Задание и исходные данные

Тип рельсов: Р50.

Площадь поперечного сечения: 6450/537 мм².

Значение тока в рельсовой сети: 160 А.

Сопротивление приварного медного стыкового соединителя: 320^.10^-6 Ом.

Тип путевого дроссель-трансформатора: ДТ-0,2-500.

Нагрузка Р, Н: 55000.

Отношение D/d=δ=1,72.

Расстояния от тяговой подстанции B до нагрузки l2, l4, l6, км 5,8,13.

Расстояния между тяговыми подстанциями, км 15.

Значения токовых нагрузок от поездов I2, I4, I6, A 700,950,1500.

Осевое усилие натяжения стыковых болтов: 10 70 кН.

Осевое перемещение пружин: 0 2,5 мм.

Задание

В соответствии с заданием необходимо выполнить следующие расчеты:

1.Определить переходное электрическое сопротивление «рельс – накладка» R_РН при незащищенных поверхностях контактирования накладок и рельсов при различных осевых усилиях натяжения стыковых болтов.

2.Определить сопротивление токопроводящего стыка R_СТ со стыковым соединителем при осевых натяжениях и сопротивлениях п. 1.

3.Определить переходное электрическое сопротивление «рельс – накладка» R_РН при зачистке поверхностей контактирования накладок и рельсов, согласно требованиям, при различных усилиях натяжения стыковых болтов (Q_З).

4.Определить сопротивление токопроводящего стыка R_СТ со стыковым соединителем при осевых натяжениях и сопротивлениях по п. 3.

5.По п.п. 1 и 2 построить зависимости R_РН=f(Q_З) и R_СТ=f(Q_З) на одном рисунке.

6.По п.п. 3 и 4 построить зависимости R_РН=f(Q_З) и R_СТ=f(Q_З) на одном рисунке.

7.Определить годовые потери электрической энергии в токопроводящем стыке в зависимости от сопротивлений стыка, значения которых получены в п.п. 2 и 4. Построить зависимость А=f(R_СТ).

8.Рассчитать типоразмер тарельчатой пружины для рельсового стыка и напряжения в её кромках.

9.Построить нагрузочную характеристику тарельчатой пружины Р=f(f).

10.Привести назначение путевых дроссель – трансформаторов и схемы их присоединение к рельсовой сети.

11.Привести рисунок рельсового стыка с тарельчатыми пружинами

_______________________________________________________________________

Примечание. Удельное сопротивление рельсовой стали, ρ=210 Ом^.мм²/м.

В знаменателе площадь поперечного сечения в медном эквиваленте.

2. Определение переходного электрического сопротивления «рельс – накладка» и рельсового стыка

Переходное сопротивление «рельс – накладка» при не зачищенных поверхностях контактирования:

где - осевое усилие натяжения стыковых болтов, кН;

- номинальная площадь контактирования между накладкой и рельсом. В расчетах может быть принята

Переходное сопротивление «рельс – накладка» при зачищенных поверхностях контактирования:

Результаты расчета занесены в таблицу 1.

Таблица 1

Зависимость переходного сопротивления «рельс – накладка» от усилия натяжения стыковых болтов

Усилие натяжения стыковых болтов, кН	Переходное сопротивление «рельс-накладка», мкОм
	Не зачищенная поверхность контактирования	Зачищенная поверхность контактирования
10	530,568	35,315
20	402,095	26,764
30	341,895	22,757
40	304,731	20,283
50	278,71	18,551
60	259,108	17,246
70	243,614	16,215

По полученным данным строим график зависимости переходного сопротивления «рельс – накладка» при незачищенных и зачищенных поверхностей контактирования накладки и рельсов от усилия натяжения стыковых болтов, рисунок 1.

Рис. 1. График зависимости переходного сопротивления «рельс – накладка» от усилия натяжения стыковых болтов

Вывод: Из графика видно что, при не зачищенных поверхностях контактирования «рельс – накладка» и при малом осевом усилие натяжения стыковых болтов переходное сопротивление очень большое: при

При наибольшем натяжении стыковых болтов переходное сопротивление заметно уменьшается при:

При зачищенной поверхности контактирования накладки и рельсов, переходное сопротивление гораздо меньше и составляет при а при

Из этого следует что предпочтительнее зачищенная поверхность контактирования накладки и рельсов, в связи с наименьшими потерями.

Сопротивление стыка:

где - переходное сопротивление «рельс – накладка» при не зачищенных и зачищенных поверхностей контактирования накладки и рельсов.

При не зачищенной поверхности контактирования накладки и рельсов.

При зачищенной поверхности контактирования накладки и рельсов.

Результаты расчета занесены в таблицу 2.

Таблица 2

Зависимость сопротивление стыка от усилия натяжения стыковых болтов

Усилие натяжения стыковых болтов, кН	Сопротивление стыка, мкОм
	Не зачищенная поверхность контактирования	Зачищенная поверхность контактирования
10	265,284	17,657
20	201,048	13,382
30	170,947	11,378
40	152,366	10,142
50	139,355	9,276
60	129,554	8,623
70	121,807	8,108

По полученным данным строим график зависимости сопротивления стыка при незачищенных и зачищенных поверхностей контактирования накладки и рельсов от усилия натяжения стыковых болтов, рисунок 2.

Рис. 2. График зависимости сопротивления стыка от усилия натяжения стыковых болтов

Вывод: Из рисунка 2 видно, что сопротивление стыка при малом осевом усилие натяжения стыковых болтов и незачищенной поверхности контактирования накладки и рельсов очень велико, и постепенно уменьшается при большем натяжении стыковых болтов.

При зачищенной поверхности контактирования накладки и рельсов сопротивление стыка практически не изменяется, не зависимо от натяжения стыковых болтов.