Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор конструкций и анализ методов оценки параметров и функционирования тормозных рычаж ных передач грузовых вагонов 9
І.І.Краткий обзор конструкций и вопросов совершенствования тормозных систем грузовых вагонов 9
1.2 Анализ теоретических методов оценки конструкций тормозных систем 29
Выводы и задачи исследования 36
2. Многофакторная оценка параметров рычажных передач грузовых вагонов с учетом повышения осевых нагрузок и скоростей движения экипажа 38
2.1. Разработка методики обобщенной оценки параметров тормоз ных систем 38
2.2 Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом повыше ния осевых нагрузок и скоростей движения 53
2.2.1 Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом обеспечения безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей 62
2.2.2 Оцека коэффициентов передачи усилий с учетом ограничений по мощности 69
2.2.3 Анализ обобщенных областей варьирования Nny, удовлетворяющих различным эксплуатационным условиям 91
2.2.4 Оценка коэффициентов передачи усилий с точки зрения обеспечения повышенных осевых нагрузок для различных эксплуатационных условий 101
Выводы по 2 главе 125
3. Уточнение методики расчета и совершенствова ние конструкции рычажной передачи грузовых вагонов 127
3.1 Краткий обзор устройств , пердотвращающих касание колодок и колес при отпущенном тормозе 128
3.2 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами как плоского механизма 137
3.2.1 Особенности структуры типовой рычажной передачи четырехосного вагона 137
3.2.2. Особенности структуры ТРП тележки без отводящих устройств в отпускном положении 139
3.2.2.1 Структурный анализ механизма ТРП тележки в
случае кромочного контакта колодки с колесом 142
3.2.3 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устрой
ствами 145
3.2.3.1 Разработка структурной схемы ТРП тележки с отводящими устройствами 145
3.2.3.2 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами жестко закрепленными на подосной
тяге , в отпускном положении 146
3.2.3.3 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , жестко закрепленными на подосной тяге , в случае кромочного контакта 150
3.2.3.4 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в отпускном положении 161
3.2.3.5 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в случае кромочного контакта 165
3.2.4.Разработка предложений по усовершенствованию структуры механизма тормозной рычажной передачи тележки с отводящими устройствами 171
3.3 Определение конструктивных параметров предлагаемого поводкового отводящего устройства 178
3.3.1 Разработка математической модели , иммитирующей параллельный отвод колодок 182
3.3.2 Разработка математической модели четырехзвенного механизма 189
3.3.3. Анализ траекторий т D и обоснование координат Xі о ,YUD закрепления отводящего поводка относительно тыльной стороны триангеля 196
3.3.4. Обобщенная оценка погрешности между траекториями TD ДЛЯ механизма , иммитирующего параллельный отвод
колодок и четырехзвенного механизма 202
3.4. Определение конструктивных параметров предлагаемого отводящего поводка с учетом предельно-допустимого отклонения колодки от положения соответствующего параллельному отводу колодок 206
3.4.1. Разработка методики определения предельно-допустимых смещений колодки относительно положения параллельного отвода 206
3.4.2. Качественный анализ характерных вариантов взаимного расположения кривых 213
3.4.3. Разработка методики вычисления линейной погрешности 217
3.4.4. Основные этапы приближения функций 221
3.4.5 Обоснование параметров отводящего поводка с учетом конструктивных ограничений 229
Выводы по 3 главе 232
Выводы и предложения 235
Список использованных источников
- Анализ теоретических методов оценки конструкций тормозных систем
- Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом обеспечения безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей
- Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами как плоского механизма
- Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в отпускном положении
Введение к работе
Актуальность темы . К наиболее важным задачам железнодорожного транспорта, в современных экономических условиях необходимо отнести вопросы повышения безопасности, надежности н эффективности работы подвижного состава. В этом алане важное место занимают вопросы проектирования, эксплуатации, обслуживания и ремонта тормозных систем. Изменение осевых нагрузок, массы тары, эксплуатационних условий обуславливают актуальность вопросов оценки приемлемости уже существующих тормозных систем для новых условий с целью обеспечения вагона тормозными средствами, то есть обеспечения реализуемого коэффициента сцепления, исключающего вхождение подвижного состава в юз, обеспечение реализации требуемых тормозных путей и тепловых характеристик не превышающих допустимые нормативные значения.
