Устройства, применяемые в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению, называются тормозными устройствами (тормозами), а силы, создающие искусственное сопротивление, — тормозными силами.
Тормозные силы и силы сопротивления движению гасят кинетическую энергию движущегося поезда. Распространенным средством для получения тормозных сил – колодочный тормоз, торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, возникают силы трения между колодкой и колесом. Трение тормозных колодок - процесс превращения механической работы сил трения в тепло.
Образование тормозной силы.
Если к катящемуся по рельсу колесу, нагруженному силой 
(рис.1.1), прижать тормозную колодку с силой 
, то между поверхностью катания колеса и колодкой возникнет сила трения 
, где 
— коэффициент трения между колодкой и колесом.
Со стороны колеса на колодку и далее на подвеску, раму и буксу действует реактивная сила, равная силе  и противоположно направленная.
Сила по отношению к колесу является внутренней силой, которая сама по себе не может произвести торможение; она создает момент  , направленный против вращения колеса. Под действием момента  в точке а контакта колеса с рельсом возникает сила , действующая на рельс со стороны колеса и стремящаяся сдвинуть его.
Внешняя сила  , действующая па колесо со стороны рельса, численно равная силе и направленная в сторону, обратную движению, и является тормозной силой:  .
|
Момент силы трения 
, направленный против вращения колеса, называется тормозным моментом:
.
Таким образом, тормозная сила реализуется в точках контакта колес с рельсами.
Сила нажатия колодок на колесные пары при механическом торможении образуется за счет давления сжатого воздуха в тормозных цилиндрах. Под действием силы, развиваемой сжатым воздухом поршень тормозного цилиндра со штоком смещается. Через механическую рычажную передачу, состоящую из тяг и рычагов, он передает силу на каждую колодку. Если каждая колодка прижимается к вращающемуся колесу с силой К,, то в месте контакта возникает сила трения,фк, противодействующая вращению колеса (фк — коэффициент трения колодки о колесо).
Возникнет вопрос по силе нажатия тормозной колодки (сила тормозного нажатия) и коэффициенту
дополнить взять в отправленном материале
добавить общие сведения по тормозам из истории
Классификация тормозов подвижного состава и их основные свойства
Основным тормозом на подвижном составе на сегодняшний день является пневматический.
Каждый тип тормоза в свою очередь делится на группы, подгруппы и по назначению на пассажирские, грузовые и высокоскоростные.
Примерная классификация тормозов подвижного состава приведена
Тормоза классифицируют по способу создания тормозной силы, свойствам системы управления и назначению.
По способу создания тормозной силы различают фрикционные тормоза (колодочные и дисковые) и динамические (электродинамические, гидродинамические и реверсивные).
По свойствам системы управления различают тормоза автоматические (прямо- и непрямодействующие) и неавтоматические (прямодействующие).
Тормоза этих двух типов подразделяются на пневматические, электропневматические и электрические. Принципиальное отличие пневматического тормоза от электропневматического состоит только в способе управления: управление пневматическим тормозом осуществляется изменением давления сжатого воздуха в специальном воздухопроводе (тормозная магистраль), проложенном вдоль каждого локомотива и вагона, а управление электропневматическим тормозом осуществляется электрическим током. В качестве рабочего тела в обоих случаях используется энергия сжатого воздуха. Автоматические тормоза должны автоматически приходить в действие (затормаживать) при определенном темпе снижения давления в тормозной магистрали. Прямо- или непрямодействие автоматического тормоза определяется конструкцией воздухораспределителя. Прямодействующий автоматический тормоз — это тормоз грузовых вагонов, оборудованный воздухораспределителем
усл. № 483, который способен поддерживать установленное давление в тормозном цилиндре независимо от плотности последнего.
Непрямодействующий автоматический тормоз — это тормоз пассажирских вагонов, оборудованный воздухораспределителем усл. № 292, который не восполняет утечки сжатого воздуха из тормозного цилиндра.
Примером прямодействующего неавтоматического тормоза служит вспомогательный локомотивный тормоз. В случае приведения его в действие воздух из главных резервуаров поступает в тормозные цилиндры.
