49398

Расчет ходовых частей железнодорожного подвижного состава

Курсовая

Логистика и транспорт

ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Особенностями ходовых частей железнодорожного подвижного состава влияющими на конструктивное оформление рельсовой колеи являются: наличие реборд гребней у бандажей колес; глухая насадка колес; параллелизм осей в пределах жесткой базы; поперечные разбеги осей подвижного состава а также наличие у некоторых экипажей поворотной оси или тележки; коничность бандажей. Колесная пара железнодорожного экипажа состоит из оси и двух наглухо насаженных колес с бандажами...

Русский

2014-01-15

4.69 MB

21 чел.

СОДЕРЖАНИЕ


1. расчет рельсовой колеи

1.1. ХОДОВЫЕ ЧАСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Особенностями ходовых частей железнодорожного подвижного состава, влияющими на конструктивное оформление рельсовой колеи, являются:

  1.  наличие реборд  (гребней)  у бандажей колес;
  2.  глухая насадка колес;
  3.  параллелизм осей в пределах жесткой базы;
  4.  поперечные разбеги осей подвижного состава, а также наличие у некоторых экипажей поворотной оси или тележки;
  5.  коничность бандажей.

Реборды, или гребни, колес представляют собой выступающие части колес, предназначенные для направления движения экипажей и предупреждения их от схода с рельсового пути. Колесная пара железнодорожного экипажа состоит из оси и двух наглухо насаженных колес с бандажами, поверхность катания которых в средней части имеет коничность 1/20, в связи с чем и рельсы на прямых участках ставят с наклоном внутрь колеи (также в 1/20).

Локомотивные (рис. 1.1, а) и вагонные (рис. 1.1,6) колеса отличаются по размерам и очертанию поперечного профиля.

Рис. 1.1. Поперечные профили колес :

а - локомотивного; б - вагонного

При скоростях движения поездов более 140 км/ч предельный износ h, измеряемый по среднему кругу катания, не должен превышать 5 мм. При меньших скоростях движения прокат колес локомотивов и пассажирских вагонов допускается до 7 мм, а грузовых вагонов — до 9 мм.

Глухая насадка колес представляет собой неподвижное закрепление их на оси, т. е. вращение колес происходит вместе с осью. Такая конструкция вызвана теми соображениями, что при свободной насадке колес после износа их ступицы и осевой шейки оно может принять наклонное положение и провалиться внутрь колеи.

Параллелизм осей предполагает, что во время движения все оси, входящие в состав жесткой базы, движутся параллельно друг другу. В противном случае при перекосе колесной пары возможен сход ее с рельсов. Жесткой базой экипажа называется расстояние между его крайними осями, входящими в состав одной тележки. Во время движения оси одной тележки остаются параллельными между собой. Кроме жесткой базы, имеется понятие полной колесной базы L экипажа— расстояние между его крайними осями. Полная L и жесткая база L0 экипажа показаны на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Полные L и жесткие L0 базы различных экипажей

Характер вписывания экипажей в кривые, а следовательно, и необходимую для этого ширину колеи определяет величина жесткой базы.

Поперечные разбеги в осях подвижного состава позволяют им перемещаться вдоль геометрической оси колесной пары. Отсутствие поперечных разбегов затрудняет вписывание экипажей. Для их вписывания требуется увеличивать ширину колеи.

В некоторых многоосных экипажах для облегчения вписывания крайние поддерживающие оси могут поворачиваться на некоторый ограниченный по величине угол.

Бандажи колесных пар имеют коничность. Поверхность катания колес принята с уклоном относительно горизонта, равным 1/20. Коничность поверхностей катания бандажей смягчает удары колес подвижного состава при их виляющем движении в результате возникновения горизонтальной составляющей давления колеса на рельс. Коничность бандажей требует устройства подуклонки рельсов. Она устраивается для центральной передачи усилий от колес на рельсы. Величина подуклонки принята равной коничности бандажей, т. е. 1/20. Подуклонка не должна быть более 1/12 и менее 1/30 по внутренней нити в кривой и 1/60 во всех остальных случаях.

1.2. УСТРОЙСТВО РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ в ПРЯМЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ

Ширина колеи в РФ принята равной 1520 мм с допусками по уширению 8мм, по сужению - 4 мм. При скоростях движения до 50 км/ч допускается уширение до 10мм. Ширина колеи измеряется на уровне, расположенном на 13мм ниже поверхности катания головки рельса. Объясняется это тем, что расчетная плоскость располагается на 10 мм ниже поверхности катания головки рельса для новых бандажей. С увеличением износа поверхность катания бандажа колеса, а следовательно, и расчетная плоскость понижаются.

Верх головок рельсов по обеим рельсовым нитям в прямых участках пути должен располагаться в одном уровне с допусками ±5 мм. Допускается одну рельсовую нить содержать на 5 мм выше другой. На двухпутных участках возвышение устраивается на бровочной нити пути, а на однопутных, как правило, на правой рельсовой нити по ходу километров. На стрелочных переводах возвышение не устраивается.

Между рельсовой колеей и шириной колесной пары существует определенное соотношение. Ширина колесной пары (колесная колея) уже ширины колеи на величину зазора.

Рис. 2.1. Схема для определения зазора δ между рельсовой колеей S и вагонной колеей q

На рис. 2.1 представлена схема для определения величины зазора между гребнем колеса и головкой рельса. На схеме обозначено:

S - ширина рельсовой колеи, S = мм;

q - ширина колесной пары (колесная колея);

Т - насадка колес, Т = 1440±3мм при скорости движения более 140 км/ч с допусками +3 -1;

d - толщина гребня колеса, dmax = 33 мм, dmin = 25 мм; при скорости движения более 140 км/ч dmin = 28 мм;

μ - утолщение гребня колеса в сечении выше расчетной плоскости; для вагонных колес μ =1мм; для локомотивных μ=0;

δ - зазор между гребнем колеса и рабочей гранью рельса.

Из приведенной на рис. 2.1 схемы видно, что рельсовая колея отличается от колесной на величину зазора δ:

δ = S - q,

где q = T +2d + 2μ.

Поскольку размеры, входящие в эти выражения, имеют допуски, то существуют минимальные, нормальные и максимальные значения δ:

δmin = Smin - qmax;

δ0 = S0 - q 0;

δmax = Smax - qmin.

Если в данные выражения   подставить   числовые   значения, то получим результаты, показанные в табл. 1.

Таблица 1

Наименование колес

Скорость движения, км/ч

S, мм

q, мм

δ, мм

max

норм

min

max

норм

min

max

норм

min

Локомотивные

До 140

1528

1520

1516

1509

1506

1487

41

14

7

Свыше 140

1528

1520

1516

1509

1506

1495

33

14

7

Вагонные

До 140

1528

1520

1516

1511

1508

1489

39

12

5

Свыше 140

1528

1520

1516

1511

1508

1497

31

12

5

Таким образом, на прямых участках пути зазор между гребнем колеса и рабочей гранью рельса колеблется в пределах от 5 до 39 мм. При движении груженых вагонов происходит изгиб оси колесной пары выпуклостью вверх, так как нагрузка от вагона на колесную пару передается через буксовый узел, расположенный снаружи рельсовой колеи. В результате этого колесная колея может уменьшаться на 2 - 4 мм и более. Под воздействием колес подвижного состава происходят упругие отжатия рельсовых нитей, т. е. упругое уширение колеи на 2 мм в прямых участках, а в кривых - на 4 мм и более.

Положительная роль зазора заключается в устранении заклинивания колес подвижного состава между рельсовыми нитями, а значит в уменьшении сопротивления движения и в снижении бокового износа рельсов и гребней колес.

Однако излишняя величина зазора увеличивает углы набегания гребней колес на рельс в прямых и при входе в кривые, что увеличивает горизонтальные силы и ведет к расстройству пути в плане. В этом случае уменьшается срок службы рельсов и колес подвижного состава, ухудшается плавность движения поездов, особенно при высоких скоростях, увеличиваются расходы на текущее содержание.

