СИЛЫ ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КОЛЕСО ПРИ ТОРМОЖЕНИИ

Тормозная сила поезда возникает в результате нажатия тормозных колодок на колеса. Нажатие колодки силой К вызывает силу трения Fтр.

Сила трения равна произведению силы нажатия К на коэффициент трения fтр между колодкой и колесом. Fтр = 1000 х К х fтр

Коэффициент трения является величиной непостоянной и изменяется:

· от скорости движения, с ростом скорости уменьшается;

· от материала и состояния трущихся поверхностей;

· от величины силы нажатия К на колодки (с ростом силы К, коэффициент несколько снижается);

· от длительности торможения (поверхности пришлифовываются, коэффициент уменьшается).

Т.к. колесо имеет упор в рельс в точке 0, то заторможенное колесо действует с продольной силой F₂, стремящейся потянуть рельс в сторону движения. Поскольку рельс закреплен неподвижно, то он создаст реактивную силу F₁, приложенную к колесу и направленную в противоположную сторону.

Эта сила F₁, равна силе трения Fтр и есть тормозная сила (рис.1).

Наибольшая допустимая сила трения Fтр определяется величиной коэффициента сцепления (fсц).

Fтр

К

Р

F₁ F₂ рельс

рис. 1

Сцепление – это сопротивление сдвигу колеса относительно рельса, к которому оно прижато вертикальной нагрузкой Р.

Коэффициент сцепления fсц зависит:

· от состояния поверхности рельса и колеса (влажность и грязь уменьшают fсц);

· от скорости движения (с увеличением скорости f уменьшается).

Сила сцепления – является внешней силой и зависит от силы давления колеса на рельс и коэффициента сцепления fсц колеса с рельсом.

Fсц = 1000 х Р х fсц

Если увеличить силу К сверх нормы, то сила трения Fтр станет больше силы сцепления Fсц, в этом случае колесо перестанет вращаться и начнет скользить по рельсу – заклинивание или юз.

На метрополитене для бакелитовых колодок fтр = 0,2/0,35; f = 0,2/0,22

Для предупреждения юза необходимо чтобы К х fтр был меньше чем Р х fсц или Fтр меньше или равно Fсц.

Тормозной путь – наибольшее расстояние проходимое поездом от начала торможения до полной остановки. Sт – состоит из предтормозного пути Sп, т.е. расстояние проходимое поездом с момента поворота ручки КМ до достижения расчетного нажатия колодок на колеса, и действительного пути торможения Sд, который поезд проходит, будучи заторможенным.