По назначению различают тормоза грузовые, пассажирские и скоростные. За характеристику их работы принимают время наполнения и опорожнения тормозного цилиндра.
Классификация тормозного оборудования
Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава делится на механическое, к которому относится тормозная рычажная передача, и пневматическое, приборы которого действуют под давлением сжатого воздуха.
Пневматическое тормозное оборудование по назначению делится на пять групп: приборы питания; приборы управления тормозами; приборы торможения, осуществляющие торможение; приборы контроля; воздухопровод и арматура.
При оборудовании подвижного состава электропневмотормозами к приборам питания добавляется источник электрической энергии (статический преобразователь, аккумуляторные батареи, электрические цепи управления и контроля и др.), а к приборам управления – контроллер, блок управления и др. Соответственно добавляется и арматура: коробки зажимов; соединительные рукава с электроконтактами; сигнальные лампы и др.
Принципиальное отличие схем тормозного оборудования локомотивов и вагонов состоит в том, что первые включают все приборы тормозного оборудования, а в состав вторых входят только приборы торможения и арматура.
ПО приборам надо добавить номера моделей, точно спросят
Приборы питания, служащие для получения и хранения сжатого воздуха:
компрессоры;
главные резервуары.
Приборы управления тормозами:
поездные краны машиниста; Кран машиниста № 334Э с редуктором № 348 и контроллером ЕК-8АР Кран машиниста № 395 Кран машиниста № 394
кран вспомогательного локомотивного тормоза; №254
разобщительный, комбинированный краны; Разобщительный кран № 372
устройство блокировки тормозов;
регулятор давления. №3РД №АК-11Б
Приборы торможения:
воздухораспределители; пассажирского типа №292-001, электровоздухораспределителями №305, №371; воздухораспределителями КЕs на вагонах поездов международного сообщения;
Грузового типа №270-005-1; №483
запасные резервуары;
авторежимы; №265-003
тормозные цилиндры; № 188Б и 519Б (рис.72а) применяют на грузовых вагонах и локомотивах.
Тормозные цилиндры № 501В и 505Б (рис.72б), предназначенные для пассажирских вагонов, локомотивов и электррпоездов
№ 502Б и 507Б (рис.72в), предназначенные для локомотивов
Тормозные цилиндры № 45, 116, 316 применяются на дизель-поездах ДР1 и прицепных вагонах электропоездов ЭР22 при оборудовании дисковыми тормозами.
реле давления (повторители).
Воздухопроводы и арматура:
магистрали и отводы от магистралей;
воздушные фильтры;
разобщительные, концевые и трехходовые краны, стоп-краны; Кран экстренного торможения № 163 (стоп-кран) служит для быстрой разрядки тормозной магистрали в составе поезда при необходимости немедленной остановки.... Концевой кран М 190 устанавливают на тормозную и питательную магистрали........ Разобщительный кран № 372 предназначен для отключения воздухораспределителя от тормозной магистрали и его сообщения с атмосферой.
обратные, переключательные. предохранительные и выпускные клапаны;
пылеловки и влаго-маслоотделители;
соединительные рукава. Тормозная магистраль подвижного состава и напорная магистраль электро- и дизель-поездов соединяются рукавами типа Р17, головки которых расцепляются при повороте на определенный угол и при саморасцеплении автосцепок вагонов. Для соединения тормозных цилиндров с воздухораспределителями, а также воздухопроводов между кузовом и тележкой применяют неразъемные рукава типов Р15 (рис.118б) и Р21, № 449.. Соединительные рукава типа Р16 с двумя головками используются для соединения питательной магистрали локомотивов.
Приборы контроля:
манометры;
ЭПК автостопа;Электропневматические клапаны автостопа (ЭПК) №150Е и
№150Е-1
локомотивные скоростемеры; Скоростемер типа СЛ-2М с 1975 года обозначается ЗСЛ-2М где цифра 3 означает, что прибор является показывающим, регистрирующим и сигнализирующим. Все скоростемеры взаимозаменяемы по сериям локомотивов и по пределам измерения скорости (150 – 220 км/ч).