Опасный предел в сторону сужения колеи определяется из условия заклинивания колесной пары с максимальной насадкой, т. е.

Sпред (min) = qmax = Tmax + 2dmax + 2μ = 1443 + 2·33 + 2·1 = 1511 мм.

Рис. 2.2. Схема определения предельно допустимой (максимальной) рельсовой колеи     Sпред (max)

Опасный предел в сторону уширения колеи определяется из условия предупреждения провала колеса внутрь колеи. Расчетная схема показана на рис. 2.2. Из рисунка видим, что

Sпред (max) =  Tmin + dmin + μ + 130 - 30 - r1,

где dmin - минимальное значение толщины гребня, dmin = 25 мм;

μ - утолщение гребня в сечении, расположенном выше расчетной плоскости, μ = 1 мм;

Tmin - минимальное значение насадки колес, Tmin = 1437 мм;

Sпред (max) =  1437 + 25 + 1 + 130 - 30 - 15 = 1548 мм.

Принимая во внимание упругие отжатия рельсов под нагрузкой, а также изгиб осей груженых вагонов, предельное значение ширины колеи в сторону уширения устанавливается 1546мм. Наличие колеи, превышающей опасные пределы как в сторону сужения, так и уширения, не допускается и относится к неисправностям самой высокой степени.

1.3. РЕЛЬСОВАЯ КОЛЕЯ В КРИВЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ

Железнодорожный путь в кривых участках имеет следующие особенности:

а) уширение рельсовой колеи при радиусах менее 350 м;

б) по наружной рельсовой нити кривой устраивается возвышение;

в) прямые участки с круговыми кривыми соединяются переходными кривыми. Переходные кривые устраиваются и между кривыми разных радиусов;

г) по внутренней рельсовой нити кривой для обеспечения расположения стыков напротив друг друга укладываются укороченные рельсы;

д) в кривых участках пути на двухпутных линиях устраиваются уширенные междупутья. Уширение осуществляется в пределах переходных кривых.

1.3.1. Ширина рельсовой колеи в кривых

Ширина колеи должна обеспечивать вписывание в кривую всех массовых экипажей. Это вписывание должно быть наиболее благоприятным и близким к свободному. Согласно ПТЭ, ширина колеи в кривых в зависимости от радиуса установлена в следующих размерах:

при R = 350 м и более 1520 мм;

при R = 349...300м 1530мм;

при R = 299 м и менее 1535 мм.

Допуски по содержанию ширины колеи в сторону уширения составляют 8мм, сужения — 4мм. При скоростях движения поездов до 50 км/ч разрешается содержать ширину колеи с допуском по уширению до 10 мм.

Приведенные нормы установлены расчетами по вписыванию железнодорожных экипажей в кривые.

В путейской практике несмотря на утвержденные нормы очень часто возникает необходимость определения ширины колеи (пропуск по участку специального подвижного состава, проектирование нового подвижного состава, в том числе и путевых машин.

Ширину колеи целесообразно определять из двух расчетных схем, отображающих два крайних случая (схемы свободного и заклиненного вписывания). Любое другое положение экипажа будет промежуточным.

Для кривой R = 480 м принимаем SПТЭ = 1520 мм.

1.3.2. Определение оптимальной ширины колеи

За расчетную схему определения оптимальной ширины колеи принимают схему свободного вписывания, при которой железнодорожный экипаж своим наружным колесом передней оси жесткой базы прижимается к наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы занимает радиальное положение. При этом центр вращения экипажа находится на пересечении радиуса с продольной геометрической осью экипажа.

Положение экипажа (тележки) с двухосной жесткой базой без поперечных разбегов осей колесных пар показано на рис. 3.1, а при наличии поперечных разбегов - на рис. 3.2. Схема свободного вписывания в кривую экипажа с трехосной жесткой базой приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.1. Схема для определения оптимальной ширины колеи при свободном вписывании двухосной жесткой базы без поперечных разбегов осей

Рис. 3.2. Схема для определения оптимальной ширины колеи при свободном вписывании двухосной жесткой базы с поперечными разбегами осей

Рис. 3.3. Схема для определения оптимальной ширины колеи при свободном вписывании трехосной жесткой базы с поперечными разбегами осей

Из приведенных схем видно, что искомая ширина колеи

Sопт = qmax + fн - ζ + 4,                                                (3.1)

где qmax - максимальный размер колесной колеи,

qmax = Tmax + 2dmax + 2μ;                                             (3.2)

Т - насадка колес; согласно ПТЭ, Т = 1440 З мм, ее максимальное значение Тmax = 1443 мм;

d - толщина гребня бандажа, dmax = 33 мм;

μ - утолщение гребня бандажа в сечении, расположенном выше расчетной плоскости; для вагонных колес μ = 1 мм, для локомотивных μ = 0;

fн - стрела изгиба наружной рельсовой нити, измеренная от хорды АВ; определяется по формуле

,                                                    (3.3)

где  λ-  расстояние от геометрической оси первой колесной пары до центра вращения экипажа;

R - радиус кривой по оси пути;

b - расстояние в плане от геометрической оси колесной пары до точки касания гребнем колеса головки рельса,

,                                                     (3.4)

где r - радиус колеса по кругу катания;

τ - угол наклона гребня колеса к горизонту; для вагонов τ = 60°, для локомотивов τ = 70°;

ζ - геометрическая величина (рис. 3.2, 3.3), которая возникает при вписывании как двухосных, так и трехосных экипажей с поперечными разбегами осей и которая в зависимости от величины ∑η и соотношения между ∑η и fв может принимать различные значения.

Здесь ∑η - сумма поперечных разбегов осей экипажа, влияющих на вписывание; так, при свободном вписывании двухосной жесткой базы в эту сумму должны входить поперечные разбеги каждой оси; при свободном вписывании трехосной жесткой базы — только разбеги крайних осей. В этом случае формула 3.1 справедлива лишь при условии, что поперечный разбег средней оси не менее разбегов крайних осей, т. е. η1≤η2≥η3. В современных локомотивах это условие выполняется; поперечные разбеги различных осей колеблются в пределах от 0 до 22 мм и даже более и являются паспортными характеристиками экипажей; fв - стрела изгиба внутренней рельсовой нити, измеренная от хорды A1B1; определяется по формуле

.                                                               (3.5)

Это выражение отличается от формулы (3.3) лишь знаком перед величиной b.

Величина ζ может принимать следующие значения:

а) если ∑η = 0, то ζ = 0, т. е. вписывание происходит при отсутствии поперечных разбегов (рис, 3.1; рис. 3.3);

б) если ∑η < fв, то ζ = ∑η, т.е. в формулу (3.1) вместо ζ подставляется численное значение суммы поперечных разбегов; при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае выражение (3.1) примет вид

Sопт = qmax + fн - ∑η +4;

в) если ∑η > fв, то ζ = fв, т. е. значению стрелы изгиба внутреннего рельса, при этом внутренний гребень колеса передней оси будет касаться внутреннего рельса кривой:

Sопт = qmax + fн - fв +4;

Цифра 4 в формуле (3.1) представляет собой допуск на сужение колеи в миллиметрах.

При определении оптимальной ширины колеи возможны следующие случаи:

  1.  если SоптSПТЭ, то вписывание в условиях оптимальной ширины колеи обеспечено;
  2.  если Sопт > SПТЭ, то свободное вписывание в этих условиях не обеспечено; следует перейти к определению минимально допустимой ширины колеи.

По заданию расчет оптимальной и минимально допустимой колеи в кривых выполняется для локомотива ТЭ3. Его технические характеристики:

диаметр колеса  1050 мм

колесная формула  3-3  

длина жесткой базы  4200 мм

расстояние между осями  2100-2100 мм

поперечные разбеги осей:

1   ±1,5 мм

2   ± 10 … ± 14 мм

  1.  ±1,5 мм

Оптимальная ширина колеи определяется по схеме свободного вписывания трехосной жесткой базы с поперечными разбегами (рис. 3.3).

qmax = Tmax + 2dmax + 2μ = 1443 + 2∙33 +0 = 1509 мм;

∑η = 3 мм.

