3.6. Определение основных параметров тормозной рычажной передачи

Все типы рычажных передач характеризуются двумя основными параметрами: передаточным числом и коэффициентом полезного действия.

В данном разделе необходимо отметить коэффициент полезного действия рычажной передачи _РП, который учитывает потери усилия, передаваемого от штока тормозного цилиндра на трение в шарнирных соединениях. По данным ВНИИЖТ он равен:

• для четырехосных грузовых вагонов с односторонним нажатием тормозных колодок и симметричной рычажной передачей, а также дискового тормоза — 0,95;

• для пассажирских и рефрижераторных вагонов — 0,90;

• для восьмиосных вагонов и хопперов с несимметричной рычажной передачей — 0,80.

Передаточное число — безразмерная величина, показывающая, какой выигрыш в силе обеспечивает рычажная передача от усилия, развиваемого на штоке поршня тормозного цилиндра, на тормозные колодки. При выводе формулы передаточного числа принимают расчетную схему рычажной передачи, находящуюся в состоянии равновесия, в которой после торможения все рычаги занимают перпендикулярное положение относительно тяг.

Передаточное число рычажной тормозной передачи подсчитывается произведением отношений длин ведущих плеч рычагов к ведомым. При этом необходимо правильно учитывать условия работы рычага.

Ведущее плечо рычага — расстояние от точки приложения силы к рычагу до точки поворота рычага.

Ведомое плечо рычага — расстояние от точки поворота рычага до точки, в которой через рычаг передается усилие.

Для рычага первого рода (рис.1 а) это отношение составляет а/б, для рычага второго рода (рис.1 б) — (в + г)/г.

а) б)

Рис.1. Рычаги первого (а) и второго (б) рода

Для примера рассмотрим симметричную рычажную передачу. В передаче усилия со штока тормозного цилиндра на колодку участвуют горизонтальный рычаг (рычаг первого рода) и вертикальный рычаг (рычаг второго рода). Передаточное число, учитывающее эти рычаги, составит:

. (5)

Таким образом, мы получили передаточное число для триангеля. Такие элементы рычажных передач как триангели или балансиры равномерно распределяют передаваемое усилие между тормозными колодками или рычажными передачами и представляют собой равноплечие рычаги. Передаточное число на каждую колодку каждый из них уменьшает вдвое, поэтому, с учетом угла наклона, для одной колодки мы можем записать:

. (6)

Общее передаточное число рычажной передачи равно сумме передаточных чисел, подсчитанных для каждой колодки, т.е.

и т.д., (7)

где n_i — передаточные числа к отдельным тормозным колодкам.

Как правило, рычажные передачи проектируются с учетом обеспечения равномерного нажатия всех колодок, т.е n₁ = n₂ = n₃ = … и т.д., поэтому общее передаточное число рычажной передачи равно произведению количества колодок вагона, выраженного как m₀∙m_К, на передаточное число для одной колодки, что для симметричной рычажной передачи четырехосного грузового вагона с учетом угла наклона колодки составит:

, (8)

где m_К — количество колодок, воздействующих на колесную пару;

m₀ — осность вагона.

α — угол наклона колодки, для вагона α=10º.