Опыт эксплуатации показывает наличие определенных недостатков ТС. На основании этого можно отметить, что актуальными являются также вопросы совершенствования конструкций тормозных систем приводящие, в некоторых случаях, к необходимости разработки новых принципиальных схем тормоза. При этом одним ю требований совершенствования конструкций является требование унификации.
Цель работы заключается: - в разработке методики и оценке параметров одноцилиндровых тормозных систем в зависимости от изменения осевых нагрузок, а также скоростей движения с учетом ограничений по тормозным путям, коэффициентам сцепления колеса с рельсом и мощности вырабатываемой в процессе торможения на одной колодке;
-в анализе структуры механизма тормозных рычажных передач (ТРП) 2-х осных тележек с отводящими устройствами;
-в решении задач по совершенствованию структуры механизма ТРП 2-х осных тележек из условия равномерного износа и отвода колодок.
Методы исследования. Решения всех задач рассмотренных в диссертации производилось с применением метода математического моделирования на ЭВМ, что позволило произвести многовариантный анализ и обеспечить достаточную точность выходных данных. При этом были разработаны алгоритмы и программы составленные на языке FORTRAN 5.1.
При проведении структурного анализа тормозной рычажной передачи двухосных тележек использовались методы теории машин и механизмов.
Научная новизна. Разработана методика оценки параметров для одноцилиндровых тормозных систем, в зависимости от величины осевых нагрузок с учетом ограничений по коэффициентам сцепления колеса с рельсом, мощности, вырабатываемой в процессе торможения на одной колодке и предельным тормозгшм путам, необходимая для выбора передаточных чисел при проектировании тормозных систем вагонов.
Исследованы резервы повышения осевых нагрузок для вагонов с различной массы тары, для тормозных систем с передаточными числами 5.72 и 5.9.
Обоснована возможность повышения осевых нагрузок для вагонов с различной массой тары. Из этих условий даны рекомендации по выбору передаточных чисел.
Впервые произведен структурный анализ тормозной рычажной передачи двухосной тележки грузового вагона с учетом механизма отвода колодок используемого в эксплуатации; в случае возникновения кромочного контакта между колодкой и колесом.
Выработаны требования к рычажным передачам тележек грузовых вагонов с точки зрения обеспечения параллельного отвода колодок, позволяющие оценить предлагаемые конструкции отводящих устройств.
Разработана методика выбора геометрических параметров отводящих устройств.
Предложена конструкция и обоснованы геометрические размеры отводящего устройства отвечающего требованиям параллельного отвода.
Результаты работы реализованы в виде алгоритмов и программ использующихся в комплексе тормозных расчетов эксплуатирующимся на Уралвагонзаводе и Вагонзаводе г.Энгельс, а также диаграмм позволяющих произвести оценку параметров тормозных систем. Результаты исследований отражены в технических требованиях к тормозному оборудованию грузовых вагонов постройки заводов РФ, являюпгихся нормативным документом при проектировании тормозных систем грузовых вагонов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технической конференции "Неделя науки 94" (Москва, 1994г.); на заседании кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" МИИТа (Москва 1996,1997 г.г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано три работы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения и содержит 244 с. машинописного текста, 99 рисунков, 43 таблицы.
Анализ теоретических методов оценки конструкций тормозных систем
Рассматривая механическую часть тормоза, изображенную на рис 1.5, которую имеют вагоны-хопперы моделей 11-740, 19-Х051 и 19-Х052 для перевозки гранулированных минеральных удобрений и сырья для их производства, отметим, что на двух последних моделях ТЦ 1 установлен в консольной части рамы и сориентирован своим штоком к середине вагона.