Т.к. ∑η < fв, то ζ = ∑η

Sопт = qmax + fн - ∑η + 4 = 1509 + 18,5 – 3 + 4 = 1528,5 мм.

Т.к. Sопт > SПТЭ, вписывание в условиях оптимальной ширины колеи не обеспечено, требуется определение минимально допустимой ширины колеи.

1.3.3. Определение минимально допустимой ширины колеи

Положение двухосной жесткой базы экипажа, соответствующее его заклиненному вписыванию в кривую, показано на рис. 3.4, положение трехосной жесткой базы - на рис. 3.5 и 3.6. При этом на рис. 3.5 показано положение экипажа, оси которого не имеют поперечных разбегов, на рис. 3.6 - при наличии разбегов.

Из приведенных схем видно, что искомая ширина колеи в общем виде

Smin = qmax + fн - ζ + 4 + δmin,                                             (3.6)

Это выражение по своему внешнему виду отличается от формулы (3.1) лишь величиной δmin, которая представляет собой некоторый запас, принимаемый равным минимальному зазору между гребнем колеса и рабочей гранью рельса в прямых. Он равен для вагонов - 5мм, для локомотивов - 7мм (при колее 1520мм). Величину δmin необходимо прибавить для того, чтобы избежать заклинивания колес, при котором движение экипажа опасно.

Величина ζ, как и в случае свободного вписывания, может принимать различные значения.

Рис. 3.4. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании двухосной жесткой базы

Рис. 3.5. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы без поперечных разбегов осей

Рис. 3.5. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы с поперечными разбегами осей

При заклиненном вписывании двухосной жесткой базы поперечные разбеги осей не могут быть реализованы, так как эти оси заклинены между рельсовыми нитями. Величина ζ в этом случае равна стреле изгиба внутреннего рельса fв, и расчетная формула приобретает следующий вид:

Smin = qmax + fн-fв + 4 + δmin                                     (3.7)

При заклиненном вписывании трехосной жесткой базы в выборе величины ζ возможны те же частные случаи, что и при свободном вписывании, т. е.

а) если ∑η = 0, то ζ = 0 (рис. 3.5);

Smin = qmax + fн + 4 + δmin;

б) если ∑η < fв, то ζ = ∑η ;

Smin = qmax + fн - ∑η + 4 + δmin;

в) если ∑η ≥ fв, то ζ = fв(рис. 3.6);

Smin = qmax + fн - fв + 4 + δmin.

Все обозначения в представленных формулах прежние. В частности, qmax вычисляется по формуле (3.2), fн, b и fв - по формулам (3.3), (3.4), (3.5).

При этом необходимо иметь в виду, что величина λ, входящая в указанные формулы, приобретает новое значение. Так как при заклиненном вписывании центр поворота экипажа находится посередине жесткой базы, то величина λ равна L0/2.

В сумму поперечных разбегов трехосных тележек в этом случае надо включить одно значение разбегов крайних осей и полный разбег средней оси.

При определении минимально допустимой ширины колеи возможны следующие случаи.

1. Если SminSПТЭ, то вписывание обеспечено. При этом сопоставление друг с другом всех трех значений ширины колеи Smin, SПТЭ и Sопт позволяет ориентировочно оценить условия, в которых будет происходить реальное вписывание, т. е. к какому виду вписывания оно будет ближе, к свободному или заклиненному.

2. Если Smin > SПТЭ, то этот случай в свою очередь распадается на следующие два:

а) если SПТЭ < Smin < Smax, где Smax = 1546 мм — предельный размер колеи в сторону ее уширения, установленный из условия предупреждения провала колес внутрь колеи, то для пропуска рассматриваемого экипажа требуется перешивка пути с размера SПТЭ на расчетную величину Smin (по особому разрешению начальника дороги);

б) если SПТЭ < Smin > Smax, то для пропуска экипжа требуется перешивка колеи на расчетную величину; при этом для предупреждения провала колес внутрь колеи укладываются контррельсы.

Последний случай представляет собой специальную задачу по вписыванию экипажей в кривые малого радиуса и здесь не рассматривается.

Минимально допустимая колея определяется по схеме заклиненного вписывания трехосной жесткой базы с поперечными разбегами (рис. 3.6).

qmax = Tmax + 2dmax + 2μ = 1443 + 2∙33 +0 = 1509 мм;

∑η = 15,5 мм.

Т.к. ∑η > fв, то ζ = fв

Smin = qmax + fн - fв + 4 + δmin = 1509 + 4,9 – 4,6 + 4 + 7 = 1520 мм.

Т.к. Smin = SПТЭ, вписывание обеспечено.

1.3.4. Определение возвышения наружного рельса.

При движении железнодорожного экипажа по кривым возникают дополнительные по сравнению с прямыми участками силы взаимодействия пути и подвижного состава: центробежная сила, направленная наружу кривой; вертикальный перегруз одной из рельсовых нитей и недогруз другой; радиальное давление, приложенное к рельсу наружной нити со стороны реборды колеса передней оси жесткой базы экипажа; сила ветра, которая в отдельных случаях может оказывать значительное воздействие на путь и подвижной состав.

Для снижения воздействия этих сил в кривых участках устраивается возвышение наружного рельса.

Величина этого возвышения определяется следующими тремя условиями:

  •  обеспечением равномерного вертикального износа обеих рельсов;
  •  обеспечением пассажиров от неприятных ощущений при воздействии поперечных ускорений;
  •  обеспечением экипажа от опрокидывания в кривых.

1.3.4.1. Определение возвышения наружного рельса из условия обеспечения равномерного износа обеих рельсовых нитей

Внутренняя и наружная рельсовые нити будут изнашиваться одинаково при условии идентичного суммарного воздействия на них вертикальных и горизонтальных сил.

При движении экипажа по кривой (рис. 3.7) на него действует центробежная сила I, направленная по радиусу от центра кривой.

Величина этой силы

или

где m - масса экипажа;

V - скорость его движения;

G - вес экипажа;

g - ускорение силы тяжести;

R - радиус кривой.

При устройстве возвышения происходит наклон экипажа, вследствие чего появляется горизонтальная составляющая силы собственного веса, направленная внутрь кривой:

Возвышение наружного рельса должно быть таким, чтобы центробежная сила Ix (или, что практически то же, I) и центростремительная Н взаимно уравновесились, тогда равнодействующая будет направлена по оси пути и обе рельсовые нити будут нагружены одинаково.

Фактически же по одной и той же кривой идут поезда с разными скоростями, поэтому величину возвышения следует устанавливать из условия

, или

Рис. 3.7. Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой

Отсюда величина возвышения h, мм, по первому условию определится формулой

                                                        (3.8)

где R - радиус кривой, м;

V2cp - квадратическая средневзвешенная  по тоннажу скорость движения поездов,

,                                              (3,9)

где Ni - количество поездов в сутки той или иной категории (скорых, пассажирских, грузовых и др.);

Gi - вес поезда соответствующей категории, m;

Vi - скорость движения соответствующих поездов, км/ч;

K - коэффициент учета смещения центра тяжести экипажа относительно середины колеи. Коэффициент К принимается равным 1,2 при максимальных скоростях 161 - 200 км/ч, 1,1 - при скоростях 120 - 160 км/ч. При скоростях менее 120 км/ч K = 1.

1.3.4.2. Определение возвышения наружного рельса по условию обеспечения пассажиров от неприятных ощущений (по условию комфортабельности езды)

Величина возвышения, найденная по выражению (3.8), будет недостаточна для скорых пассажирских поездов, имеющих скорость

Vmax > Vcp

По условию комфортабельности езды требуется, чтобы ускорение, действующее на пассажира, не превышало допустимого значения.

