Оценка эффективности действия тормоза грузового вагона

В статье проведены исследования по оценке эффективности действия тормоза полувагона модели 12–9922 с авторежимом № 265А–4, тормозным цилиндром 188 Б, регулятором РТРП-675М и одного запасного резервуара объемом 78 л.

Ключевые слова: полувагон, тормозная система, рычаг, тормозной цилиндр, авторежим, запасной резервуар.

В последнее время в Республике Узбекистан особое внимание уделяется производству современных грузовых и пассажирских вагонов [1–7], а также решению вопросов безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте, особенно при взаимодействии подвижного состава и пути [8–12]. С этой целью произведен оценка эффективности действия тормоза полувагона модели 12–9922 [13–16], выполненный согласно установленным требованиям [17–19].

Тормозная система четырехосного универсального полувагона модели 12–9922 объемом кузова 92 м ³ [20], предназначенного для перевозки сыпучих, мелкокусковых и штучных грузов, состоит из рычажной передачи, действующий на две двухосные тележки [21]. При этом систему обслуживает один авторежим № 265 А — 4 с тормозным цилиндром 188 Б, питающийся от одного воздухораспределителя 483А или 483-М, с регулятором РТРП-675М и одного запасного резервуара Р7–78 объемом 78 л, обеспечивающий независимую передачу тормозных усилий на исполнительный механизм тележек. Исходные данные по тормозной системе приведены в таблице 1.

Таблица 1

Исходные данные по тормозной системе полувагона

В целях исследования эффективности действия тормоза полувагона был определен расчетный коэффициент силы нажатия колодок полувагона при оборудовании авторежимом № 265А-4.

Расчет производился при включении режимного вала воздухораспределителя 483А на средний и груженный режимы при установке композиционных или чугунных колодок.

Действительная сила нажатия на одну тормозную колодку определяется по формуле:

где F ₁ — усилие сжатия отпускной пружины тормозного цилиндра F ₂ — усилие пружины авторегулятора, приведенное к штоку тормозного цилиндра, кгс; Р _ц — давление воздуха в тормозном цилиндре, определяется в зависимости от загрузки вагона.

Усилие отпускной пружины тормозного цилиндра определяется по формуле:

, (2)

где числовые значения Р ₀ , Ж _Ц и l _ШТК приведены в таблице 1.

Подставив данные в формулу (2), получили усилие отпускной пружины тормозного цилиндра, составляющее для композиционных колодок F ₁ =224,4 кг, а для чугунных F ₁ =240,75 кг.

Усилие пружины авторегулятора рычажной передачи, приведенное к штоку тормозного цилиндра кгс, определялся по формуле:

, (3)

где числовые значения P _P , Ж _Р и l _P приведены в таблице 1.

, (4)

где значения а, б и в в соответствии с рис. 1.

Рис. 1. Схема рычажной передачи 4-осного полувагона

Подставив данные в формулу (4), получили передаточное число для композиционных колодок n _np =0,47, для чугунных n _np =0, 47.

Подставив данные в формулу (3), получили усилие пружины авторегулятора рычажной передачи для композиционных и чугунных колодок F ₂ = 95,7 кг.

Расчетная сила нажатия на композиционную и чугунную колодку К _р определяются соответственно по формулам:

и (6)

Расчетный коэффициент силы нажатия композиционных колодок  _Р определялся по формуле:

для вагона с загрузкой , (7)

для порожних вагонов , (8)

где m — количество тормозных колодок, обслуживаемых одним тормозным цилиндром; К _р — расчетная сила нажатия на тормозную колодку.

Результаты расчетов для композиционных и чугунных колодок приведены в таблице 2.

Таблица 2

При расчете тормоза с чугунными колодками определяется только расчетная сила нажатия чугунных тормозных колодок на ось, которая должна быть не менее: на порожнем режиме 3,5 тс; на груженом режиме 6,5 тс.

Сила F ₂ не учитывается при расчете на эффективность порожнего вагона и при проверке отсутствия юза.

Результаты исследований показали, что расчетный коэффициент силы нажатия композиционных тормозных колодок превышает минимальную величину тормозной эффективности в порожнем =0,24 > [ =0,22] состоянии, и в груженом состоянии =0,147 > [ =0,14], а сила нажатия на ось чугунных колодок превышает минимально допустимую величину в порожнем состоянии 3,52 > 3,5, и в груженом состоянии 6,76 > 6,5 что соответствуют установленным требованиям [17, 19].

