3.Розрахунок на міцність і стійкість безстикової колії.

Метою даного розрахунку є встановлення умов вкладання і експлуатації безстикової колії. При надійному закріпленні рейкова пліть працює як балка, защимлена по всій довжині. Зміна температури рейки відносно температури її закріплення призводить до появи в ній температурних напружень.

В курсовому проекті розрахунок безстикової колії на міцність і стійкість виконуємо для пліті, що розміщена на прямій ділянці і для пліті в кривій ділянці колії радіусом 640м. на цих ділянках маємо нові пліті Р65. Найбільший вплив на даній ділянці виконує локомотив ВЛ8 з максимальною конструктивною швидкістю – 60км/год. Ділянка колії розміщена поблизу ст.Дніпропетровськ, де максимальна температура досягає 60^оС а мінімальна - 34 ^оС. в таких умовах кромочні напруження:

в голівці рейки в літній період дорівнюють:

- для прямої

- для кривої

в підошві рейки взимку:

- для прямої

- для кривої

Д опустимі підвищення температури рейки по умові міцності влітку визначається за формулою:

(3.1)

де [σ]– допустимі напруженнях в рейках безстикової колії, для звичайних рейок = 350МПа;

– коефіцієнт запасу міцності = 1,3;

α – коефіцієнт лінійного розширення рейкової сталі = 0,0000118град^-1;

Е – модуль пружності сталі = 2,1·10⁵МПа;

Умова міцності взимку перевіряється по напруженням в підошві рейки. Допустиме пониження температури рейки взимку:

(3.2)

• для прямої:

• для кривої:

В літній період повздовжня стискаюча сила в рейкових плітях може досягати значень, що можуть призвести до викиду колії.

Для визначення закритої сили використовуємо формулу, яка отримана апроксимацією результатів теоретичних досліджень:

(3.3)

де А і α – параметри, які залежать від типу рейки та плану лінії і визначаються наступним чином = 350МПа;

К₁ – коефіцієнт, який залежить від опору шпал до поперечного здвигу, для з/б шпали = 1;

К₂ – коефіцієнт, який залежить від епюри шпал, при 1840 = 1;

К ₃ – коефіцієнт, який залежить від зусилля, з яким затягувалися клемні болти = 1;

При підвищенні температури в рейці з являються повздовжні стискаючі сили. Допустиме підвищення температури рейок за умови стійкості порівнюю з температурою закріплення:

(3.4)

де F – площа поперечного перерізу рейки = 82,56см²;

Т аким чином:

- для прямої:

- для кривої:

Визначення допустимого підвищення температури рейки проводиться з урахуванням умови міцності і стійкості. В подальшому розрахунку слід використовувати менше значення:

• для прямої

• для кривої

Д опустиме пониження температури допускається за умов:

(3.5)

• д ля прямої

• для кривої

(3.6)

де [λ] = 50мм;

α = 0,000018;

(3.7)

А=0,0096;

(3.8)

Б удуємо температурну діаграму плітей безстикової колії для прямої і кривої ділянки , і визначаємо границі інтервалу закріплення. Найнижчу Т₁ і найвищу Т₂ температури закріплення визначаємо за формулами:

(3.9)

(3.10)

Температура закріплення повинна відповідати умові .

Для Дніпропетровськ характерні такі температури рейок: Т_min= -34^oC, Т_max=60 ^oC.

Отже для прямої і кривої ділянок умова виконується.

По даних розрахунках температури пліті будуємо карту температурного режиму плітей безстикової колії відповідно для прямої ї кривої ділянок.