Величина возвышения по этому условию определяется по формуле

где Vmax - максимальная скорость движения пассажирских поездов, км/ч;

αдоп - допустимая величина непогашенного центробежного ускорения (на дорогах РФ установлена 0,7м/с2).

Из двух значений h, найденных по приведенным условиям, принимается большее. Принятое значение h округляется до величины, кратной 5 мм. Однако, согласно ПТЭ, она не должна превышать наибольшей допустимой величины, равной 150 мм.

Если по расчету получается больше, то окончательно принимается h = 150м. Однако скорость движения пассажирских поездов по кривой заданного радиуса должна быть ограничена величиной, определяемой по формуле

Для реализации первоначально заданной скорости необходимо выполнить переустройство круговой кривой. Величина радиуса определяется из выражения

.

Определение возвышения наружного рельса из условий обеспечения равномерного износа обеих рельсовых нитей и комфортабельности езды пассажиров производилось с помощью компьютера. Результаты расчета сведены в таблицу 2.

Таблица  2

Радиус кривой, м

Средневзвешенная по тоннажу скорость, км/ч

Возвышение из условия равномерного износа h1, мм

Возвышение из условия комфортабельности h2, мм

Принятое возвышение h, мм

480

62,45

102

73

102

700

70

14

70

1500

32

-55

32

По данным таблицы построен график зависимости возвышения наружного рельса от радиуса кривой (рис. 3.8)

Рис. 3.7. График зависимости h(R)

1.3.4.3. Проверка возвышения наружного рельса по условию устойчивости  экипажей против опрокидывания в кривых

Устойчивость экипажей против опрокидывания оценивается коэффициентом устойчивости n, представляющим собой отношение момента удерживающих сил к моменту сил опрокидывающих:

                                                       (3.11)

где α - непогашенная часть центробежного ускорения,

g - ускорение силы тяжести;

S1 - ширина колеи по осям головок рельсов;

а - расстояние от головки рельса до центра тяжести экипажа.

1.3.5. Проектирование переходных кривых

Переходные кривые предназначены для соединения прямого участка пути с кривой заданного радиуса с целью обеспечения плавного перехода экипажей в кривой участок пути без толчков и ударов. На переходной кривой полностью осуществляется отвод возвышения наружного рельса и уширения колеи.

При проектировании переходных кривых выбирается их длина, геометрическое очертание кривой в плане и определяются координаты для ее разбивки. Длина переходной кривой определяется несколькими условиями, основным из которых является плавность устройства отвода возвышения наружного рельса. По этому условию искомая длина

где h - возвышение наружного рельса в кривой, мм;

iдоп - допускаемый уклон прямолинейного отвода возвышения,

где Vmax - максимальная скорость движения по кривой, км/ч.

Найденная длина переходной кривой округляется до значения, кратного 10 м. Параметр переходной кривой С определяется из выражения, м2,

С = Rl0.

Возможность разбивки переходной кривой проверяется по условию

φ0 ≤ β/2,

где β - заданный угол поворота всей кривой (круговой и двух переходных);

φ0 - угол поворота переходной кривой.

В случае невыполнения этого условия уменьшается длина переходной кривой. Уменьшение длины переходной кривой приводит к увеличению уклонов отвода возвышения, следовательно, скорость движения поездов необходимо ограничить:

Vmax = 1/10iдоп.

Для разбивки переходных кривых известны различные способы. Рассмотрим наиболее распространенный на практике случай разбивки переходной кривой способом сдвижки центра О (рис. 3.8).

Разбивку переходной кривой производят в предположении, что на местности известно положение тангенса первоначальной круговой кривой (точки Т). Для определения положения начала переходной кривой (точки НПК) необходимо вычислить величину m0. Из приведенной схемы (рис. 3.8) находим:

m0 = m + FT;

FT = AO = P·tgβ/2, откуда

m0 = m + P·tgβ/2.                                                (3.12)

Неизвестные величины m и P определяются как

                                              (3.13)

                                               (3.14)

Зная положение начала переходной кривой НПК, координаты ее конца (x0;y0) в точке КПК вычисляются по уравнению радиальной спирали в параметрической форме:

Координаты точек переходной кривой через каждые 10 или 20 м вычисляются по уравнению радиоидальной спирали в прямоугольных системе координат:

                                             (3.15)  

Проектирование переходной кривой выполнялось на компьютере. Результаты сведены в таблицы 3, 4,5

Таблица 3

Кривая R = 480 м

i = 1,18 ‰

l0 = 90 м

с = 43200 мм

p = 0,70 м

m0= 45.17 м

x

НПК

0

10

20

30

40

50

60

70

80

КПК

89,92

y

0

0,0038

0,031

0,10

0,25

0,48

0,83

1,32

1,98

2,81

Таблица 4

Кривая R = 700 м

i = 1,18 ‰

l0 = 60 м

с = 42000 мм

p = 0,21 м

m0= 30.05 м

x

НПК

0

10

20

30

40

50

КПК

59,99

y

0

0,004

0,032

0,11

0,25

0,50

0,86

Таблица 5

Кривая R = 1500 м

i = 1,18 ‰

l0 = 30 м

с = 45000 мм

p = 0,25 м

m0= 15.01 м

x

НПК

0

10

20

КПК

59,99

y

0

0,004

0,032

0,86

1.3.6. Укороченные рельсы 

В кривых участках пути внутренняя рельсовая нить короче наружной, поэтому при расположении стыков по наугольнику возникает необходимость укладки укороченных рельсов. Для каждой кривой выбираются тип укорочения, количество и порядок укладки укороченных рельсов.

Установлено четыре типа стандартных укорочений (см. таблицу 6).

Таблица 6.

Размер укорочения К, мм, при рельсах длиной

12,5

25

40

-

80

80

120

-

-

160

Выбор типа укороченных рельсов для данной кривой производится по формуле

                                                  (3.16)

где Si - ширина колеи по оси головки рельсов в пределах круговой кривой;

Si = SПТЭ + b,

где b - ширина головки рельса;

SПТЭ - нормативная ширина колеи в кривых в зависимости от радиуса;

1нр - длина нормального рельса;

R - радиус круговой кривой.

Вычислив величину укорочения по формуле (3.16), принимаем ближайшее большее стандартное укорочение.

Необходимое количество укороченных рельсов принятого размера определим из выражения

                                                     (3.17)

где Е - полное укорочение на всей кривой;

K - принятое стандартное укорочение;

Е = 2Епк + Екк,

где Епк - укорочение в пределах переходной кривой; определяется по формуле

где Sср - средняя ширина колеи между осями головок рельсов в пределах переходной кривой;

где S0 - ширина колеи между рабочими гранями головок рельсов в прямых участках пути.

Укорочение в пределах круговой кривой Екк определится как

где lкк - длина оставшейся части круговой кривой после разбивки переходных кривых;

где β - полный угол поворота кривой с учетом переходных кривых;

φ0 - угол поворота в пределах переходной кривой.

Укороченные рельсы укладываются в тех местах кривой, где накапливающийся забег стыков достигает половины принятого стандартного укорочения. Порядок укладки укороченных рельсов определяется в табличной форме.

Расчет укороченных рельсов производился на компьютере. Были получены следующие результаты.

