Для создания эффективной тормозной системы сила нажатия тормозной колодки на колесо должна обеспечивать реализацию максимальной силы сцепления колеса с рельсом и вместе с тем исключать возможность появления юза при торможении. Это положение в колодочном тормозе выполняется при граничных условиях, соответствующих сухим и чистым рельсам, и аналитически выражаются уравнением:
(1.1)
где К – допустимая сила нажатия колодки на колесо, кН;
φк – действительный коэффициент трения тормозной колодки о колесо;
0,85 – коэффициент, учитывающий разгрузку задней колёсной пары;
Ψк – коэффициент сцепления колеса с рельсом при торможении;
Рк – статическая нагрузка на колесо, отнесённая к одной тормозной колодке, кН.
(1.2)
где Ру – учётный вес вагона, тс;
z – число колёсных пар (тормозных осей) вагона;
mк = 2 – количество тормозных колодок или их секций, приходящихся на одно колесо;
g = 9,81≈ 10 м/с2 – ускорение свободного падения.
Подставляя в формулу значения коэффициента трения, получим для чугунных колодок:
, (1.3)
где V = 7 км/ч – расчётная скорость движения экипажа при недопущении юза, км/ч (таблица 3).
После преобразований уравнение примет вид:
Нагрузка от колёсной пары на рельсы определяется из выражения:
(1.5)
Для значения q0=210 кН методом интерполяции исходя из таблицы 3 для скорости недопущения юза 7 км/ч находим:
Подставляя в уравнение значения, получим:
,
,
,
,
,
Полученную допустимую силу нажатия тормозной колодки проверяем исходя из требований теплового режима трущихся пар, по выражению:
(1.6)
где Fк - номинальная площадь трения тормозной колодки, см2,
Fк =305см2;
[ΔРуд] – допустимое удельное давление на тормозную колодку, Н/см2, [ΔРуд]=130.
,
Принимаем Кдоп=27,575 кН.