Назначение тормозов подвижного состава и образование тормозной силы

Типов тормозов: стояночные, пневматические, электропневматические, электрические, магнито-рельсовые.

Назначение тормозов подвижного состава и образование тормозной силы

Назначение тормозов подвижного состава.

Для остановки поезда при движении его на прямом горизонтальном участке пути достаточно просто выключить тяговые двигатели локомотива (перевести гидропередачу в режим холостого хода), и через определенный промежуток времени поезд остановится благодаря естественным силам сопротивления движению поезда. Однако, в этом случае, за счет силы инерции поезд пройдет значительное расстояние, прежде чем остановиться. Для сокращения этого расстояния необходимо искусственно увеличить силы сопротивления движению поезда.

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. Наиболее распространенным средством для получения тормозных сил является колодочный тормоз, при котором торможение осуществляется прижатием колодок к вращающимся колесам, благодаря чему возникают силы трения между колодкой и колесом. При трении колодок о колеса происходит разрушение мельчайших выступов поверхности, а также молекулярное взаимодействие микронеровностей контактирующих поверхностей. Трение тормозных колодок можно рассматривать как 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.

 

Рис.1.1

 

 

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.