Исходные данные для тормозных расчетов

Расчетные тормозные силы при электрическом реостатном торможении. Основным назначением электрического реостатного тормоза на современных типах ЭПС является поддержание установившейся скорости движения поезда при его спуске на руководящем подъеме. На более легких профилях пути ои применяется для регулировочного торможения.

Расчетная скорость движения при реостатном торможении V_т на руководящем уклоне нормируется ГОСТ 23096-78 и равна 25 км/ч для порожнего и 20 км/ч для груженого поездов.

Расчетная тормозная сила определяется по тормозной характеристике ЭПС и зависит от мощности реостатного тормоза Р_т и коэффициента неравномерности регулирования тормозной силы Кяв- По аналогии с формулами (2.3) и (2.4)

(2.16)

(2.17)

где 0,9 - снижение коэффициента сцепления на 10% Для обеспечения необходимого запаса, так как последствия юза более тяжелые, чем боксования. Для тяговых агрегатов, в составе которых имеются моторные думпкары, при спуске порожнего поезда В_р определяют по порожним моторным думпкарам:

(2.18)

где Анмд - коэффициент нетто моторного думпкара.

Коэффициент

(2.19)

где Шит - масса полезного груза, перевозимого моторным думпкаром; иімд - масса брутто моторного думпкара.

Формулы (2.17), (2.18) применяются для ЭПС, у которых мощность тормозных резисторов не лимитирует реализацию тормозных сил по сцеплению. Если мощность тормозных резисторов ограничена, то тормозные силы

(2.20)

где т]зп -К.п.д. зубчатой передачи (принимают г|зп = 0,97); г|_Тд -к.п.д. тягового двигателя (принимают г|_Тд = 0,9).

Значения расчетных тормозных сил В_р для различных типов ЭПС при новых бандажах приведены в табл. 2.2.

Тяговые агрегаты ОПЭ1А, ОПЭ1Б и ПЭЗТ, кроме основного режима реостатного торможения с независимым возбуждением тяговых двигателей (значения В_р для этого режима см. в табл. 2.2), имеют дополнительный режим реостатного торможения с самовозбуждением на случай аварийного отключения контактной сети.

В аварийном режиме при отключении системы электроснабжения реостатный тормоз тяговых агрегатов ОПЭ1А, ОПЭ1Б и ПЭЗТ обеспечивает спуск на руководящем уклоне траншеи порожнего поезда с установившейся скоростью 20 км/ч, а груженого поезда - с установившейся скоростью 15 км/ч в течение 20 мин. При этом двигатели компрессоров тяговых агрегатов подключаются к

Таблица 2.2. Значения расчетной тормозной силы В_р, кН

тормозным резисторам, благодаря чему в главных резервуарах поддерживается нормированное давление воздуха и обеспечивается постоянная готовность пневматических тормозов к действию.

Тормозные силы при механическом торможении. Механические тормоза ЭПС и вагонов состава предназначены для нормальной или экстренной остановки поезда. Привод от пневматических цилиндров к тормозным колодкам, действующим непосредственно на бандажи колесных пар, осуществляется с помощью рычажных передач. Давление в тормозных цилиндрах и соответственно нажатие на колодки регулируются пневматическими системами ЭПС и вагонов.

Тормозная сила поезда при механическом торможении, Н,

т

Вт == 2 ^д№л/> (2 21)

1

где Кл г - действительные нажатия в контакте трущихся пар колодка - колесо, Н;

<р_Кд { - действительный коэффициент трения в контакте соответствующей трущейся пары; т -число трущихся пар.

Величины К_д, зависят от давления в тормозном цилиндре (р_ц, МПа), его диаметра (й_ц, мм²), передаточного числа рычажной передачи от штока поршня тормозного цилиндра до колодки (р-рп), к. п. д. рычажной тормозной передачи (г|рп) и числа колодок на одно колесо (я_к). Сила нажатия на одну колодку, Н,

Как - [0,(Р_ни + А_пзлг_п)] Ррп^рп/^к» (2 22)

где »1д -к.п.д. тормозного цилиндра (обычно принимается т)ц = 0,98);

Р_ип - сила начального сжатия возвращающей пружины тормозного цилиндра, Н;

А_п - расчетный ход поршня тормозного цилиндра, мм; ж_п - жесткость возвращающей пружины, Н/мм.

Основные данные тормозных систем ЭПС и думпкаров приведены в табл. 2.3. Расчетные значения К_д,, соответствующие максимальному давлению воздуха в тормозном цилиндре рц шах, для режимов служебного и экстренного торможения приведены в табл. 2.4. Давление воздуха в тормозных цилиндрах и расчетные значения КД1 ЭПС и подвижного состава в табл. 2.4 для груженого поезда приняты из расчета номинальной загрузки моторных и прицепных думпкаров, а для порожнего поезда - из условия автоматического или дистанционного управления изменением р_ц в зависимости от режима работы поезда - груженый или порожний.

