1.3. Определение минимально допустимой ширины колеи

Р асчетная схема соответствует заклиненному вписыванию экипажа в кривую.

Рис. 2 Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы без поперечных разбегов осей.

.

Это выражение по своему внешнему виду отличается лишь величиной , 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 - 7 мм (при колее 1520мм). Величину необходимо прибавить для того, чтобы избежать заклинивания колес, при котором движение экипажа опасно.

b = мм

f_н  мм

f_В  мм

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

а) если , то ;

;

б) если , то ;

;

в) если , то ;

.

Для определения минимально допустимой ширины колеи, при используем случай в):

мм

Т.к. , то вписывание обеспечено.

1.4. 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.

1.4.1. 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.

Возвышение наружного рельса должно быть таким, чтобы центробежная сила и центростремительная взаимно уравновесились, тогда равнодействующая будет направлена по оси пути, и обе рельсовые нити будут нагружены одинаково.

Рис. 3. Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой

Величина возвышения наружного рельса определяется по формуле

,

где R - радиус кривой, м;

- квадратичная средневзвешенная по тоннажу скорость движения поездов,

,

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

Gi - вес поезда соответствующей категории, m;

Vi - скорость движения соответствующих поездов, км/ч;

К - 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 К = 1.

Определяем значение :

V²_ср = км/ч

Находим величину возвышения для кривой:

h₁ = мм