Что касается вагонов-хопперов для перевозки цемента, заметим что для них имеет место две разновидности механической части тормоза, применяемые на различных моделях. Так современный цементовоз (модель
19-758) имеет ТРП, представленную на рис 1.5, а вагоны модели 11-715 имеют механическую часть тормоза, собранную по разным схемам. Так на вагонах, где ТЦ установлен сверху в консольной части рамы кузова, используется схема изображенная на рис 1.5, а на вагонах с ТЦ в средней части - схема с симметричным расположением элементов, изображенная на рис 1.3 у которой рычаги узла ТЦ расположены в горизонтальной плоскости. Отличительной особенностью последней является также то, что вместо рычагов передаточного узла используются горизонтально размещенные поперек вагона тормозные валы (рис 1.3), снабженные соответственно по торцам вертикальными рычагами 11, 12 и 17, 18. Причем в головной кинематической цепи тормозной вал 13 соединен рычагом 11 с головной тягой 5, а в тыловой - с тягой 6 вагона. Рычагом 12 и 18 тормозные валы 13 и 14 подключены к передаче тормоза двухосной тележки.
У вагонов-хопперов для перевозки технического углерода и гранулированной сажи ( моделей 25-4001 и 20-403 ) ТЦ установлен на раме кузова в средней ее части, между разгрузочными люками бункеров, таким образом на данных вагонах применяется симметричная схема ТРП, изображенная на рисунке 1.2. Головная и тыловая ветви содержат рычажные передаточный узлы состоящие из рычага 11 и 12 и тяги 5 и 6. соответственно. Из-за ограниченности свободного пространства головной 2 и тыловой 3 рычаги ТЦ, наклонены в поперечном направлении вагона и сориентированы снизу вверх.
Вагоны хопперы моделей 17-494 и 17-431 для перевозки нефтебитума оборудованы типовой симметричной ТРП (рис 1.1), которая применяется в тормозных системах подавляющего большинства четырехосных платформ, крытых вагонов, полувагонов и цистерн.
На хоппере-дозаторе ЦНИИ-ДВЗ-М (модель 20-Х351) механическая часть тормоза собрана по схеме, показанной на рисунке 1.6, а для хоппера-дозатора ЦНИИ-ДВЗ по схеме представленной на рис 1.7.
Из анализа конструкций ТРП указанных схем видно, что схема на рис 1.6 отличается от ТРП изображенной на рис 1.5 местом установки кронштейна мертвой точки серьги 4. Здесь этот кронштейн закреплен на раме вагона ближе кАРП.
Особенностью схемы ТРП (рис 1.7) хоппера-дозатора ЦНИИ-ДВЗ производства Польши является отсутствие авторегулятора, а также размещение ТЦ, шток которого направлен в сторону вертикальных промежуточных рычагов.
Обследование технического состояния тормозного оборудования вагонов бункерного типа, проводимое МИИТом совместно с ВНИИЖТом, в рамках научно-исследовательской работы / 3 / и выявившие ряд существенных недостатков, показало, что у цементовозов с несимметричной тормозной рычажной передачей (рис 1.5) во многих случаях выход штока превышал максимально допустимое значение, а также имели место разрывы колец отводящих устройств. А у окатышевозов наблюдаются износы и изгиб большой поддерживающей скобы, вызванные взаимодействием с элементами ТРП. У полувагонов бункерного типа для перевозки горячего агломерата имели место случаи потери их тормозной эффективности, приводящие к нарушению безопасности движения поездов. Вместе с этим при утоньшении тормозных колодок вследствие их износа был выявлен чрезмерный завал рычагов 11 и 12 передаточных узлов, снижающий действительные силы нажатия колодок. Для этого же вагона известны случаи самовыключения тормоза обеих тележек.
