2 Розрахунок безстикової колії

2.1 Розрахунок безстикової колії на міцність

При визначенні можливості укладання безстикової колії та способу її експлуатації фактична температурна амплітуда Т_А – найбільша, що спостерігається у даній місцевості, порівнюється з амплітудою допустимих змін температур рейок.

Фактична температурна амплітуда визначається як алгебраїчна різниця найвищої t_{max max} та найнижчої t_{min min} температур рейок, які спостерігались у даній місцевості

, (2.1)

Дані про екстремальні температури рейок у Ясинуватій наведені у додатку 2 [1].

t_{max max}=61⁰C;

t_{min min}= -38⁰C;

T_A =61-(-38)=99⁰C.

Допустима температурна амплітуда визначається за формулою

(2.2)

де - найбільше допустиме підвищення температури рейок відносно температури закріплення по умові стійкості безстикової колії і міцності головки, =46⁰С – для кривої ділянки;

- найбільше допустиме пониження температури рейок від температури їх закріплення по умові міцності підошви рейки, =86⁰С - для кривої ділянки;

- мінімально допустимий інтервал температур, в якому остаточно закріплюються пліті, приймаємо =10⁰С.

Визначаємо допустиму температурну амплітуду

[Т] = 46+86-10= 122⁰ С.

При порівнянні T_A<[Т] бачимо 99⁰<122⁰С, тобто у Слав’янську безстикову колію можна укладати температурно-напруженого типу, без сезонних розрядок температурних напружень.

Можливість укладання безстикової колії та спосіб її експлуатації визначається міцністю рейкових плітей та стійкістю колії проти викиду.

Оскільки більш ймовірною є втрата міцності рейкових плітей від дії розтягуючих поздовжніх сил, ніж стискуючих, то визначають допустимі розтягуючі температурні напруження у кромках підошви для зимових умов

, (2.3)

де - допустимі напруження =3500 кг/см²– для нових незагартованих рейок, =4000 кг/см² – для нових термічно зміцнених рейок);

- напруження у кромці підошви рейки від вигину та кручення під навантаженням від рухомого складу, кг/см² (за результатами комп’ютерного розрахунку у таблиці 1.2);

- коефіцієнт запасу міцності ( =1,3 для рейок першого терміну служби).

Фактичні температурні напруження, що виникають в рейці, через нездійснену зміну її довжини при зміні температури

, (2.4)

де α - коефіцієнт лінійного розширення ( 1/град для рейкової сталі);

Е - модуль пружності рейкової сталі ( МПа);

- різниця між температурою рейки, при якій визначають напруження, і температурою закріплення пліті на шпалах, ⁰С.

Найбільшу допустиму з умов міцності рейки зміну температури рейкової пліті порівняно з її температурою закріплення у сторону зниження при рейках Р65, типу локомотиву ВЛ8 і максимальній швидкості 80 км/год знаходимо по таблиці Д.3.2 [1]

у кривій [ ∆t_р]=86⁰С

Фактичні температурні напруження

у кривій Ϭ_tф= 25*86=2150 кг/см² ;

Допустимі розтягуючи температурні напруження

у кривій [Ϭ_t]=3500-1,3*942,08 = 2275,296 кг/см².

Проведемо порівняння

у кривій 2150 кг/см² <2275,296 кг/см².

Умова виконується, отже в кривих ділянках будемо застосовувати загартовані рейки, так як при цьому міцність буде забезпечена.

Остаточно приймаємо максимальну швидкість локомотиву ВЛ80 в прямих і кривих 100 км/год.