Кривая R = 480 м.

l0= 90 l2= 25 s1= 1520 r= 480 b1= 75 a= 8 b= 29

b= .5061450600624084

f0= 9.375E-002

s3= 1595 (мм)s2= 1595 (м)

b= .5061450600624084 (рад)f0= 9.375E-002 (рад)

e1= 149.53125 (мм)e2= 508.2388916015625 (мм)

e= 807.3013916015625 (мм)

l1= 152.9496307373047 (мм)

k1= 83.07291412353516 (мм)k= 160 (мм)

Элемент пути в плане

№ рельсов

Длина рельсов с учетом зазора, мм

Сумма требуемого укорочения к концу каждого рельса, мм

Величина несовпадения стыков, мм

Укладываемый рельс

Прямая

1(А)

8

НПК

1(В)

17,01

5

5

Н

2

25,01

33

33

Н

3

25,01

83

-77

У

КПК

4(А)

22,97

150

НКК

4(В)

2,04

156

-4

Н

5

25,01

239

79

Н

6

25,01

323

3

У

7

25,01

406

-74

У

8

25,01

489

9

Н

9

25,01

572

-68

У

10

25,01

655

15

Н

КПК

11(А)

0,85

КПК

11(В)

24,16

727

-73

У

12

25,01

776

-24

Н

13

25,01

802

2

Н

НПК

14(А)

15,82

807

Прямая

14(В)

9,19

807

7

Н

Кривая R = 700 м.

l0= 60 l2= 25 s1= 1520 r= 700 b1= 75 a= 8 b= 29

b= .5061450600624084

f0= 4.285714402794838E-002

s3= 1595 (мм)s2= 1595 (м)

b= .5061450600624084 (рад)f0= 4.285714402794838E-002 (рад)

e1= 68.35713958740234 (мм)e2= 670.5870971679688 (мм)

e= 807.3013916015625 (мм)

l1= 294.3015441894531 (мм)

k1= 56.96428680419922 (мм)k= 80 (мм)

Элемент пути в плане

№ рельсов

Длина рельсов с учетом зазора, мм

Сумма требуемого укорочения к концу каждого рельса, мм

Величина несовпадения стыков, мм

Укладываемый рельс

Прямая

1(А)

8

НПК

1(В)

17,01

5

5

Н

2

25,01

34

34

Н

КПК

3(А)

17,98

68

НКК

3(В)

7,03

84

4

У

4

25,01

141

-19

У

5

25,01

198

38

Н

6

25,01

255

15

У

7

25,01

312

-8

У

8

25,01

369

-31

У

9

25,01

426

26

Н

10

25,01

483

3

У

11

25,01

540

-20

У

12

25,01

597

37

Н

13

25,01

654

14

У

14

25,01

711

-9

У

КПК

15(А)

12,16

739

КПК

15(В)

12,85

765

-35

У

16

25,01

797

-3

Н

НПК

17(А)

22,14

807

Прямая

17(В)

2,87

807

7

Н


Кривая R = 1500 м (длина рельсов 25 м, расстояние от переходной кривой до ближайшего стыка 8 м).

l0= 30 l2= 25 s1= 1520 r= 75 b1= 8 a= 29 b= 0

b= 0

f0= .2000000029802322

требуется укорочение более 160 мм

Кривая R = 1500 м (длина рельсов 12,5 м, расстояние от переходной кривой до ближайшего стыка 8 м).

l0= 30 l2= 12.5 s1= 1520 r= 1500 b1= 75 a= 8 b= 29

b= .5061450600624084

f0= 9.999999776482582E-003

s3= 1595 (мм)s2= 1595 (м)

b= .5061450600624084 (рад)f0= 9.999999776482582E-003 (рад)

e1= 15.94999980926514 (мм)e2= 775.4013671875 (мм)

e= 807.3013916015625 (мм)

l1= 729.2175903320312 (мм)

k1= 13.29166698455811 (мм)k= 40 (мм)

Элемент пути в плане

№ рельсов

Длина рельсов с учетом зазора, мм

Сумма требуемого укорочения к концу каждого рельса, мм

Величина несовпадения стыков, мм

Укладываемый рельс

Прямая

1(А)

8

НПК

1(В)

4,51

0

0

Н

2

12,51

5

5

Н

3

12,51

15

15

Н

КПК

4(А)

0,47

16

НКК

4(В)

12,04

29

-11

У

5

12,51

42

2

Н

6

12,51

55

15

Н

7

12,51

69

-11

У

8

12,51

82

2

Н

9

12,51

95

15

Н

10

12,51

109

-11

У

11

12,51

122

2

Н

12

12,51

135

15

Н

13

12,51

148

-12

У

14

12,51

162

2

Н

15

12,51

175

15

Н

16

12,51

188

-12

У

17

12,51

202

2

Н

18

12,51

215

15

Н

19

12,51

228

-12

У

20

12,51

242

2

Н

21

12,51

255

15

Н

22

12,51

268

-12

У

23

12,51

281

1

Н

24

12,51

295

15

Н

25

12,51

308

-12

У

26

12,51

321

1

Н

27

12,51

335

15

Н

28

12,51

248

-12

У

29

12,51

361

1

Н

30

12,51

375

15

Н

31

12,51

388

-12

У

32

12,51

401

1

Н

33

12,51

415

15

Н

34

12,51

428

-12

У

35

12,51

441

1

Н

36

12,51

454

14

Н

37

12,51

468

-12

У

38

12,51

481

1

Н

39

12,51

494

14

Н

40

12,51

508

-12

У

41

12,51

521

1

Н

42

12,51

534

14

Н

43

12,51

548

-12

У

44

12,51

561

1

Н

45

12,51

574

14

Н

46

12,51

587

-13

У

47

12,51

601

1

Н

48

12,51

614

14

Н

49

12,51

627

-13

У

50

12,51

641

1

Н

51

12,51

654

14

Н

52

12,51

667

-13

У

53

12,51

681

1

Н

54

12,51

694

14

Н

56

12,51

707

-13

У

57

12,51

720

0

Н

58

12,51

734

14

Н

59

12,51

747

-13

У

60

12,51

760

0

Н

61

12,51

774

14

Н

КПК

62(А)

4,11

791

КПК

62(В)

8,40

799

-1

Н

63

12,51

805

5

Н

НПК

64(А)

9,09

807

Прямая

64(В)

3,42

807

7

Н

Кривая R = 1500 м (длина рельсов 25 м, расстояние от переходной кривой до ближайшего стыка 20,5 м).

l0= 30 l2= 25 s1= 1520 r= 1500 b1= 75 a= 20.5 b= 29

b= .5061450600624084

f0= 9.999999776482582E-003

s3= 1595 (мм)s2= 1595 (м)

b= .5061450600624084 (рад)f0= 9.999999776482582E-003 (рад)

e1= 15.94999980926514 (мм)e2= 775.4013671875 (мм)

e= 807.3013916015625 (мм)

l1= 729.2175903320312 (мм)

k1= 26.58333396911621 (мм)k= 80 (мм)

Элемент пути в плане

№ рельсов

Длина рельсов с учетом зазора, мм

Сумма требуемого укорочения к концу каждого рельса, мм

Величина несовпадения стыков, мм

Укладываемый рельс

Прямая

1(А)

20,5

НПК

1(В)

4,51

0

0

Н

2

25,01

15

15

Н

КПК

3(А)

0,48

16

НКК

3(В)

24,53

42

-38

У

4

25,01

69

-11

Н

5

25,01

95

15

Н

6

25,01

122

-38

У

7

25,01

148

-12

Н

8

25,01

175

15

Н

9

25,01

202

-38

У

10

25,01

228

-12

Н

11

25,01

255

15

Н

12

25,01

281

-39

У

13

25,01

308

-12

Н

14

25,01

335

15

Н

15

25,01

361

-39

У

16

25,01

338

-12

Н

17

25,01

414

14

Н

18

25,01

441

-39

У

19

25,01

468

-12

Н

20

25,01

494

14

Н

21

25,01

521

-39

У

22

25,01

547

-13

Н

23

25,01

574

14

Н

24

25,01

601

-39

У

25

25,01

627

-13

Н

26

25,01

654

14

Н

27

25,01

680

40

Н

28

25,01

707

-13

У

29

25,01

733

13

Н

30

25,01

760

40

Н

31

25,01

787

-13

У

КПК

32(А)

4,41

791

КПК

32(В)

20,60

805

5

Н

НПК

33(А)

9,40

807

Прямая

33(В)

15,61

807

7

Н


2. расчет одиночного обыкновенного стрелочного перевода

Одиночные обыкновенные стрелочные переводы являются самыми распространенными на сети железных дорог РФ. Тип стрелочного перевода определяется весом рельса, а марка - тангенсом угла отклонения бокового пути от прямого направления. Наибольшее распространение на сети железных дорог получили стрелочные переводы типов Р50, Р65, Р75, марок 1/9, 1/11, 1/18.