У вагонов - хопперов для перевозки минеральных удобрений состояние тормозного оборудования большинства вагонов оказалось удовлетворительным. Однако с увеличением выхода штока ТЦ более предельно допустимой величины происходило взаимодействие торца промежуточного рычага с хребтовой балкой, что вызывало потерю эффективности. Кроме того у некоторых вагонов, таких как цементовоз (мод 19-758) и крытых вагонов-хопперов для перевозки зерна, в механической части тормоза присутствовал недопустимый завал вертикальных рычагов тележки, приводящий к чрезмерному сближению с надрессорной балкой или контакту с осью колесной пары. Вместе с этим у 80 % осмотренных вагонов присутствовал клиновидный износ колодок, что свидетельствует о плохой работе отводящих устройств.
Исследования показали, что большинство вагонов бункерного типа имеют существенные недостатки, причем в тормозной системе этих специализированных вагонов в эксплуатации возникают как общеизвестные неисправности, проявляющиеся во всех типах грузовых вагонов, так и другие, характерные только для вагонов, где в механической части автотормоза используется дополнительные передаточные узлы, что также обуславливает актуальность вопросов совершенствования конструкций.
Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом обеспечения безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей
Произведя оценку характера изменений коэффициентов передачи усилий с учетом ограничений по коэффициентам расчетных нажатий и условию безъюзного торможения, для различных эксплуатационных условий было получено, что зависимости, отражающие ограничения по юзу, для заданного диапазона осевых нагрузок 1-35 т/ось, для большинства скоростных режимов ( включающих в себя скорости движения и реализуемые для этих скоростей тормозные пути ) располагаются, в основном, выше зависимостей ограничения по коэффициентам расчетных нажатий. Причем указанные линии являются прямо направленными, то есть с увеличением параметров по оси X увеличиваются и цараметры по оси У. В следствии такого положения зависимостей выделяется область, расположенная между кривыми ограничений, которая удовлетворяет условиям безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей ( исходя из условия ограждения мест препятствий ).
Следует учесть, что с изменением скоростей и длины тормозного пути полученные области также претерпевают изменения. Это связано с тем, что для различных скоростных режимов положение кривых не одинаково. Так, с увеличением скорости, кривые ограничения по юзу располагаются ближе к оси абсцисс. При этом влияние скоростных режимов на расположение характеристик Nny(q) по юзу незначительно. Уменьшение же вместе с этим тормозного пути, приводит к значительному смещению зависимостей отражающих предельные значения Nny из условий ограничения по коэффициентам расчетных нажатий вверх относительно оси абсцисс. Следует также отметить, что для ограничений по коэффициентам расчетных нажатий имеет место ярко выраженное влияние скоростных режимов на расположение характеристик Nny(q). Таким образом увеличение скорости, уменьшение длины тормозного пути приводит к сужению области приемлемых решений, что для заданной величины коэффициента передачи усилий уменьшает диапазон осевых нагрузок в пределах которых тормозная система удовлетворяет нормативным требованиям (безъюзного торможения и непревышения предельных путей).
Вместе с этим к эксплуатационным факторам относятся не только допускаемые скорости движения и предельные тормозные пути, но факторы отражающие условия сцепления колеса с рельсом при торможении и условия распространения тормозных процессов в поезде. Особенностями указанных условий является то, что ухудшение условий сцепления и увеличения времени распространения тормозных процессов приводит к "вырождению" области приемлемых решений, в частности для порожнего режима воздухораспределителя, что указывает на невозможность использования данного режима в указанных условиях эксплуатации.
Кроме того, следует отметить, что для некоторых скоростных режимов на рассматриваемом интервале осевых нагрузок (1-35т/ось) наблюдается пересечение исследуемых зависимостей, которое располагается тем ближе к началу координат, чем выше скорость и меньше тормозной путь. Характерным в этом случае является наличие точек пересечения, указывающих на существование предельных осевых нагрузок, выше которых не удается обеспечить предъявляемые к тормозным системам в эксплуатации требования. Таким образом наличие указанных пересечений отражает предельные возможности тормозных систем вагона как с точки зрения повышения осевых нагрузок, так и с точки зрения реализации соответствующих максимальных значений Nny.