Скоростемер типа 3СЛ-2М отличается от скоростемера типа СЛ-2М конструкцией отдельных узлов (регистратора поездного давления, механизма подзавода и др.)
пневмоэлектрический датчик контроля целостности тормозной магистрали;
датчики-реле давления;
сигнализаторы оттека тормозов.
Механическая рычажная передачи включает в себя следующие основные детали:
триангели(грузовой) или траверсы(пассажирский);
вертикальные и горизонтальные рычаги;
винтовые и гладкие тяги;
затяжки (распорки);
тормозные башмаки и колодки;
подвески и предохранительные скобы;
автоматические регуляторы.
Тормозное оборудование пассажирских и грузовых вагонов
Воздухораспределитель № 242 предназначен для применения в пассажирских вагонах, моторвагонном подвижном составе, пассажирских и грузопассажирских локомотивах, самоходных единицах железнодорожного подвижного состава. Прибор выполнен в виде двух узлов: собственно воздухораспределителя и переходника с ускорителем экстренного торможения. Такая конструкция позволяет установить воздухораспределитель № 242 вместо № 292 на те же привалочные места: на камере № 305.203, тормозном цилиндре № 501Б или на отдельном кронштейне. При этом не требуются какие-либо дополнительные мероприятия, а также изменения воздухопроводов в системе тормоза.
На подвижном составе нового поколения воздухораспределитель № 242 можно устанавливать без переходника, в отдельном отсеке на специальной плите, а главное, при монтаже-демонтаже — без разъединения воздушных трубопроводов. Ускоритель экстренного торможения в этом случае может устанавливаться в любом месте непосредственно около тормозной магистрали, так как он функционально не связан с работой воздухораспределителя. Включать и отключать ускоритель экстренного торможения можно на любом из режимов — «К» или «Д».
Включают ускоритель ключом, ввернув упорку устройства по часовой стрелке до упора, а отключают также ключом, вывернув упорку против часовой стрелки до упора. Ручка переключателя на режиме «К» должна быть установлена перпендикулярно горизонтальной оси прибора, а на режиме «Д» — по горизонтальной оси прибора.
Пассажирские вагоны
Воздухораспределитель 11 №292-001 и электровоздухораспределитель 12 №305-000 установлены на кронштейне задней крышки тормозного цилиндра 13. Под вагоном также расположены магистральная труба 3 диаметром 11/4”, концевые краны 1 с междувагонными соединительными рукавами 7 №369А и тройник или пылеловка 9. Разобщительный кран 10 служит для включения и выключения воздухораспределителя 11.
 |
Рис. 16. Схема тормозного оборудования пассажирского вагона
В каждом пассажирском вагоне имеется не менее трех кранов 5 для экстренного торможения (стоп-кранов). Запасный резервуар 15 объемом 78 л соединен трубой диаметром 1” с кронштейном задней крышки тормозного цилиндра 13. На трубе от запасного резервуара или на запасном резервуаре установлен выпускной клапан 14. На некоторых типах вагонов приборы 10 и 12 установлены на отдельном кронштейне, а тормозной цилиндр имеет обычную крышку.
Рабочий и контрольный электрические провода 8 электропневматического тормоза уложены в трубе 2 и подведены к концевым двухтрубным 6 №316 и средней 4 трехтрубной №317 коробкам зажимов. От средней коробки провода в металлической трубе подходит к камере электровоздухораспределителя, а от концевых коробок – к контактам, расположенным в соединительной головке междувагонного рукава 7.
При зарядке и отпуске тормоза воздух из магистрали через возхдухораспределитель 11 поступает в запасный резервуар 15, а тормозной цилиндр через воздухораспределитель сообщен с атмосферой. При торможении понижают давление в магистрали, воздухораспределитель срабатывает, отключает тормозной цилиндр 13 от атмосферы и сообщает его с запасным резервуаром 15. При полном торможении давление в запасном резервуаре и тормозном цилиндре выравнивается и устанавливается около 0,38 – 0,40 МПа.