2.4 Визначення марки хрестовини і її геометричних розмірів

Марку хрестовини (тангенс кута хрестовини у вигляді простого дробу) одержуємо з рішення щодо кута рівняння проекції розрахункового контуру АВСО стрілочного переводу на вертикальну вісь (рис. 2.4)

(2.16)

,

де – марка хрестовини; – показник марки.

Рис. 2.4 Схема розрахункового контуру стрілочного переводу

У рівнянні (2.16) три взаємно зв'язані невідомі величини:

– радіус перевідної кривої, – пряма вставка, – кут хрестовини, який необхідно знайти.

Радіус перевідної кривої в першому наближенні приймається рівним радіусу вістряка . Пряма вставка необхідна для того, щоб забезпечити прямолінійний напрямок руху візка екіпажа при його входженні в горло хрестовини, щоб запобігти вигину вусовика. Мінімальне значення цієї прямої вставки може бути визначено із залежності:

, (2.17)

де і – конструктивні параметри, що забезпечують складання переднього стика хрестовини. Для збірних хрестовин G = 0,215 м; D= 0, 316 м

– конструктивний запас, рівний 0,5 м, що враховує можливу різницю між теоретичною мінімальною довжиною хрестовини й її практичною довжиною;

– довжина стикової накладки.

Приймаючи у формулі (2.16) , одержуємо рівняння, з якого можна обчислити кут , а отже й марку . Цей кут (кут хрестовини), буде оптимальним, оскільки він забезпечує постійність кривизни в межах всієї перевідної кривої, а мінімальна довжина прямої вставки дозволяє зручно запроектувати хрестовину із прямолінійними робочими гранями. При такому підході теоретична довжина переводу буде найменшою.

Розв’язуючи рівняння (2.16) і (2.17) відносно і ввівши деякі додаткові позначення для визначення марки хрестовини, одержуємо наступні формули:

;

;

;

; (2.18)

;

.

У цих формулах:

– ширина колії по прямому напрямку в межах стрілочного переводу. Зараз у всіх переводах для магістральних колій вона прийнята 1520 мм;

– допоміжний кут;

– скорочене позначення в рівнянні (2.18) всіх складових не залежних від кута .

Отримане в результаті рішення цих формул оптимальне значення показника марки варто округлити в більшу сторону, але можна і у меншу.

Приймаю

Потім виконується конструктивний розрахунок хрестовини. Теоретична мінімальна довжина хрестовини визначається залежно від її типу, конструкції і марки. Довжина хрестовини складається з довжин її передньої і хвостової частин. Мінімальна довжина передньої частини у збірної хрестовини з литим осередям типу загальної відливки зі зношуваною частиною вусовиків (рис. 2.5) визначається з умови складання переднього стику хрестовини, де вусовики й рейки з'єднуються звичайним накладочним скріпленням.

Зокрема, ця величина залежить від розміру (рис. 2.5), що забезпечує нормальну постановку першого стикового болта з боку робочої грані вусовиків. У цьому випадку мінімальна довжина передньої (вусової) частини хрестовини визначається з рівняння:

, (2.19)

де – ширина підошви рейки (приймається 0,132 м);

– ширина головки рейки (приймається 0,0684 м);

– розмір між підошвами вусових рейок, що забезпечує постановку першого болта; його можна прийняти при рейках типу Р65 рівним 173 мм.

– довжина стикової накладки; для рейок типу Р65 дорівнює 800 мм.

– відстань від торця накладки до осі першого болтового отвору; для накладок до рейок типу Р65 – 80 мм.

Теоретична (мінімальна) довжина хвостової частини хрестовини збірної з литим сердечником при вкладишно-накладочному стику визначається з умови складання цього стика за формулою:

, (2.20)

де – конструктивна відстань між підошвами рейок у хвості хрестовини, що забезпечує постановку примикаючих рейок без стругання їх підошов, яка приймається 5 мм.

Рис. 2.5 Розрахункова схема збірної хрестовини з литим осердям

Отримані значення і треба відкоригувати за умовою раціонального розкладання перевідних брусів під ними.

На рис. 2.6 показана схема розкладки брусів під хрестовиною, користуючись якою можна визначити практичні значення передньої і хвостової частин хрестовини і _. Слід зазначити, що всі бруси під хрестовиною розміщаються перпендикулярно бісектрисі кута хрестовини. Один із брусів при розкладці під хрестовиною розташовується в тому місці, де ширина осердя 20 мм. Тут найбільш напружене місце, тому що в цій зоні колесо перекочується з вусовика на осердя. Потім розміщують бруси в передньому і задньому стиках хрестовини. Бруси розташовують рівномірно з відстанню між осями брусів. Стикові зазори між хрестовиною і примикаючими до неї рейками повинні дорівнювати нулю, тобто .

Із розгляду схеми рис. 2.6 виходить, що проекції практичної довжини обох частин хрестовини на бісектрису кута можуть бути визначені за формулами:

; . (2.21)

Тут – відстань від математичного центру хрестовини до осі бруса, розташованого в перетині осердя хрестовини, що дорівнює 20 мм.

Рис.2.6 Схема розміщення брусів під хрестовиною

Відстань між осями брусів (розміри і ) приймаються так само як і у зоні стрілки. Величини прогонів під кожною із частин можуть бути різними.

Кількість прогонів і повні бути підібрані таким чином, щоб практична довжина кожної частини хрестовини не була меншою за теоретичну (мінімальну). Не слід, однак, значно збільшувати довжину хрестовини. Доцільно проектувати ці частини так, щоб виконувалися нерівності:

(2.22)

Нехай =4. Тоді,

Умова виконується.

Нехай . Тоді,

Умова виконується.

Практичні довжини елементів хрестовини та довжина всієї хрестовини вимірюються вздовж робочих граней хрестовини в цілому і визначаються за формулами:

(2.23)