Так на порожнем режиме воздухораспределителя, в случае равномерной загрузки тележек и усредненного времени запаздывания тормозных процессов в поезде 3 секунды (рис 2.3) значения предельных осевых нагрузок, обусловленные пересечением кривых, на рассматриваемом интервале осевых нагрузок отсутствуют, а пересечения лежат за пределами диапазона осевых нагрузок 1-35 т/ось.
Важным является также тот факт, что диапазон допускаемых с точки зрения регламентируемых требований, осевых нагрузок для выбранного коэффициента передачи усилий существенно сужается для V=120 км/ч и ST=1300M. Вместе с этим наибольший диапазон соответствует скорости 80 км/ч и тормозному пути 1000м. Сужение области возможного варьирования значениями коэффициента передачи усилий, удовлетворяющих требованиям безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей, для V=120 км/ч и ST=1300M настолько велико, что существенно ужесточает требования к выбору Nny и приводит к снижению диапазона допускаемых осевых нагрузок для заданной величины Nny.
Учитывая, что на порожнем режиме осевая нагрузка определяется тарой вагона, а соответствующее давление в тормозном цилиндре определяется режимом воздухораспределителя, то диапазон допускаемых осевых нагрузок, для выбранного Nny позволяет оценить условие применимости выбранного коэффициента передачи усилий для вагонов с различной массой тары, что при определенных условиях отражает унификацию тормозных систем.
При этом эксплуатация вагонов со скоростью 80 км/ч и реализуемого для этой скорости тормозного пути 1000 м не цредполагает серьезных ограничений на использование однотипных схем рычажных передач на вагонах различных конструкций, у которых имеется широкий диапазон изменения массы тары. При увеличении скорости, для вагонов различных конструкций степень применимости однотипных рычажных передач значительно снижается, что выражается в ограничении на допускаемые изменения массы тары.
Следует отметить, что имеющаяся область приемлемых решений, соответствующие V=120 км/ч и ST=1300 м позволяет сформулировать требования к рычажным передачам с точки зрения таких Nny, которые удовлетворяют условиям безъюзного торможения и непревышения предельных тормозных путей для всех рассматриваемых скоростных режимов
Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами как плоского механизма
Следует также отметить, что указанные точки пересечения определяют границы области, для которых выполняются все нормативные требования. В случае же реализации коэффициентов передачи усилий и осевых нагрузок, лежащих за пределами значений Nny(max) и q(max), полученных в результате пересечения функций, неизбежно нарушение одного или нескольких условий из регламентированных нормативом требований (обеспечения безъюзного торможения, реализации заданных тормозных путей, непревышения мощности, выделяемой на одной колодке.
Характерной особенностью описываемых точек, является тот факт, что максимально допустимый коэффициент передачи усилий не реализуется для максимально допустимой осевой нагрузки. Вместе с этим, наличие пересечений характеристик Nny мощ(ц), Nny юз(ц), Nny(q) и их взаимная ориентация в выбранной системе координат указывает на различие условий, по которым производится оценка предельных значений Nny. Так имеют место осевые нагрузки для которых предельные Nny ограничиваются условиями сцепления колеса с рельсом ( до q соответствующей Nny(max)), а также нагрузки для которых Nny ограничивается по условию непревышения предельно допустимой мощности ( после q соответствующей Nny (max)). Таким образом , в определенном диапазоне осевых нагрузок, в отличии от областей полученных без учета ограничений по мощности, предельные значения коэффициентов передачи усилий определяются не из условия сцепления колеса с рельсом, а по допускаемой величине мощности, выделяемой на колодке. Следует также отметить, что данный диапазон осевых нагрузок включает в себя и максимально допустимое значение q.
Как видно из рис 2.11 -2.18, на расположение зависимостей Nny Moin,(q) оказывает влияние величина задаваемой скорости, приводящая к существенному ограничению области варьирования коэффициентов передачи усилий. При этом, чем выше скорость, тем более жесткие условия накладываются на выбор величин Nny, как с точки зрения ограничения по юзу и предельным тормозным путям, так и ограничений по мощности, выделяемой на одной колодке.