Стрелочный перевод должен соответствовать эксплуатационным условиям. Эти условия характеризуются грузонапряженностью участка, нагрузками на ось и скоостями движения по прямому и боковому путям стрелочного перевода.

На сети железных дорог применяются стрелочные переводы с гибкими остряками и остряками с вкладышно-накладочным корневым креплением. Крестовины применяются сборные общей отливки наиболее изнашиваемой части усовика и сердечника, из высокмарганцевистой стали, с подвижным сердечником и гибкими ветвями, с поворотным сердечником.

В качестве основания под стрелочные переводы чаще всего применяются деревянные брусья. Также используются железобетонные брусья и плитное основание.

При выборе основных параметров стрелочного перевода следует предусматривать условия изготовления, эксплуатации, взаимодействия колеса со стрелочным переводом.

2.1. определение исходных данных для расчета и проектирования одиночного обыкновенного стрелочного перевода

При расчете стрелочного перевода отдельные его параметры приходится задавать.

Начальный угол и начальный радиус остяка определяют угол удара гребня колеса  в наружную рельсовую нить. За характеристику ударного воздействия принято считать потерю кинетической энергии при соударении. Скорость движения поездов на боковое направление стрелочного перевода определяется из выражения, км/ч

                                                          (1.1)

где W - параметр оценки потери кинетической энергии при ударе гребня колеса в кривой остряк при движении экипажа на боковой путь стрелочного перевода.

Исходя из отечественного и зарубежного опыта, значения W принимаются в пределах от 0,55 до 0,8 км22. К.т.н. Г.И. Иващенко рекомендовал в качестве расчетного значения при максимальном зазоре 40 мм принимать W = 0,66 км22.

В настоящее время стрелочные переводы  типа Р65 марки 1/11 имеют  начальный угол 0˚27'19,56", начальный радиус 300 м, ширину колеи 1520 мм.

Допускаемая скорость движения на боковое направление установлена 50 км/ч. Для этих условий параметр оценки потери при кинетическом ударе W = 0,75 км22.

Из рис. 1.1 определим

Δ = Rcosβн - R0cosβу,

откуда

                                           (1.2)

В переводной кривой стрелочного перевода скорость движения поезда определяется из выражения, км/ч,

                                                (1.3)

где R  - радиус переводной кривой, м;

[αнеп] - допустимая норма непогашенных ускорений при движении поезда на боковое направление стрелочного перевода, которое принимается равной 1м/с.

Значение радиуса R определим из рис. 1.1:

                               (1.4)

где S0 - ширина колеи в прямом участке пути;

βн - начальный угол остряка;

R0 - начальный радиус остряка;

α - угол крестовины;

βн - угол в расчетном сечении.

Рис. 1.1.

Угол в расчетном сечении определим из выражения:  

                                    (1.5)

где b - расчетное сечение.

На рис. 1.2 - 1.5 представлены графики зависимости скоростей движения V1 и V2 при различных значених βн, R0 и k для стрелочных переводов ма рок 1/9, 1/11, 1/18, 1/22.

Длина прямой вставки определяется конструкцией крестовины. Минимальная ее величина может быть принята

                                            (1.6)

где n - длина переднего вылета крестовины;

lн - длина накладки;

δ - конструктивный запас в длине переднего вылета крестовины, обеспечивающий установку накладок (10-15 мм).

Определив длину прямой вставки методом интерполяции, намечаем кривую V= f(R, αдоп). Пересечение ее с графиком зависимости V1 = f(βн, R0, W), определит начальный угол βн, начальный радиус R0 и скорость движения на боковое направление стрелочного перевода. Использование данных графиков позволяет получать V1 = V2, т.е. наибольшую скорость при наименьшей длине стрелочного перевода.

2.2. определение размеров сборной крестовины общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой частью усовиков

Расчет крестовины сводится к определению расстояния от начала усовиков до математического центра крестовины h и от математического центра крестовины до стыка сердечника с примыкающим рельсом P (рис. 2.1).

Рис. 2.1.

Минимальную переднюю часть определяем по формуле

                                              (2.1)

Минимальную ширину хвостовой части найдем из выражения

                                                      (2.2)

где Bп - ширина подошвы рельса;

bг - ширина головки рельса;

2V - расстояние между подошвами усовых рельсов, обеспечивающее постановку первого болта;

lн - длина стыковой накладки;

x - расстояние от конца накладки до оси первого болтового отверстия;

5 - расстояние между подошвами рельсов в конце сердечника, мм;

α - угол крестовины.

Значения указанных величин  для расчета крестовин типа Р50, Р65, Р75 приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип крестовины

Bп, мм

bг, мм

2V, мм

lн, мм

x, мм

с, мм

Р50

150

75

181

800

80

420

Р65

150

75

173

800

80

420

Р75

132

70

185

820

50

440

Практическая длина крестовины определяется из условия раскладки брусьев. При этом крестовину, как правило, приходится удлинять. Это удлинение целесообразно делать за счет переднего вылета крестовины, чтобы не увеличивать практическую длину стрелочного перевода.

Раскладку брусьев целесообразно вести с пролетом, равным ≈ 0,9 пролета между осями шпал на перегоне. Пролеты под стрелочным переводом следует по возможности проектировать кратными 100, 50, 10, 5 мм, в пределах 500-550 мм.

Брусья укладываются перпендикулярно биссектрисе крестовинного угла α на протяжении всей длины крестовины.

Определим расстояния AB и CD (рис. 2.2).

AB = lmincos(0,5α);

CD = lmin∙cos(0,5α) - c - ,

где lmin - минимальная длина крестовины;

с - стыковой пролет (величина стандартизирована в зависимости от типа рельса);

ζ - забег бруса в связи с укладкой его по биссектрисе,

ζ = S0tg(0,5α).                                                       (2.5)

Определим число ящиков между брусьями под крестовиной:

Число ящиков округляем в большую сторону.

Определим практическую длину крестовины:

                                                 (2.6)

где N - округленное в большую сторону число ящиков между брусьями;

а - принятое расстояние между осями брусьев.

Практическая длина переднего и заднего вылетов крестовины

Рпракт = Рmin;                                                         (2.7)

hпракт = lпракт - Pпракт.                                                                          (2.8)                         

Рис. 2.2.

2.3. определение размеров стрелки 

2.3.1. Расчет длины остряка

Наибольшее распространение в РФ получили стрелки с криволинейными остряками секущего типа. Такие стрелки применяются с корневым креплением вкладышно-накладочного типа и креплением выполненным в виде гибкого остряка. Длина гибких остряков требуется больше, так как перевод стрелки осуществляется за счет изгиба части остряка.

Рис. 3.1.

На рис. 3.1 представлена схема взаимного расположения рабочих граней рамного рельса и криволинейного остряка. На схеме приняты следующие обозначения:

lp.p. - длина рамного рельса;

m1 - передний вылет рамного рельса;

m2 - задний вылет рамного рельса;

l'0 - проекция криволинейного остряка на рабочую грань рамного рельса (длина прямого остряка);

R0 - радиус остряка от расчетного сечения;

R - радиус переходной кривой;

b - расчетное сечение;

uп - расстояние от рабочей грани рамного рельса до рабочей грани остряка в его корне;

β - стрелочный угол;

βн - начальный угол остряка;

βв - угол в расчетом сечении;

l - длина остряка по дуге;

α1 и α2 - углы на дугах l1 и l2.

Расчетное сечение определяется из следующего выражения:

b = R0cosβн - R0cosβв.                                                 (3.1)

Так как расчетным сечением обычно задаются, то из последнего выражения находим угол в расчетном сечении:

α1 = βв - βн;

α2 = β - βв.                                                                         (3.3)

Определим стрелочный угол:

где R - радиус переводной кривой определяется по формуле (1.4).

