Бондаренко Л. Н., Бондаренко В. Д., Матвиец Т. В., Матвиец И. В.

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

СООТНОШЕНИЕ ПЛЕЧ ГЛАВНОГО ТОРМОЗНОГО РЫЧАГА ВАГОНА

При расчете давления на колодки в двухосной тележке с четырьмя тормозными цилиндрами на каждой тележке, работающими каждый на одно колесо, принята схема, показанная на рис. 1 [1].

Рис. 1. Расчетная схема двухосной тележки для определения давления на колодки.

Если усилие на штоке тормозного цилиндра , тогда при отношении плеч главного тормозного рычага давление на колодку, пренебрегая усилием оттормаживающей пружины и сопротивлением в механизме передачи составит

(1)

Трение колодки при этом, утверждается в [1], составит

(2)

где - коэффициент трения колодки о колесо.

Поскольку эта сила передается через рессорную подвеску на раму и ее вертикальная проекция , где - угол наклона подвески к вертикали, или пренебрегая малым углом , .

Докажем неточность формулы (2), а, следовательно, и (1).

Поскольку формула (2) получена из закона трения скольжения, то она предполагает, что сила давления колодки равна сумме нормальных давлений на углу обхвата колодкой колеса.

Линейное давление, создаваемое силой на хорду угла (рис. 2.)

Рис. 2. К расчету нормального давления колодки на колесо.

(3)

где - угол между силой и нормалью к хорде.

Величина элементарного давления, создаваемое силой на длине элементарной дуги

(4)

а нормальная величина этой силы

(5)

Общая величина нормального давления на дуге обхвата

(6)

и более точный вид формулы (2) будет иметь вид

(7)

Нетяжело убедиться, что при и формулы (2) и (7) идентичны.

Зависимости от при показаны на рис. 3; здесь же показаны зависимости от при .

Рис. 3. Зависимости от при (1) и от при (2); 1', 2' – процентные расхождения с (1') и (2').

Анализ полученных формул и графиков на рис. 3 позволяет сделать следующие выводы:

· формула, определяющая величину трения колодки о вагонное колесо, приводимая в справочной и учебной литературе получена в нарушение закона трения скольжения: сила прижатия колодки не равна нормальным давлениям колодки на колесо;

· при существующем угле обхвата тормозной колодкой колеса, для обеспечения необходимого нажатия колодки на колесо большее плечо главного тормозного рычага должно быть удлинено на 4%.

Литература

1. Медель В. Б. Проектирование механической части электроподвижного состава. – М.: Трансжелдориздат, 1963. – 423 с.