Передаточное число рычажной передачи, сила нажатия на тормозные колодки и ее КПД. Углы подвешивания тормозных колодок.
Передаточное число рычажной передачи определяется из соотношения ведущих и ведомых плеч рычагов. Оно показывает, во сколько раз с помощью системы рычагов увеличивается усилие, развиваемое на штоке тормозного цилиндра.
Передаточным числом ТРП называется отношение теоретической суммы сил нажатия тормозных колодок к силе давления сжатого воздуха на поршень тормозного цилиндра.
Кт
n =
Р
Для ТРП первого рода передаточное число можно определить по формуле:
А В
n = m
Б Г
m – число пар колодок, обслуживаемых одним ТЦ.
Для ТРП второго рода передаточное число определяется
А В+Г
n = m
Б Г
а) Схема ТРП первого рода;
б) Схема ТРП второго рода
Суммарная сила нажатия на тормозные колодки вагона или локомотива определяется из выражения 
где: Рш- усилие, развиваемое штоком поршня тормозного цилиндра, или усилие, приложенное к рукоятке привода ручного тормоза, кгс;
усилие, приложенное к рукоятке привода ручного тормоза принимается при расчетах равным 30 кгс;
n - передаточное число рычажной тормозной передачи;
η - коэффициент полезного действия рычажной тормозной передачи, учитывающий потери усилия на трение в шарнирных соединениях и на преодоление других сопротивлений.
Усилие по штоку тормозного цилиндра можно определить по формуле
Рш = Рц Fηц - Рпр
где: Рц - давление в тормозном цилиндре в кгс/см2;
F - площадь поршня тормозного цилиндра в см2;
ηц - к.п.д. поршня тормозного цилиндра, характеризующий потери на трение; принимают равным 0,98;
Рпр - усилие отпускной пружины при максимально допускаемом ходе поршня тормозного цилиндра, в кгс;
Усилие от поршня тормозного цилиндра передается на фрикционные узлы тормозной системы с некоторыми потерями на трение в шарнирах и устройстве автоматического регулирования рычажной передачи.
Коэффициент полезного действия рычажной передачи определяется опытным путем. По результатам экспериментальных исследований он может быть принят:
- для рычажных передач четырехосных вагонов с односторонним нажатием колодок при движении поезда η = 0,95;
- для рычажных передач четырехосных вагонов с двусторонним нажатием тормозных колодок при движении поезда η = 0,90;
-на стоянке для всех видов рычажных передач можно принимать η = 0,75;
Коэффициент полезного действия рычажной передачи при ручном приводе уменьшается в зависимости от к.п.д. винта, который можно принимать ηв = 0,6.
Углы подвешивания тормозных колодок. Отклонение величины тормозной силы от расчетной величины может быть вызвано изменением угла наклона подвесок колодок по мере износа последних или неправильно выбранных углов наклона и длины подвесок.
Угол α между горизонтальной осью колеса и осью тормозной колодки называется углом наклона тормозной колодки. На вагонах он обычно не превышает 10°, а на локомотивах - 30°. Угол β между осью подвески и линией, соединяющей нижний конец подвески с центром оси колесной пары, называется углом подвешивания тормозных колодок. При среднеизношенных колодках угол β составляет примерно 90°. Условия отвода колодок определяются величиной угла γ между осью подвески и вертикальной линией, проведенной через точку подвески. Угол у изменяется пределах от 4 до 30°.
Углы наклона подвесок и рычагов
При отпуске тормозов колодки должны отходить от колес под действием собственного веса, веса триангелей с башмаками и усилия пружины тормозного цилиндра. Для этого центр тяжести башмаков с триангелями опускают ниже центра колесной пары на 40 - 50 мм. Часто этот размер по конструктивным условиям бывает значительно больше, что создает более благоприятные условия для отвода колодок от колес.
Устройство, принцип действия и регулировка ТРП.
В состав рычажной передачи входят триангели или траверсы с башмаками и тормозными колодками, тяги, рычаги, подвески, предохранительные устройства, соединительные и крепежные детали, а также автоматический регулятор выхода штока тормозного цилиндра.
Способы регулирования рычажных передач.
Рычажные передачи подвижного состава имеют передаточные числа, изменяющиеся в пределах от 5,4 до 18 при чугунных колодках и от 2,53 до 9,2 при композиционных. При больших передаточных числах представляется возможным использовать более компактные тормозные цилиндры, но в тоже время создаются худшие условия для эксплуатации рычажной передачи, т.к. даже небольшой износ тормозной колодки приводит к значительному увеличению выхода штока тормозного цилиндра. Для поддержания зазора между колесом и колодкой в установленных пределах рычажную передачу регулируют.