Длина остряка определяется как сумма длин дуг l1 и l2:

                                                            (3.4)

                                                            (3.5)

Длину остряка остряка округляем в большую сторону и принимаем кратной 0,1 м за счет изменения длины l2.

При этом

l2 = l - l1.                                                              (3.6)

Уточняем значения угла α2, стрелочного угла β и ординату в корне uп:

                                                            (3.7)

β = βв + α2;                                                              (3.8)

uп = R(cosβв - cosβ) + b.                                                  (3.9)

Величину проекции криволинейного остряка l'0 находим путем проектирования радиусов R0 и R на направление рабочей грани рамного рельса:

l'0 = R0(sinβв - sinβн) + R(sinβ - sinβв).                                  (3.10)

2.3.2. Расчет длины рамного рельса

Из рис. 3.2 замечаем, что длина рамного рельса

lp.p. = m1 + l'0 + m2,                                                    (3.11)

где m1 - длина переднего вылета рамного рельса;

l'0 - проекция криволинейного остряка на направление рабочей грани рамного рельса;

m2 - длина заднего вылета рамного рельса.

Определим передний и задний вылет рамного рельса из условия раскладки брусьев:

где с - стыковой пролет, принимается в зависимости от типа верхнего строения пути (таблица 1);

n1 - число ящиков в переднем вылете рамного рельса m1, принимаемое от 3 до 9;

n2 - число ящиков в заднем вылете рамного рельса m1, принимаемое от 2 до 10;

δ - стыковой зазор, равный 8 - 10 мм;

m0 - забег остряка за ось флюгарочного бруса, принимается равным 41 мм - половине ширины стрелочной подушки;

а - ширина ящиков под передним и задним вылетами рамного рельса, принимается в пределах 500 - 550 мм.

Рис. 3.2.

Длина рамного рельса, полученная по формуле (3.11), округляется в большую сторону и принимается равной 12,50; 18,75; 25,00 м за счет изменения заднего вылета рамного рельса m2.

m2 = 12500 - m1 - l'0;

m2 = 18750 - m1 - l'0;

m2 = 25000 - m1 - l'0.

Для определения числа ящиков под остряком запишем следующее выражение:

l'0 = m0 + aф + Na1 +0,5c,

где аф - флюгарочный пролет, берется в пределах 600...700 мм;

N - число пролетов под остряком;

а1 - расстояние между осями брусьев под остяком;

Принимается целое число пролетов. Расстояние между осями брусьев устанавливается кратными 5 мм, один пролет может получиться не кратным 5 мм.

Стыки в переднем, заднем вылетах рамного рельса и корне остряка устраиваются на весу со стандартным пролетом с (таблица 1).

2.4. определение размеров стрелочного перевода

2.4.1. Определение основных и осевых размеров стрелочного перевода.

К основным размерам относят теоретическую длину Lt и полную длину стрелочного перевода Lp.

Рис. 4.1.

Осевыми размерами принято считать расстояния: от центра перевода до острия остряков а0, от центра перевода до стыка рамного рельса  а, от центра перевода до заднего стыка крестовины b0, от центра перевода до заднего стыка крестовины b (рис. 4.1).

Теоретическая длина стрелочного перевода определится

Lt = R0(sinβв - sinβн) + R(sinα - sinβв) + kcosα                                    (4.1)

или

Lt = l'0 + R(sinα - sinβв) + kcosα .                                             (4.2)

Полная длина перевода

Lp = Lt + m1 + P                                                            (4.3)

Осевые размеры определяются по формулам

a0 = Lt - b0;   b = b0 + P;   a = a0 + m1.                                  (4.4)

Отсюда следует, что

Lp = a + b.

2.4.2. Определение координат переводной кривой.

Рис. 4.2.

Переводная кривая по наружной рельсовой нити укладывается по координатам (рис. 4.2). Значениями х задаемся через каждые 2 м, а в пологих стрелочных переводах - через 4 м до значения

xк = R(sinα - sinβ).                                                  (4.5)

Ордината в этой точке

yк = uп + R(cosβ - cosα).                                            (4.6)

Значения ординат переводной кривой рассчитываем по формуле

yi = R(cosβ - cosγi) + uп.                                           (4.7)

Полученные результаты сведятся в таблицу.

Вспомогательные углы определяются из выражения

                                               (4.8)

Последняя ордината ук = S0 - ksinα ,

где S0 - ширина колеи в крестовине.

2.4.3. Определение длин рельсов, входящих в стрелочный перевод.

При расчете стрелочного перевода (рис. 4.3), как правило, определяют длины рельсов l2, l4, l6 и l8. Длины рельсов l1, l3, l5 и l7 принимают стандартными, равными 6,25 м, 12,5 м, при пологих марках крестовин - 25,0 м.

Целесообразно определять длину соединительного пути по одному направлению, а затем один из рельсов назначать стандартной длины:

l1 + l2 = Lp - lp.p. - δ;                                                  (4.9)

                             (4.10)

l5 +l6 = Lt - l'0 - h - δ;                                            (4.11)

             (4.12)

где δ - величина зазора, которая принимается равной 0 в корне остряка, заднем вылете рамного рельса, переднем вылете крестовины; в рельсовом стыке принимается равной     8-10 мм;

Sкр - ширина колеи в пределах переводной кривой, принимаемая по ПТЭ (п. 3.9);

Sостр - ширина колеи в начале остряков, принимается в зависимости от марки и типа стрелочного перевода.

Рис. 4.3.

4.4. Компоновка эпюры стрелочного перевода.

Эпюрой стрелочного перевода называют его схему в определенном масштабе с указанными основными размерами и динами рельсов, увязанными с раскладкой брусьев.

Вычерчивание эпюры обычно ведется в масштабе 1:50 или (реже) 1:100. Иногда при пологих марках и большой длине стрелочных переводов принимают искаженный масштаб: продольный - 1:500, поперечный - 1:50.

Положение переводных брусьев в стрелочном переводе определяются местом расположения стыков в корне остряков, стыков протяжении соеденительных путей, в переднем и заднем вылете крестовины.

Рис. 4.4.

Расстояние между осями брусьев принимается равным 0,85-1,0 от расстояния между шпалами.

Брусья обычно укладывают следующим образом:

  1.  от начала остряка до центра перевода перпендикулярно оси прямого пути;
  2.  под крестовиной перпендикулярно биссектрисе угла крестовины;
  3.  от центра перевода до переднего стыка крестовины брусья постепенно поворачиваются.

Укладка брусьев за хвостом крестовины продолжается до того места, где появляется возможность укладки шпал. В комплект переводных брусьев входят брусья длиной от 2,75 до 5,5 м (с изменением длины через 0,25 м). Количество каждой категории длины определяется графически из условия, чтобы конец бруса выходил наружу от рабочей грани крайних рельсов не менее чем на 500 мм.

Компоновка эпюры включает раскладку брусьев под участками AB, CD, EF (рис. 4.4):

AB = l5 - m2 - c + 0,5δ;

CD = l1 - AB - 2c + 0,5δ;

EF' = l2 - p - h - c + 0,5δ;

EF = EF' + ζ;

ζ = S0tg0,5α.

На каждом участке определяется число пролетов:

Число пролетов на каждом участке округляется до целого числа. Пролеты назначаются кратными 5 мм. Тем не менее в число пролетов, составляющих каждый из найденных отрезков AB, CD, EF входит по одному-два пролета случайной величены, которые, однако, не должны резко отличаться от стандартных.

2.5. Расчет стрелочного перевода типа Р50 марки М 1/11.

Расчет произведен для трех значений ординаты в корне остряка uп = 210 мм, uп = 270 мм, uп = 350 мм с помощью компьютера. Полученные результаты приведены ниже.