Проведя количественную оценку этих областей с учетом эксплуатационных условий, было получено, что на порожнем режиме воздухораспределителя, для равномерной загрузки тележек и времени запаздывания тормозных процессов в поезде 3 секунды (рис 2.11), при учете мощности выделяемой на одной колодке происходит существенное снижение предельно допустимых значений осевых нагрузок. Так без учета ограничений по мощности , на интервале осевых нагрузок 1-35 т/ось ограничения по q(max) имели место только для У=120км/ч И ST=1300 M; V=100 км/ч и ST=1000 м, а В данном случае ограничения по q(max), которое будет характерно для всех рассматриваемых скоростных режимов. Значения Nny и q соответствующие точкам пересечения, определяющих предельные значения Nny(max) и q(max) сведены в таблицу 2.1
Максимально возможные значения Nny и q для порожнего режима , равномерной загрузки тележек , усредненного времени запаздывания тормозных процессов в поезде 3 секунды скорость V км/ч тормозн.путь ST м максимально возможный коэффициент передачи усилий Nny(max) максимально возможная осевая нагрузка q0(max) Nny(max) q0 т/ось Nny qo(max) 80 1000 32.5 19.5 20 32 90 1300 26.5 16.4 16.5 27.5 100 1600 12.2 14.1 14.5 23.7 1300 12.2 14.1 15 20.9 1000 12.2 14.1 17 17.3 120 1600 16 10.6 11.9 14.6 Анализ данных показал, что использование порожнего режима возможно до q=38 т/ось ( для V=80 км/ч и ST=1000 м), однако такая осевая нагрузка может быть реализована только для коэффициента передачи усилий Nny= 25, в то время как на практике значения Nny лежат в диапазоне Nny є [4,6] (для композиционных тормозных колодок) /27/. Таким образом на порожнем режиме достижение максимально допустимой осевой нагрузки возможно только при завышенных передаточных числах.
Стремление увеличить скорость движения приводит к некоторому снижению величины максимальной осевой нагрузки и реализуемого для нее коэффициента передачи усилий. Однако и в этом случае реализуемые для q(max) значения Nny остаются завышенными по сравнению с использующимися в эксплуатации.
Учитывая тот факт, что для порожнего режима ВР, максимальная осевая нагрузка определяется тарой вагона и частью его загрузки (из условия непревышения q=6T/ocb, для композиционных колодок) полученные предельные осевые нагрузки (см таблицу 2.1) значительно выше возможных в эксплуатации. Это позволяет говорить о существовании некоторого запаса с точки зрения увеличения осевых нагрузок для порожнего вагона даже в случае его эксплуатации со скоростью 120 км/ч.
В случае ухудшения условий сцепления колеса с рельсом (рис 2.12) для оценки влияния ограничений по мощности на область значений Nny рассмотрим характерные точки пересечения исследуемых характеристик изменения Nny(q), величины которых представлены в таблице 2.2
Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в отпускном положении
Как известно, конструкция тормозной рычажной передачи вагонов представляет собой сложный пространственный механизм, разработка математической модели по определению положений звеньев которого является важной задачей, поскольку дает возможность уже на стадии проектирования оценить функциональные характеристики механизма ТРП в целом и отдельных его составляющих, а так же выработать требования к эксплуатации системы.
Согласно теории машин и механизмов в основе разработки математической модели лежит структурный анализ механизма. Основным условием при котором является соответствие между числом ведущих звеньев и числом степеней свободы. Только при выполнении данного условия, задавшись положением ведущих звеньев механизма, можно получить вполне определенное положение ведомых звеньев. Проводимые ранее исследования механизмов тормозных рычажных передач грузовых вагонов /5,10/ показали, что число степеней свободы механизмов без отводящих устройств в два раза больше числа ведущих звеньев, где за ведущие звенья приняты подвески тормозных башмаков. Дополнительные степени свободы механизма ТРП грузовых вагонов реализуются при повороте триангелей относительно оси шарнирного соединения триангеля с подвеской. Это происходит в случае несовпадения общего центра тяжести триангеля, включая башмаки и колодки относительно оси подвешивания его на подвеске триангеля. Данная дополнительная подвижность приводит в эксплуатации к касанию кромкой колодки колеса при отпущенном тормозе, что впоследствии может привести, как показывает практика, к неравномерному износу колодок.