Ручная регулировка рычажной передачи вагона. Ручную регулировку производят перестановкой валиков в запасные отверстия тормозных тяг у грузовых вагонов и с помощью стяжных муфт у пассажирских вагонов.
Чтобы обеспечить постоянный запас винта регулятора при замене старых колодок на новые, следует устанавливать постоянную величину размера L замыкающего звена рычажной передачи тележки. Расстояние L - это расстояние между центром верхнего отверстия внутреннего вертикального рычага и центром подпятника. Оно увеличивается вследствие износа колодок и уменьшения диаметра колес. Автоматический регулятор стягивает рычажную передачу по мере износа тормозных колодок, а увеличение размера L вследствие уменьшения диаметра колес компенсируют изменением длины серьги Lс и распорки тяги Lр. Регулировка носит не плавный характер, а ступенчатый:
- перестановкой валика в серьге на одно деление изменяет размера L на 50 мм;
- перестановка валика в распорной тяге на одно деление изменяет размера L на 200 мм;
- перестановка валика в серьге на два деления и в тяге на одно деление в обратную сторону изменяет размер L на 100 мм.
Чтобы исключить ручную регулировку до полного износа тормозных колодок в эксплуатации, рычажную передачу тележки регулируют при каждой подкатке колесной пары, если запас винта авторегулятора при новых тормозных колодках окажется меньше 525 мм.
После замены старых тормозных колодок на новые рычажную передачу стягивают, вращая корпус авторегулятора усл.№574Б по часовой стрелке до прижатия колодок к колесам и появления проскальзывания в корпусе авторегулятора. Затем необходимо вращать корпус в обратном направлении на 2 - 3 оборота. Это позволит получить зазор 5-8 мм между колодкой и колесом.
Регулировка тормозной рычажной передачи вагона
Полуавтоматическая регулировка осуществляется с помощью приспособлений в виде винта устанавливаемых на тягах и позволяющих быстро компенсировать износ колодок. Такая регулировка используется на тепловозах 2ТЭ10М.
Рычажную передачу регулируют продольной стяжкой по мере износа колодок и при их замене. Для уменьшения выхода штоков следует укоротить продольную тормозную тягу регулятором. Для этого необходимо отвести скобы 8 и навинчиванием на тягу охранной трубы 2 и гайки 4 (вначале трубу, а потом гайку) укоротить тягу, установив требуемый выход штока. После регулировки установить скобы 8, для чего грани гаек необходимо расположить в одинаковой плоскости так, чтобы скобы их охватили. Пружины 5должны удерживать скобы в положении, в котором гайки законтрогаены.
Регулятор выхода штока тормозного цилиндра тепловоза 2ТЭ10М
Автоматическая регулировка выполняется специальным регулятором по мере износа тормозных колодок.
Рычажная тормозная передача должна быть отрегулирована так, чтобы:
- в заторможенном состоянии горизонтальные рычаги занимали положение, близкое к перпендикулярному штоку тормозного цилиндра и тягам;
- вертикальные рычаги у каждой колесной пары имели примерно одинаковый наклон;
- подвески и колодки образовывали примерно прямой угол между осью подвески и направлением радиуса колеса, проходящего через центр нижнего шарнира подвески.
Трудоемкий процесс ручного регулирования исключается при оборудовании подвижного состава автоматическими регуляторами тормозной рычажной передачи. Регулятор обеспечивает постоянный средний зазор между колодкой и колесами, следовательно, более экономично расходуется сжатый воздух при торможении, более плавно протекает процесс торможения по всему поезду и исключаются потери эффективности тормозов (особенно при упоре поршня в крышку тормозного цилиндра).
В зависимости от привода регуляторы разделяются на механические и пневматические. Пневматические регуляторы обычно одностороннего действия, а механические бывают одностороннего и двухстороннего действия.
Работа авторегулятора двухстороннего действия заключается в том, что он автоматически распускает рычажную передачу на необходимую величину в случае уменьшения зазоров между колодками и колесами и автоматически стягивает ее при увеличении зазоров.
Авторегулятор одностороннего действия только стягивает рычажную, если зазоры между колодками и колесами превысят установленную величину. Он имеет более простую конструкцию.
Механические авторегуляторы оборудуются стержневыми или рычажными приводами. Стержневой привод прост по конструкции и удобен в обслуживании, но потери на сжатие возвратной пружины авторегулятора вызывают значительное снижение тормозной эффективности, особенно при порожнем режиме и композиционных колодках.
Схема стержневого привода авторегулятора тормозной рычажной передач.
