Расчет элементов тормозных приборов

/ Литература / Автоматические тормоза подвижного состава / Расчет элементов тормозных приборов
Рис. 4.47. Уплотнительная диафрагма: а - без приемных конусов; б - с приемными конусами ром на рабочие органы, связанные с диафрагмой (остальная часть этого пояса передает силу давления на корпус). При известных диаметрах наружного 1) и внутреннего й зажимов рабочая площадь ^ определяется по формуле [14]

(4.39)

Часто бывает необходимо определить геометрические размеры диафрагмы 1) по заданной рабочей площади ¥р. Для этого, задавшись диаметром центральной шайбы </, можно использовать выражение

(4.40)

Если же заданы ширина гибкого пояса К=0,5(£)-аг) и рабочая площадь, то большой и малый диаметры находятся так:

Для устойчивой работы клапаны обычно нагружаются пружинами. При расчетах усилий, действующих на клапан, его рабочая площадь определяется как сумма площадей закрываемого отверстия и 0,25 части поверхности, закрытой в месте контакта клапана с седлом (рис. 4.48).

Рис. 4.48. Схема к расчету рабочей площади клапана Для надежного уплотнения клапана, особенно при действии под ним повышенного давления, необходимо использовать поджимающие пружины с усилием на 50-70 % выше расчетного, чтобы обеспечить достаточную плотность при максимальных перепадах давлений. Расчет пружин, применяемых в тормозных приборах, рекомендуется выполнять по формулам

(4.44)

(4.45)

(4.46)

(4.47)

где 1- прогиб пружины, м;

£) - средний диаметр витка, м;

Р, Ртах - соответственно рабочее и максимальное усилие, Н;

ир- число рабочих витков;

б- модуль сдвига (для стали 8 1010 Н/м2);

а"-диаметр проволоки, м;

т - напряжение на кручение, Н/м2.

Для тормозных приборов не рекомендуется превышать напряжение на кручение 6-Ю8 Н/м2 при сжатии пружин до соприкосновения витков. Пружину следует проектировать с минимальной жесткостью за счет максимально возможного по конструктивным условиям числа витков.

В автотормозной технике для определения уровней или темпов изменения давлений в рабочих объемах и камерах возникает потребность в расчетах калиброванных отверстий. Для этого можно использовать известную в термодинамике формулу расхода воздуха [15]

где ц - коэффициент расхода воздуха (для отверстий диаметром 0,0005- 0,0012 м принимается 0,90-0,95);

1 - площадь сечения калиброванного отверстия, м2;

у - отношение теплоемкости воздуха при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме (у = 1,41);

Рь- абсолютное давление среды, откуда происходит истечение, МПа;

Ри - абсолютное давление среды, куда происходит истечение, МПа;

ув - удельный объем воздуха, м3/Н.

Массовый расход воздуха определяется по приведенной формуР ле при - > 0,53. При меньших значениях этого отношения велин чина весового расхода остается постоянной и равной тому, котор рый имеет место при -5- = 0,53.

Из уравнения расхода воздуха получены формулы для расчета времени истечения при зарядке резервуара из источника постоянного давления или разрядке в среду с постоянным давлением [15]

Формулы (4.12) и (4.13) используют в расчетах при зарядке, а (4.14) и (4.15) при разрядке резервуаров; (4.12) и (4.14) в области сверхкритического истечения при Рн < 0,53 Рв, а (4.13) и (4.15) для докритического истечения при Рн > 0,53 Рв. Функции Фа, Фв, Фс и Фд имеют следующий вид При расчете сечений отверстий в зоне докритического или сверхкритического истечения можно сразу определить их площадь, используя приведенные выражения при заданном времени 1. Когда процесс истечения переходит из одной зоны в другую, приходится определять искомую площадь калиброванного отверстия подбором. Необходимо трижды задаться размерами отверстия, подсчитать для них значение и построить зависимости 1 = Ф(/), по которым графической интерполяцией отыскать 1 по заданному 1.

Приведенные выражения позволяют решать и обратные задачи: по известной площади сечения отверстия находить время истечения или при заданных площади и времени - объем резервуара, в который или из которого происходит истечение среды.

⇐ | Расчеты газодинамических процессов в тормозной магистрали | | Автоматические тормоза подвижного состава | | Двухпроводный ЭПТ для пассажирских поездов с локомотивной тягой | ⇒