HXD3C电力机车紧急制动、停放制动计算报告--ok

南车株洲电力机车有限公司
设计文件
HXD3C电力机车
紧急制动、停放制动计算报告
缩写表
目录
1 概述 (1)
2 基本参数 (1)
3 轴重23t，在平直道上初速为120km/h的紧急制动距离计算 (2)
4 轴重25t，在平直道上初速为120km/h的紧急制动距离计算 (5)
5 单机在30‰停放制动计算 (6)
6 结论 (7)
HXD3C电力机车紧急制动、停放制动计算报告
1 概述
HXD3C电力机车基础制动装置采用JPXZ系列盘形制动器，闸片采用200cm2x24mm的有机合成闸片，制动盘采用Φ1040的合金铸铁盘。

整车1、6位轴布置4个带停放的盘形制动器，制动缸直径φ203 mm ；2、3、4及5位轴布置8个不带停放的单元制动器，制动缸直径φ255 mm。

2 基本参数
2.1 根据《HXD3C型电力机车总体技术规范（报批稿）》：
2.1.1 制动初速：V＝120 km/h；
2.1.2 单机重量：23t轴重时：Q
＝（23×6）t=138 t；
25 轴重时：Q
＝（25×6）t=150 t；
2.1.3 制动缸数量及缸径：n
1×d
1
=4×φ203 mm（1、6位轴）；
n
2×d
2
=8×φ255 mm（2、3、4、5位轴）；
2.1.4 制动倍率：I
1
＝3.23(缸径为φ203 mm)；
I
2
＝2（缸径为φ255 mm）；
2.1.5 紧急制动时制动缸压力：P＝450kPa；
2.1.6 紧急制动时基础制动装置传动效率η＞85%；
2.1.7 闸片的材料为有机合成闸片，平均摩擦系数为k
= 0.35，磨耗限值19 mm，闸片温度限值400℃；
2.1.8 制动盘材质采用合金铸铁，制动盘形式为整体夹嵌式，制动盘的温度限值不小
于400 ℃。

