54.Угон пути

. К числу основных сил, составляющих вертикальную динамическую силу, воспринимаемую рельсами, относят:

- весовую составляющую экипажа;

- силы, передаваемые рессорным подвешиванием при его колебаниях;

- силы инерции неподрессоренных масс, вызванные их колебаниями на упругом пути из-за наличия неровностей пути и неровностей колеса, а также при влиянии экипажа;

- вертикальные силы, возникающие при движении экипажа в кривой, связанные с возвышением наружного рельса и действующие при этом горизонтальными поперечными силами.

При движении экипажа по кривой возможны три случая приложения поперечных сил пути:

- Центробежная сила I полностью уравновешена поперечной составляющей массы вагона T, т.е. I = T. В точках опирания колес на головки рельсов действуют силы трения скольжения.

- Центробежная сила I>T, а поэтому возникают дополнительные поперечные силы, пропорциональные поперечному непогашенному ускорению.

Величины сил I и T зависят от параметров пути (радиуса кривой, возвышения наружного рельса) и от параметров подвижного состава (масса, скорость):

I = (G/g)*(V²/3,6²*R)

T = G*h/S

G – масса вагона;

g – ускорение свободного падения;

V – скорость движения в кривой;

R – радиус кривой;

3,6 – переходной коэффициент от скорости км/ч к м/с;

h – возвышение наружного рельса

Величины поперечных сил зависят от изменения ширины колеи. При ее увеличении возрастает угол набегания гребня колеса направляющих осей на рельс и величина направляющей силы, что приводит к увеличению отжатия и бокового износа наружной рельсовой нити. При уменьшении ширины колеи больше допуска увеличивается перекос тележки в колее и ведомые оси начинают направляться внутренней рельсовой нитью, т.е. появляются дополнительные направляющие силы.

Различают еще два вида поперечных сил – боковые и рамные. Алгебраическую сумму сил, действующих от одного колеса на рельс – боковой силой. Рамная сила – поперечная сила, передаваемая рамой тележки через колесную пару на оба рельса.

При движении поездов, особенно тяжеловесных массы 6-8 тыс. т. могут возникать большие продольные силы на подъемах от увеличения силы тяги, а на спусках – силы торможения. В режиме тяги продольные растягивающие силы стремятся сместить вагон внутрь кривой. Это приводит к уменьшению поперечных сил, действующих на наружную рельсовую нить, как по первой, так и по второй тележке примерно на 20 КН.

Причина возникновения вертикальных колебаний и адрессорного строения обусловлена различными неровностями рельсового пути. При качении колеса по неровности, например в виде выемки, траектория движения его оси вынуждена повторить эту неровность. При этом центр массы колеса опустится на глубину выемки с ускорением, значение которого зависит от скорости движения тепловоза.

Угон пути – продольное перемещение рельсов под колёсами проходящего поезда. Образуется при недостаточной связи рельсов с основанием и их изгиба под колёсами подвижного состава происходит проскальзывание рельсов по основанию. В результате при проходе тележек вагонов рельсы последовательно перемещаются в сторону движения поезда. На пути, не закреплённом от угона, проход каждой тележки может вызвать продольное перемещение рельсов на 0,03—0,06 мм (в зависимости от осевой нагрузки, удара массы и состояния пути). Угон пути приводит к нарушению его норм, работы. При продольном перемещении рельсов нарушаются размеры стыковых зазоров: на одних участках образуются нулевые зазоры, на других — предельно большие. В первом случае (из-за невозможности компенсации удлинения рельсов) повышение температуры приводит к образованию в рельсах больших продольных сил, что может вызвать нарушение устойчивости пути, во втором случае при понижении температуры возможен изгиб или срез стыковых болтов с разъединением рельсовой нити. На участках бесстыкового пути продольный угон плетей нарушает температурный режим их работы: добавочное сжатие рельсов от действия сил угона, достигающих 1000—1200 кН, суммируясь с температурными воздействиями, может при жаркой погоде привести к выбросу пути — внезапному резкому искривлению колеи. В зимнее время в зонах действия в рельсах сил растяжения возможен излом рельсов под поездом. Недопущение угона пути обеспечивается при клемменных промежуточных рельсовых скреплениях расчётной затяжкой клемменных болтов; на участках с костыльными скреплениями — установкой необходимого числа пружинных противоугонов. На участках пути с рельсами Р75, Р65 на щебёночном балласте угон выражается перемещением рельсов по шпалам. В случае более слабой конструкции пути и движении грузовых поездов возможно проявление угона и в виде общего последовательного перемещения рельсо-шпальной решётки в балласте даже при установке противоугонов на всех шпалах.