Вводимое в исследованиях /5,10/ предположение, что тормозная колодка изнашивается равномерно, что в свою очередь имитировалось при помощи вспомогательного кулисного механизма, дает идеализированную оценку рабо 128 ты ТРП, в то время как в реальности излишняя подвижность триангеля должна ликвидироваться посредством отводящих устройств. Последние, как показывает практика, не всегда выполняют свои функции.
Таким образом, можно сделать вывод, что для более полной оценки функционирования механизма ТРП необходимо произвести структурный анализ механической части тормоза с учетом механизма реального отвода колодок. Однако в связи с многообразием конструкций механизмов отвода необходимо на первом этапе выполнить их обзор.
При движении поезда с отпущенными тормозами в большинстве случаев (76 %) тормозные колодки касаются поверхности катания колес /28/. Для того чтобы обеспечить полный отвод тормозных колодок от поверхности катания колес при отпущенном тормозе необходимо компенсировать действие вращательного момента, вызывающего поворот триангеля и как следствие касание колодкой колеса /28/. На сегодняшний день имеется множество зарубежных разработок в этой области. Этой проблеме посвящены и ряд научных работ. При этом наиболее подробно вопросы параллельного отвода колодок от колес рассмотрены в диссертационной работе Дроздова Е. Г./28/. Все типы отводящих устройств можно разбить на группы рис 3.1.
Согласно исследованиям, наиболее полно отвечают требованию отвода колодок от колес устройства группы В ( схемы 8 и 9 рис 3.1 ). Однако, как показала практика применение таких конструкций значительно усложняет рычажную передачу, требует изменения унифицированных узлов тележки, затрудняет обслуживание и ремонт тормозного оборудования в эксплуатации.
Значительный диапазон изменения диаметра колесных пар и толщины колодок в процессе эксплуатации вагонов требует дополнительных затрат на регулировку упругих элементов. Установка пружин имеет целью обеспечить отвод колодок от колес при их касании по всей поверхности трения колодки. На четырехосных грузовых вагонах это необходимо в случае больших зазоров в шарнирных соединениях рычажной передачи, когда хода поршня тормозного цилиндра оказывается недостаточно для отвода колодок от колес. Однако при качественном ремонте и правильной регулировке рычажной передачи в эксплуатации применение устройств такого типа на отечественных четырехосных грузовых вагонах является не целесообразным.
Устройства, удерживающие триангель в горизонтальном положении (группа Б, схемы 4-7 рис 3.1 ), могут иметь различное конструктивное исполнение. Устройство такого типа, разработанное на Уралвагонзаводе (рис 3.2 ), имеет направляющий пруток 1, который с помощью подвесок 2 удерживает оба триангеля тележки в горизонтальном положении. Такая конструкция отличается сложностью и при существующей технологии и организации ремонта и обслуживания тормозов не отвечает требованиям ремонтопригодности. Оборудование вагонов устройствами такого типа не может быть проведено в условиях вагонных депо, что является важным фактором при проведении модернизации.
На железных дорогах стран Западной Европы и США широко применяются бесподвесочные триангели /29/. Однако испытания бесподвесочных три-ангелей у нас в стране не дали положительного результата и перспективы для их применения в ближайшее время отсутствуют.
Конструктивное исполнение устройств, предотвращающих касание колодок и колес при отпущенном тормозе, выполненных по схемам 6 и 7, у нас в стране не изготовлялись, не испытывались и требуют дополнительного подробного анализа.