2.1.9 轴重23t，初速为120km/h的紧急制动距离小于800m。

2.1.10 轴重25t，初速为120km/h的紧急制动距离小于900m。

2.1.11 机车能满足单机在30‰坡道安全停放要求。

2.2 根据TB/T 1407-1998 列车牵引计算规程
2.2.1 空走时间：t＝2.5 s
2.3 基础制动装置及车轮基本参数
2.3.1 8寸缸有效活塞面积：A
1
＝323.7 cm2
2.3.2 10寸缸有效活塞面积：A 2＝510.7cm 2 2.3.3 制动半径：
m
r ＝0.448m
2.3.4 车轮半径（新）：m
R ＝0.625m
2.3.5 车轮半径（半磨耗）：1
m R ＝0.6m
2.3.6 车轮半径（旧）：
2
m R ＝0.575m
2.3.7 盘形制动缸的停放制动输出力：Ft =23000N
2.3.8 弹簧反力：c
F ＝1500N
2.4 其他参数
2.4.1 根据经验，转动质量：mr%＝10 2.4.2 粘着系数：Φ=0.13
2.4.3 静摩擦系数：0φ=0.35
3轴重23t ，在平直道上初速为120km/h 的紧急制动距离计算
a) 制动初速：V ＝120km/h b) 机车总重：Q ＝138t 3.1 制动缸活塞力p F ：
p c F A P =⨯
8寸缸制动器的制动缸活塞力：
3
4
1145010323.710150013066.5()p c F A P N -=⨯=⨯⨯⨯-= 10寸缸制动器的制动缸活塞力：
3
4
2245010510.410150021468()p F A P N -=⨯=⨯⨯⨯-=
3.2 制动夹紧力b F ：
b p F F I η=⨯⨯
8寸缸制动器的制动夹紧力：11113066.5 3.230.9540094.56()b p F F I N η=⨯⨯=⨯⨯= 10寸缸制动器的制动夹紧力：2222146820.9540789.2()b p F F I N η=⨯⨯=⨯⨯=
3.3 总的夹紧力B F ：
112240094.56440789.28486691.84()B b b F F n F n N =⨯+⨯=⨯+⨯=
3.4 制动质量b m ：
%
100
r b Q m m Q ⨯=+
＝138000＋(138000×10/100)＝151800（kg ） 3.5 新轮、半磨耗轮和旧轮的制动率分别为γ、γ1、γ2：
B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（151800×0.625×9.81） ＝0.234
11B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（151800×0.6×9.81） ＝0.244
22B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（151800×0.575×9.81） ＝0.255
3.6 新轮、半磨耗轮和旧轮的减速力分别为d F 、1d F 、2d F ：
B m k
d m
F r F R ⨯⨯∅=
＝486691.84×0.448×0.35/0.625 ＝122101.25（N ）
11
B m k
d m F r F R ⨯⨯∅=
＝486691.84×0.448×0.35/0.6 ＝127188.8（N ）
22
B m k
d m F r F R ⨯⨯∅=
＝486691.84×0.448×0.35/0.575 ＝132718.7（N ）
3.7 新轮、半磨耗轮和旧轮的平均减速度分别为a 、1a 、2a ：
d
b
F a m =
＝122101.25/151800＝0.8（m/s 2） 1
1d b
F a m =
＝127188.8/151800＝0.84（m/s 2） 22d b
F a m =
＝132718.7/151800＝0.87（m/s 2
） 3.8 新轮、半磨耗轮和旧轮的制动距离分别为S （新）、S （半磨耗）、S （旧）：
S （新）2
(
)
3.63.62V V t a
⨯=+
＝120×2.5/3.6＋1202/（0.8×25.92） ＝83.3＋694.4 ＝777.7（m ）
S （半磨耗）2
1
(
)
3.63.62V V t a ⨯=+ ＝120×2.5/3.6＋1202/（0.84×25.92） ＝83.3＋661.4 ＝74
4.7（m ）
S （旧）2
2
(
)
3.63.62V V t a ⨯=+ ＝120×2.5/3.6＋1202/（0.87×25.92） ＝83.3＋638.6 ＝721.9（m ）
4轴重25t ，在平直道上初速为120km/h 的紧急制动距离计算
a) 制动初速：V ＝120km/h b) 机车总重：Q ＝150t 4.1制动质量b m ：
%
100
r b Q m m Q ⨯=+
＝150000＋(150000×10/100)＝165000（kg ） 4.2新轮、半磨耗轮和旧轮的制动率分别为γ、γ1、γ2：
B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（165000×0.625×9.81） ＝0.216
11B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（165000×0.6×9.81） ＝0.225
22B m
b m F r m R g
γ⨯=
⨯⨯
＝（486691.84×0.448）/（165000×0.575×9.81） ＝0.234
4.3 新轮、半磨耗轮和旧轮的平均减速度分别为a 、1a 、2a ：
d
b
F a m =
＝122101.25/165000＝0.74（m/s 2） 11d b
F a m =
＝127188.8/165000＝0.77（m/s 2
） 2
2d b
F a m =
＝132718.7/165000＝0.8（m/s 2） 4.4 新轮、半磨耗轮和旧轮的制动距离分别为S （新）、S （半磨耗）、S （旧）：
S （新）2
(
)
3.63.62V V t a
⨯=+
＝120×2.5/3.6＋1202/（0.74×25.92） ＝83.3＋750.8 ＝834.1（m ）
S （半磨耗）2
1
(
)
3.63.62V V t
a ⨯=+ ＝120×2.5/3.6＋1202/（0.77×25.92） ＝83.3＋721.5 ＝804.8（m ）
S （旧）2
2
(
)
3.63.62V V t a ⨯=+ ＝120×2.5/3.6＋1202/（0.8×25.92） ＝83.3＋69
4.4 ＝777.7（m ） 5单机在30‰停放制动计算 4.1 整车下滑力F 下：
F Q i g =⨯⨯下=150000×30‰×9.81=44145（N ）
4.2 停放制动输出力T
T= Ft ×I 1×η=23000×3.23×0.95=70575.5（N ） 4.3 总车停放制动力 F 停：
F 停=T ×ϕj ×4×
m r /m
R
=70575.5×0.35×4×0.448/0.625 =70823.93（N ）
4.4 机车停放制动滚动安全系数λ λ= F 停/ F 下 =70823.93/44145
=1.6
4.5 机车停放制动滑动安全系数δ
δ=F
粘/F
下
=150000×9.81×0.13/44145
=4.3
6结论
通过以上计算，有以下结论：
表1 制动初速120 km/h时,不同轴重下的紧急制动距离
a)23t轴重时机车单机平直道以120km/h 速度运行时纯空气在新轮、半磨耗轮和旧轮下的紧急制动距离满足紧急制动距离小于800m的制动要求。

b) 25t轴重时机车单机平直道以120km/h 速度运行时纯空气在新轮、半磨耗轮和旧轮下的紧急制动距离满足紧急制动距离小于900m的制动要求。

c) 单机在30‰坡道上的滚动安全系数为1.6，滑动安全系数为4.3，能够在30‰坡道上安全停放。

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