3. Расчет и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода

3.1 Принципиальная схема обыкновенного стрелочного перевода

Геометрические параметры конструкций соединения путей должны быть такими, чтобы обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими установленными скоростями движения и нагрузками на оси подвижного состава. Поэтому силовые воздействия на них и непогашенные ускорения не долж­ны превышать некоторых установленных допустимых величин. Вместе с тем длины проектируемых соединений пути должны быть минимальными, а их конструкции - экономически рацио­нальными.

К основным элементам одиночного обыкновенного стрелоч­ного перевода относят: стрелку, комплект крестовиной части, соединительные пути и переводные брусья или другое под рельсовое основание (рис. 3.1)

1 - рамные рельсы; 2 - остряки; 3 - переводной механизм; 4 - контррельсы; 5 - усовики; 6 - сердечник; 7 - переводные брусья

Рисунок 3.1.-Одиночный обыкновенный стрелочный перевод

3.2 Основные параметры стрелки

Расчетная схема для определения геометрических парамет­ров стрелки приведена на рис. 3.2.

Рисунок 3.2-Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного перевода.

К основным геометрическим параметрам стрелки относятся:

• β_H - начальный угол криволинейного остряка;

• R - радиус остряка;

• R- радиус переводной кривой;

• β- полный стрелочный угол.

3.2.1. Начальный стрелочный угол, радиусы остряка и переводной кривой, полный стрелочный угол

Начальный угол остряка зависит от наибольшей скорости движения на боковой путь, допустимого угла удара (допустимой потери кинетической энергии), зазора, с которым колесо подходит к остряку, и допустимого центробежного ускорения в начале остряка:

(3.1)

где V_б - скорость движения на боковой путь, м/с;

W₀ - допустимый параметр потери кинетической энергии при ударе, 0,225м/с;

δ_max -максимальный вероятный зазор между гребнем колеса и рамным рельсом 0,036,

j_о - допустимая величина внезапно появляющегося поперечного ускорения, 0,39м/ .

Радиус кривизны начальной части остряка, где центробежное ускорение возникает внезапно, определяется из выражения:

(3.2)

а радиус остальной части остряка и переводной кривой по формуле:

(3.3)

Во всех случаях радиусы Rо и R должны быть не менее 150 м. Полный стрелочный угол β определяется по формуле:

(3.4)

Где y₀- ордината в корне остряка, обычно принимается не менее 0,15 м.

3.2.2 Длина криволинейного остряка и рамных рельсов

Длина остряка определяется из выражения

(3.5)

Длину рамного рельса определяют проекцией остряка на рамный рельс и величинами переднего и заднего вылетов рамного рельса (см. рис. 3.2)

(3. 6)

Передний вылет рамного рельса (рис. 3.3) определяют зависимостью

(3.7)

где С - расстояние между осями стыковых брусьев, 420 мм;

Z₁ -число пролетов между осями переводных брусьев в зоне пере­днего вылета рамного рельса (в курсовом проекте можно при­нять Z₁ = 5 шт.);

К-смещение начала остряка относительно оси переводного бруса, равное 41 мм;

а - пролет между осями брусьев, зависящий от эпюры шпал. В курсовом проекте можно принять, а = 500 мм.

Рисунок 3.3.-Схема к определению длины переднего вылета рамного рельса

Задний вылет рамного рельса определяют типом корневого крепления и конструкцией стыка и вычисляют по выражению

(3.7)

где Z₂ - число пролетов в пределах заднего вылета рамного рельса (принять Z₂ = 2 шт.).

Проекция криволинейного остряка на прямое направление рамного

(3.8)

(3.9)

3.3. Геометрические характеристики крестовины

3.3.1. Основные параметры жесткой крестовины

К основным параметрам крестовины относятся:

• угол крестовины α;

• ее марка ;

• передний вылет крестовины п;

• задний вылет крестовины т,

При определении основных параметров крестовины может быть два случая: первый, когда требуется определить угол крестовины и ее марку, и второй, когда марка крестовины задана. В настоящей работе рассмотрен второй случай.

3.3.2. Угол крестовины и длина прямой вставки перед ее математическим центром

Угол крестовины определяется по знаменателю ее марки - N.

(3.11)

Величина прямой вставки d перед математическим центром крестовины определяется по формуле:

(3.12)

Где y_0- ордината в корне остряка

При марке крестовины получается отрицательным

Поэтому берем марку .

3.3.3. Минимальная длина сборной крестовины с литым сердечником

Крестовина (рис. 3.4) состоит из передней (усовой) п и хвостовой т частей.

Длина крестовины определяется из выражения

l_к=т + п (3.13)

где т - длина хвостовой части крестовины;

п - длина передней части крестовины.

Рисунок 3.4-Схема к определению длины сборной крестовины

При расчете длины передней части крестовины определяю­щим является условие постановки первого болта в переднем стыке крестовины при двухголовых накладках.

Допуская, что , будет иметь вид:

(3.14)

где В — ширина подошвы рельса, мм;

b - ширина головки рельса, мм;

2V - расстояние между подошвами усовиков крестовины в месте установки первого болта в переднем стыке крестовины, мм;

l_н - длина накладки, мм;

Х₁— расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия, мм; δ- величина стыкового зазора, принимается 0 мм.

Для рельсов типа Р65 В = 150 мм; b = 75 мм; 2V = 175 мм; l_н = 800 мм; Х₁ = 80 мм.

Тогда формула (3.15) приобретает вид:

(3.15)

n=250*18+320=4,82м

Длину хвостовой части крестовины определяют из условия примыкания двух рельсов к торцу сердечника крестовины:

(3.16)

где Δ- зазор между подошвами рельсов, примыкающих к сердечнику.

При Δ = 5 мм и ранее указанных значениях В и b формула (3.17) примет вид:

(3.17)

m=230*18=4,14м