Литература:

1. Рузметов Я. О. Перспективы развития вагоностроения в Республике Узбекистан / Я. О. Рузметов, Р. В. Рахимов // Сборник научных трудов VIII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития вагоностроения». — Брянск: БГТУ, 2019. — C. 147–150.
2. Рахимов Р. В. Состояние и перспективы развития вагонного парка железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Материалы XIII Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ПГУПС, 2018. — С. 124–128.
3. Рахимов Р. В. Первый узбекский пассажирский вагон дальнего следования / Р. В. Рахимов // Тяжелое машиностроение. — 2010. — № 6. — С. 34–35.
4. Рахимов Р. В. Новый пассажирский вагон купейного типа для железных дорог Узбекистана / Р. В. Рахимов // Известия ПГУПС. — 2010. — № 2. — С. 286–295.
5. Ибрагимов Н. Н. Разработка конструкции контейнера для перевозки плодоовощной продукции / Н. Н. Ибрагимов, Р. В. Рахимов, М. А. Хаджимухаметова // Молодой ученый. — 2015. — № 21. — С. 168–173.
6. Рахимов Р. В. Разработка конструкции и условия эксплуатации контейнеров для перевозки плодоовощной продукции / Р. В. Рахимов, М. А. Хаджимухаметова // Вестник транспорта Поволжья. — 2016. — № 2 (56). — С. 75–81.
7. Rahimov R. V. Development of improved technical means for transportation fruits and vegetables / R. V. Rahimov, M. A. Khadjimukhametova, Z. X. Rakhmatov // European Science Review. — 2016. — No 1–2. — P. 175–177.
8. Расулов М. Х. Проблемы повышения конкурентоспособности отечественных железнодорожных коридоров / М. Х. Расулов, У. Н. Ибрагимов, Р. В. Рахимов // Научные труды Республиканской научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии на ж. д. транспорте». — Ташкент: ТашИИТ, 2013. — С. 14–17.
9. Расулов М. Х. Теоретические исследования по определению прочностных характеристик кузова вагона-цементовоза производства Республики Узбекистан / М. Х. Расулов, А. Н. Ризаев, Р. В. Рахимов // Инновационный транспорт. — 2016. — № 4 (22). — С. 43–47.
10. Рахимов Р. В. Оценка напряженно-деформированного состояния элементов конструкции верхнего строения пути железных дорог Республики Узбекистан при эксплуатации подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками / Р. В. Рахимов // Бюллетень результатов научных исследований. — 2019. — Вып. 3. — С. 67–88.
11. Рахимов Р. В. Расчетное определение показателей воздействия подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками на путь в условиях железных дорог Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Вестник транспорта Поволжья. — 2019. — № 5 (77). — С. 23–33.
12. Рахимов Р. В. Развитие тяжеловесного движения и оценка воздействия подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками на верхнее строение пути железных дорог Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Сборник трудов LXXIX Всероссийской конференции «Транспорт: проблемы, идеи, перспективы». — СПб.: ПГУПС, 2019. — С. 54–56.
13. Rahimov R. V. Researches of the stressed — deformed state of the open wagon body model 12–9922, produced in Uzbekistan / R. V. Rahimov // Proceedings VI International Scientific Conference «Transport Problems 2014». — Katowice: Silesian University of Technology, 2014. — P. 614–621.
14. Рахимов Р. В. Расчет напряженного-деформированного состояния металлоконструкции кузова нового полувагона модели 12–9922 производства Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Научные труды Республиканской научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии на ж.-д. транспорте». — Ташкент: ТашИИТ, 2012. — С. 18–23.
15. Рахимов Р. В. Исследование расчета эффективности действия тормоза полувагона / Р. В. Рахимов, Д. Н. Заирова // Научные труды Республиканской научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии на ж. д. транспорте». — Ташкент: ТашИИТ, 2012. — С. 100–102.
16. Рахимов Р. В. Оценка силового воздействия подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками на верхнее строение пути железных дорог Республики Узбекистан / Р. В. Рахимов // Материалы XIV Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». — СПб.: ПГУПС, 2019. — С. 269–272.
17. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). — М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. — 317 с.
18. Типовой расчёт тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов. — М.: ВНИИЖТ, 1996. — 76 с.
19. Правила эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог государств-участников содружества, Латвии, Литвы, Эстонии, утвержденная Советом по железнодорожному транспорту государств-участников Содружества, протокол № 48 от 29–30 мая 2008 г.
20. ТУ 32.14.012:2012. Универсальный полувагон с разгрузочными люками объемом кузова 92 м3. Модель 12–9922. Технические условия. — Т.: ДП «ЛМЗ», 2012. — 22 с.
21. Рахимов Р. В. Ходовые части вагонов. Учебное пособие. — Ташкент: Узбекистан, 2018. — 200 с.