Коэффициенты трения механического тормоза ф_кд, зависят в основном от материала колодки и бандажа, скорости движения в процессе торможения и (км/ч) и нажатия на колодку К_дк (Н). Для карьерных поездов действительные

коэффициенты трения колодок о колесо рекомендуется определять по следующим формулам:

при чугунных тормозных колодках

(2.23)

при композиционных тормозных колодках

0,151 (/С_лк + 196 000)

^?КДК (АГд_К+49 000) (1 + 0,0141ц) ' ^{( 4)}

Во избежание заклинивания (юза) колес тормозная сила, приходящаяся на ось, не должна превышать силы сцепления колес с рельсами. Поэтому должно соблюдаться условие

2^дкЛ_к<р_кдк < ^оФ'ГМ! (2.25)

где <7о - нагрузка от колесной пары иа рельсы, Н;

¦фтм - коэффициент сцепления при механическом торможении, который устанавливается ИЗ соотношения фтм/фкдк^бк.

Коэффициент нажатия тормозных колодок б_к определяется как отношение силы нажатия колодок на колеса одной оси 2/Сдк«к к ее нагрузке у₀, т. е.

В_к - 2Кд_КЛк/?о- (2.26)

т

Отношение суммарного нажатия колодок всех колесных пар ^ АТдкг к сцеп-

1

ному весу ЭПС (Щдй) называют коэффициентом нажатия тормозных колодок локомотива:

т

Вдд “ Кдк11(^л^Г)' (2.27)

1

Значения бкл Для основных типов электровозов и тяговых агрегатов указаны в табл. 2.4. Здесь же приведены значения коэффициентов иажатия тормозных колодок думпкаров б_Кд.

Таблица 2.3. Основные параметры тормозных систем ЭПС и думпкаров

* В числителе приведены данные для крайних колесных пар, в знаменателе - для средних.

*¹ В числителе приведены данные для электровоза управления и дизельной секции, в знаменателе - для моторных думпкаров.

*² Для тягового агрегата ОПЭ1 приведены данные при среднем режиме воздухораспределителя, так как на его моторном думпкаре отсутствует автоматическое регулирование давления в тормозных цилиндрах в зависимости от режима работы (груженый или порожний).

*³ В числителе приведены данные для крайних колесных пар, в знаменателе - для средних.

Тормозная сила электромагнитного рельсового тормоза (ЭМРТ). ЭМРТ применяется, как правило, совместно с пневматическими тормозами. При экстренном торможении ЭМРТ включается автоматически при повороте рукоятки крана машиниста в крайнее положение. В режиме служебного торможения он включается отдельным тумблером по желанию машиниста для подтормаживания состава. Как самостоятельный вид тормоза ЭМРТ применяется только для точной остановки поезда в местах погрузки состава в забое и его разгрузки на фабрике илн отвале.

Тормозная сила ЭМРТ не зависит от сцепления колесных пар с рельсами, поэтому он может применяться как дополнительный к любому виду тормоза (механическому или электрическому) без снижения их тормозной силы, ограничиваемой сцеплением.

Общая тормозная сила ЭПС, оборудованного ЭМРТ, Н,

Вгэ ⁼ КдэТкдэМб. (2.28)

где Кдэ - действительное нажатие башмака ЭМРТ на рельс, Н;

фкдэ - действительный коэффициент трения между башмаком ЭМРТ и рельсом;

те - число башмаков ЭМРТ, установленных на всех тяговых единицах ЭПС.

Действительное нажатие башмака ЭМРТ на рельс

АГдэ = Дб⁵б/(2р-о-Ю⁴). (2.29)

где В в - индукция в зоне контакта башмака ЭМРТ и рельса, Тл;

5б - площадь контакта башмака и рельса, см²;

Но -магнитная проницаемость воздуха (цо = 4хс-10~⁷ Гн/м).

Действительный коэффициент трения между башмаком ЭМРТ и рельсом рекомендуется определять по следующей формуле:

<Ркдэ = 0,244е⁽-°'^015г'⁺⁰’^3<7э>, (2 30)

где V -скорость движения в процессе торможения, км/ч; д₃ -давление башмака ЭМРТ иа рельс, МПа.

Значения основных параметров ЭМРТ следующие;

те Вб, Тл 5_в, см² К_Дэ, кН д_э, МПа

12 1,76 600 73 1,23

Параметры башмака ЭМРТ приведены при среднеизношеиных трущихся накладках.