Применение рычажного привода вызвано стремлением уменьшить влияние возвратной пружины авторегулятора. На пассажирских вагонах оно составляет небольшую долю от тормозной силы и практически не уменьшает тормозное нажатие. На грузовых вагонах с композиционными колодками на порожнем режиме это усилие уменьшает величину тормозного нажатия на 30 - 50°. Поэтому на грузовых вагонов используется только рычажный привод.
Схема рычажного привода авторегулятора тормозной рычажной передачи
Авторегулятор усл.№574Бсостоит из: корпуса 18 с головкой 6 и крышкой 19, тягового стакана 14 со стержнем 20, возвратной пружины 17 и регулирующего винта 1. Головка 6вворачивается в корте 18 и стопорится болтом 8. В головку вставляется защитная труба 4 и крепится в ней запорным кольцом 7 и резиновым кольцом 5. На конце защитной трубы устанавливается муфта 3 с капроновым кольцом 2, предохраняющим авторегулятор от загрязнения. В корпусе авторегулятора расположен тяговый стакан 14, в котором устанавливается вспомогательная 10 и регулирующая 12 гайки с упорными подшипниками 11 и 13, пружинами 24 и 25. В тяговый стакан ввернута крышка и втулка 16, которые стопорятся винтами 9 и 15. Конусная часть стержня 20 входит в тяговый стакан, а на другом конце стержня навернуто ушко 22, которое стопорится заклепкой. Возвратная пружина 17 опирается на коническую поверхность втулки тягового стакана и крышку корпуса 19. Регулировочная 12 и вспомогательная 10 гайки навернуты на регулировочный винт 1, имеющий трехзаходную несамотормозящуюся резьбу с шагом 30 мм. Регулировочный винт заканчивается предохранительной гайкой 23, закрепленной заклепкой, которая предохраняют винт от полного вывинчивания из механизма.
Авторегулятор усл.№574Б
В собранном авторегуляторе все пружины находятся в сжатом состоянии и создают усилия: возвратная пружина - 150 кг, пружина вспомогательной гайки - 30 кг, пружина регулирующей гайки 80 кг.
Корпус авторегулятора усл.№574Б не вращается. Это надежно защищает его механизм от попадания влаги и пыли, дает возможность установить предохранительные устройства, исключающие изгиб регулирующего винта и склонность к самороспуску при больших скоростях движения и вибрации. При ручной регулировке выход штока тормозного цилиндра уменьшается простым вращением корпуса авторегулятора усл.№574Б без перенастройки привода.
Для нормальной работы авторегулятора необходимо соблюдать расстояние между упором привода и корпусом авторегулятора - размер «А».Он определяет величину выхода штока тормозного цилиндра при торможении. Величина размера А зависит от типа привода авторегулятора, величины передаточного числа рычажной передачи, размеров плеч горизонтальных рычагов и зазора между колесом и колодкой, при отпущенном тормозе.
Второй контролируемый размер «а» - это запас рабочего винта (расстояние от контрольной риски на стержне регулирующего винта до торца защитной трубы). При запасе винта менее 150 мм у грузового и 250 мм у пассажирского вагона необходимо заменить тормозные колодки и отрегулировать рычажную передачу.
Размер Аи запас винта для грузовых, рефрижераторных и пассажирских приведены в таблице 10.1.
Справочные значения расстояния «А» и «а» на грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонах.
| Тип вагона | Тип тормозных колодок | Расстояние «А», мм | Расстояние «а», мм | |
| Привод рычажный | Привод стержневой | |||
| Грузовые 4-осные | композиционные чугунные | 35 – 50 40 - 60 | - - | 500 – 575 500 - 575 |
| Грузовые 8-осные | композиционные | 30 - 50 | - | 500 - 575 |
| Грузовые 4-осные с раздельным торможением: платформы полувагоны цементовозы | композиционные | 15 – 25 15 - 30 | 10 - 25 | 250 – 300 250 – 300 250 - 300 |
| Рефрижераторный подвижной состав: 5,12 и 21-вагонные секции постройки БМЗ и ГДР АРВ | композиционные чугунные композиционные чугунные | 25 – 60 40 – 75 | 55 – 145 60 – 100 140 – 200 130 - 150 | |
| Пассажирские вагоны с тарой: 65 – 53 т 52 – 48 т 47 – 42 т | композиционные чугунные композиционные чугунные композиционные чугунные | 25 – 45 50 – 70 25 – 45 50 – 70 25 – 45 50 – 70 | 100 – 130 90 – 110 120 – 160 115 – 135 140 – 200 130 - 150 | 400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 – 545 400 - 545 |