  1.  uп = 210 мм

введите ширину подошвы,головки рельса,расст v,длину накладки

? 150 75 86 800

b1= 150 b2= 75 v= 86 l= 800

введите град мин сек угла крестовины

? 6 20 25

g= 6 m= 20 s= 25

введите ширину колеи,стыковой пролет,расст между осями брусьев

? 1520 420 525

s0= 1520 c= 420 a1= 525

введите m=1 если крестовина сборная,m=0,если цельнолитая

? 1

m= 1

введите расст от торца накладки до первого отверстия

? 80

x= 80

Наименование

Значение

длина крестовины

передний вылет

задний вылет

прямая вставка

4669.23828125

2592.8955078125

2076.3427734375

2992.8955078125

введите градусы минуты секунды угла крестовины

? 6 20 25

g= 6 m= 20 s= 25

введите градусы минуты секунды начального угла остряка

? 0 30

g1= 0 m1= 30 s1= 0

введите расч сеч,нач радиус (мм), прямую вставку (мм)

? 72.8 350000 3003

b= 72.80000305175781 r0= 350000 k= 3003

введите ординату в корне (мм),ширину колеи (мм),задний вылет (мм)

? 187 1520 2076

u= 187 s0= 1520 p2= 2076

введите стыковой пролет,величину зазора, число пролетов

в пеpеднем вылете pамного pельса и расстояние между брусьями

? 420 10 5 525

c= 420 d= 10 n1= 5 a3= 525

введите m=1 если стыки в корне остряка в разбежку

введите m=0 если стыки в корне остряка в одном створе

? 1

m= 1

Наименование

Значение

X

Y

Длина остряка

Ордината в корне

Проекция остряка

Длина рамного рельса

Радиус кривой

Теоретическая длина

Практическая длина

Расстояние а0

Расстояние b0

Расстояние a

Расстояние b

8400

190.4457244873047

8397.7587890625

18750

190033.703125

24465.107421875

29330.107421875

10743.189453125

13721.91796875

13532.189453125

15797.91796875

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

13082.716796875

190.4457244873047

284.2504272460938

399.1957092285156

535.3109741210938

692.6414794921875

871.2552490234375

1071.197509765625

1188.362915039062

введите b4 шир гол рельса,h2 пер вылет крест,s2 шир колеи в остр

? 75 2593 1524

b4= 75 h2= 2593 s2= 1524

Рельсовые рубки

Длина рельсов

l1 и l2

l3 и l4

l5 и l6

l7 и l8

10580.107421875

13515.91796875

13464.3486328125

10449.21484375

v1= 15.52090454101562 v2= 13.78527164459229

допустимая скорость движения м/сек,v= 13.78527164459229

  1.  uп = 270 мм

введите градусы минуты секунды угла крестовины

? 6 20 25

g= 6 m= 20 s= 25

введите градусы минуты секунды начального угла остряка

? 0 25

g1= 0 m1= 25 s1= 0

введите расч сеч,нач радиус (мм), прямую вставку (мм)

? 72.8 350000 3003

b= 72.80000305175781 r0= 350000 k= 3003

введите ординату в корне (мм),ширину колеи (мм),задний вылет (мм)

? 187 1520 2076

u= 187 s0= 1520 p2= 2076

введите стыковой пролет,величину зазора, число пролетов

в пеpеднем вылете pамного pельса и расстояние между брусьями

? 420 10 5 525

c= 420 d= 10 n1= 5 a3= 525

введите m=1 если стыки в корне остряка в разбежку

введите m=0 если стыки в корне остряка в одном створе

? 1

m= 1

Наименование

Значение

X

Y

Длина остряка

Ордината в корне

Проекция остряка

Длина рамного рельса

Радиус кривой

Теоретическая длина

Практическая длина

Расстояние а0

Расстояние b0

Расстояние a

Расстояние b

8800

191.7212982177734

8797.7607421875

18750

189658.1875

24856.00390625

29721.00390625

11134.0859375

13721.91796875

13923.0859375

15797.91796875

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

13073.611328125

191.7212982177734

285.3699951171875

400.2012023925781

536.2396240234375

693.5418701171875

872.1644287109375

1072.163818359375

1188.362915039062

введите b4 шир гол рельса,h2 пер вылет крест,s2 шир колеи в остр

? 75 2593 1524

b4= 75 h2= 2593 s2= 1524

Рельсовые рубки

Длина рельсов

l1 и l2

l3и l4

l5 и l6

l7 и l8

10971.00390625

13506.75

13455.2431640625

10839.9912109375

v1= 16.20414161682129 v2= 13.77164459228516

допустимая скорость движения м/сек,v= 13.77164459228516

  1.  uп = 350 мм

введите градусы минуты секунды угла крестовины

? 6 20 25

g= 6 m= 20 s= 25

введите градусы минуты секунды начального угла остряка

? 0 45

g1= 0 m1= 45 s1= 0

введите расч сеч,нач радиус (мм), прямую вставку (мм)

? 72.8 350000 3003

b= 72.80000305175781 r0= 350000 k= 3003

введите ординату в корне (мм),ширину колеи (мм),задний вылет (мм)

? 187 1520 2076

u= 187 s0= 1520 p2= 2076

введите стыковой пролет,величину зазора, число пролетов

в пеpеднем вылете pамного pельса и расстояние между брусьями

? 420 10 5 525

c= 420 d= 10 n1= 5 a3= 525

введите m=1 если стыки в корне остряка в разбежку

введите m=0 если стыки в корне остряка в одном створе

? 1

m= 1

Наименование

Значение

X

Y

Длина остряка

Ордината в корне

Проекция остряка

Длина рамного рельса

Радиус кривой

Теоретическая длина

Практическая длина

Расстояние а0

Расстояние b0

Расстояние a

Расстояние b

7400

189.5438232421875

7397.67919921875

12500

191586.03125

23399.59375

28264.59375

9677.67578125

13721.91796875

12466.67578125

15797.91796875

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

13017.2822265625

189.5438232421875

285.0641479492188

401.5650329589844

539.0548095703125

697.6134033203125

877.2637329101562

1078.074096679688

1188.362915039062

введите b4 шир гол рельса,h2 пер вылет крест,s2 шир колеи в остр

?

? 75 2593 1524

b4= 75 h2= 2593 s2= 1524

Рельсовые рубки

Длина рельсов

l1 и l2

l3 и l4

l5 и l6

l7 и l8

15764.59375

13450.6279296875

13398.9140625

15634.1142578125

v1= 13.41956615447998 v2= 13.84146022796631

допустимая скорость движения м/сек,v= 13.41956615447998

По данным расчетов построены графики зависимостей параметров стрелочного перевода от начального угла остряка.


Литература

  1.  Железнодорожный путь. Под ред. проф. Т.Г. Яковлевой. - М.: Транспорт, 2001
  2.  Расчеты рельсовой колеи с использованием ЭВМ. Методические указания для курсового и дипломного проектирование / Л.Н. Фролов, Б.П. Божевольнов, П.С. Пушкин. Л.: ЛИИЖТ, 1991
  3.  Расчет одиночного обыкновенного стрелочного перевода с использованием ЭВМ. Методические указания для курсового и дипломного проектирование / Л.Н. Фролов, Б.П. Божевольнов, П.С. Пушкин. Л.: ЛИИЖТ, 1989

PAGE  9


EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67657. ПЕРЕНОСНА ЗВУКОВА СТАНЦІЯ 4.19 MB
  В даному дипломному проекті виконано аналіз різних видів звукових станцій та розроблено власну переносну звукову станцію. Нова розробка має ряд переваг над своїми аналогами. Її простота перш завсе заклечається в тому що майже всі блоки зв’язані між собою по І2С шині.
67661. Совершенствование мотивации персонала (на примере ОАО «Жировой комбинат») 742 KB
  Однако в последние 1012 лет в теории и практике мотивации и стимулирования труда наблюдалось почти полное затишье. Отечественная социология труда и особенно некогда процветающая промышленная социология почти сошли на нет. Государственные частные корпоративные предприятия на практике...