опору руху 4 х вісних навантажених вагонів на роликових підшипниках:

Гальмівні сили повинні бути досить великими, щоб їх робота могла погасити всю кінетичну енергію рухомого потягу будь-якої ваги. Гальмівна сила поїзда зазвичай в кілька разів перевершує силу тяги локомотива.

Якщо до обертається колесу притиснути гальмівну колодку з силою К, то отримаємо силу тертя між колодкою і бандажем Frp спрямовану в протилежну сторону обертання

Сила FТР дорівнює нормальному тиску До помноженому на коефіцієнт тертя між гальмівною колодкою і колесом # 966; К. т.е .:

де К - сила натискання колодки в тоннах;

# 966; К - коефіцієнт тертя колодки про бандаж сила тертя FТР створює щодо центру колеса «О» момент, що перешкоджає обертанню:

де r - радіус колеса.

Завдяки наявності рейки, в ньому момент Мт викликає реакцію рейки Вт. що призводить до зупинки поїзда.

Без рейки сила тертя FТР призведе до припинення обертання колеса, але не гальмування поїзда. Тому зовнішня сила Вт називається гальмівний силою колеса.

У розрахунках приймають Bт = FТР. т.е .:

Ця сила, зовнішня по відношенню до поїзда, прикладена від рейки до колеса в сторону протилежну напрямку руху.

Гальмівна сила поїзда від притиснення гальмівних колодок до бандажів визначається кількістю гальмівних колодок в ньому. Позначається ОТ.

Так як кожна гальмівна колодка викликає гальмівну силу # 966; К * К, то гальмівна сила всього поїзда визначається рівнянням:

При визначенні гальмівної сили поїзда по цій формулі виникають труднощі через наявність в поїзді вагонів з неоднаковим натисканням колодок на бандажі.

Для спрощення таких розрахунків застосовується метод приведення. Його сутність у тому, що дійсні значення коефіцієнта тертя # 966; К і сили натискання колодки на колесо «К» замінюють розрахунковими # 966; КР і КР. однаковими для всіх одиниць рухомого складу:

Звідси питома гальмівна сила:

Величина. Н / кН називається питомою гальмівним коефіцієнтом поїзда.

Цей коефіцієнт показує, яка величина сили натиснення колодок на бандажі коліс доводиться на одиницю ваги (кН) поїзда. Для вантажних поїздів, якщо ухил не крутіше 20 0/00. гальмівну силу локомотива не враховують, тобто

Приведений коефіцієнт тертя визначається за формулою (для різних колодок різні):

для стандартних, чавунних колодок:

Розрахункові норми натискання гальмівних колодок # 931; KP на кожні 100м маси поїзда поміщається в додатках до службового розкладу поїздів.

На ділянках з ухилом не крутіше 10 0/00 встановлено натиснення гальмівних колодок на 100м маси:

- для вантажних поїздів, що прямують зі швидкістю не більше 80 км. / Год. - 330 кН (33т);

- для пасажирських поїздів зі швидкістю не вище 120 км. / Год. - 600 кН
(60т).

Гальмівні коефіцієнти при цьому рівні відповідно:

Залежно від ступеня розрядки гальмівної магістралі розрізняють:

У розрахунках з урахуванням екстреного гальмування (при визначенні гальмівного шляху автостопного гальмування) значення розрахункового гальмівного коефіцієнта приймаються рівними його повної величини.

У розрахунках пов'язаних з розстановкою світлофорів, враховується повне службове гальмування при якому гальмівний шлях коефіцієнт приймається рівним 0,8 його повної величини.

При побудові кривої швидкості, гальмівна сила визначається за службовим гальмування, для якого гальмівний коефіцієнт приймається рівним 0,5 * V - для вантажних поїздів і 0,8 * V - для пасажирських.