3Поперечные профили колес

Коническая обточка колес нужна по двум причинам:

- для обеспечения плавности движения;

- для предотвращения седлообразного (желобчатого) износа поверхности качения.

Наличие коничности колес вызывает виляние колесных пар и тележек. Кроме того для улучшения передачи нагрузки от колеса на рельс устраивают подуклонку рельсов 1:20 на деревянных шпалах за счет клинчатых подкладок, а на железобетонных – за счет подуклонки подрельсовой площадки шпал.

Элемент с подуклонкой 1:7 нужен для улучшения перекатывания колеса через крестовину стрелочного перевода.

4Симметричный и несимметричный переводы

Имеет оба пути криволинейные, отклоняющиеся в разные стороны под одним углом относительно оси разветвляющего пути.

Симметричные переводы имеют то преимущество, что при тех же углах крестовины и радиусах закруглений они обладают значительно меньшей длиной и требуют меньше длины для укладки. Однако вследствие специфики разветвления отходящих путей их укладка на станциях не всегда удобна для соединения параллельных между собой путей.

Кроме симметричных, существуют еще несимметричные одиночные переводы, односторонний и двухсторонний. Укладывают обычно в кривых участках пути.

6Перекрестные стрелочные переводы также занимают меньше места. Перекрестный стрелочный перевод представляет собой комбинацию глухого пересечения и стрелок

К применению перекрестных стрелочных переводов и глухих пересечений прибегают в стесненных условиях, при ограниченной длине станционной площадки, а также для сокращения маневровых перемещений и устройства прямых ходов при пересечении нескольких путей. На линиях, где предусмотрен безостановочный пропуск поездов со скоростью более 70 км/ч укладывать перекрестные переводы запрещено.

5Глухие пересечения путей укладываются тогда, когда нет надобности перехода подвижного состава с одного пути на другой. Глухие пересечения бывают прямоугольные и косоугольные. Они состоят из четырех крестовин с контррельсами.

 

 

В прямоугольном пересечении четыре крестовины одинаковые, они как и всякая крестовина состоят из сердечника, усовиков и контррельсов, причем усовики составляют одно целое с контррельсами.

В косоугольном пересечении две крестовины острые, такого же типа, что и в обыкновенном стрелочном переводе, и две тупые. Тупые крестовины имеют своеобразную конструкцию. Мертвое пространство здесь в два раза больше, чем у острой крестовины. Схема косоугольного (ромбического) глухого пересечения

Перекрестные стрелочные переводы также занимают меньше места. Перекрестный стрелочный перевод представляет собой комбинацию глухого пересечения и стрелок

К применению перекрестных стрелочных переводов и глухих пересечений прибегают в стесненных условиях, при ограниченной длине станционной площадки, а также для сокращения маневровых перемещений и устройства прямых ходов при пересечении нескольких путей. На линиях, где предусмотрен безостановочный пропуск поездов со скоростью более 70 км/ч укладывать перекрестные переводы запрещено.

7Конструкции стрелок обыкновенного перевода. Стрелки состоят из двух рамных рельсов, двух остряков, стрелочных тяг, скреплений и переводного механизма.

Рамные рельсы представляют собой обычные путевые рельсы, приспособленные для работы в стрелке. Обычно стремятся к тому, чтобы рамные рельсы делались из рельсов стандартной длины. Рамные рельсы отличаются от путевых наличием дополнительных отверстий в шейке для прикрепления упорных болтов или упорных накладок, а также для прикрепления рамных рельсов к башмакам, при помощи которых они закрепляются на брусьях.

Остряки изготовляют из специального прокатного профиля. Начало остряка подвергается строжке для плотного прилегания к рамному рельсу. Передний конец остряка называют острием, а задний корнем.

Скрепления соединяют части стрелки друг с другом и с брусьями. Часть скреплений, как например в стыках рамных рельсов, одинакова с соответствующими типовыми рельсовыми скреплениями, другие скрепления предназначены только для стрелок. Стрелочные переводы устраивают с подуклонкой рельсов и без нее. Отсутствие подуклонки упрощает конструкцию стрелочного перевода. Поэтому современные стрелочные переводы, как правило, устраивают без подуклонки. Рельсы соединительной части перевода в связи с этим укладывают на плоские подкладки. Отсутствие подуклонки ухудшают условия опирания колеса на рельс, увеличивает контактные напряжения, поэтому, в новых переводах, предназначенных для скоростного движения по прямому пути вводится подуклонка.

Рамные рельсы прикрепляются к брусьям с помощью стрелочных башмаков, которые состоят из накладки, подушки с пазухой для подошвы рамного рельса и упорки с деталями ее крепления. Продольному и поперечному перемещению рамных рельсов препятствуют упорки, проходящие через шейку рельсов к подкладкам.

8По очертанию в плане остряки бывают прямолинейными и криволинейными. Достоинством криволинейных является примыкание под меньшим углом к рамным рельсам. Это улучшает условия входа на боковой путь. Криволинейные остряки могут быть касательного и секущего типа. Остряк касательного типа

В остряке секущего типа его рабочая грань пересекает рабочую грань рамного рельса под углом bн, который называется начальным стрелочным углом.

Остряки касательного типа имеют очень тонкий и маломощный конец и поэтому у нас не применяются. В современных стрелочных переводах применяются низкие остряки несимметричного профиля.

Для обеспечения надежного корневого крепления корневую часть такого остряка приходится выпрессовывать под профиль обычного рельса. Для обеспечения большей мощности сечения остряка и укрытия его острия от ударов набегающих колес, целесообразно производить подстрожку боковых рабочих граней рамного рельса. Криволинейный остряки обычно применяют кругового очертания с радиусом, равным радиусу, следующей за остряком переводной кривой или несколько большим. Иногда остряки имеют очертание по коробовой кривой – сначала большего радиуса, а затем по радиусу переводной кривой.

Корневое крепление остряка служит для надежного его прикрепления к соединительному рельсу и обеспечения свободы вращения при переводе остряка из одного положения в другое. Корневые устройства делятся на шкворневые, вкладышно-накладочные и накладочные с гибкими остряками и обычными стыками. При шкворневом устройстве остряк низкого профиля вращается на шкворне, которым шкворневой башмак входит в корневой мостик - металлический лист, опирающийся на два переводных бруса и соединенный с ним шурупами. Шкворневое крепление отличается многодетальностью, сложностью, малой надежностью и сейчас не изготавливаются.

Более совершенным является вкладышно-накладочное корневое крепление. Основными частями такого устройства являются: вкладыш, накладка, распорная втулка и болты.

В корне остряка между рамным рельсом и остряком вставлен вкладыш. Остряк с соединительным рельсом соединен накладкой, одна половина которой отогнута в сторону на 8 мм, между остряком и накладкой создан зазор, который сходится на нет к середине накладки. Это сделано для того, чтобы можно было свободно переводить остряк. Для того, чтобы отогнутая накладка не прижималась стыковыми болтами к остряку, между вкладышем и накладкой на первый болт устанавливается распорная втулка, проходящая через шейку остряка и упирающаяся в накладку.

Вкладышно-накладочное крепление устройство более прочно и надежно, чем шкворневое, но и оно имеет недостатки. Наличие зазора между остряком и накладкой ослабляет стык и кроме того в зазор набивается пыль и грязь, что препятствует свободному переводу стрелки. Лучшим решением является соединение остряка с соединительным рельсом посредством стыка обычного типа, что возможно при гибких остряках, перевод которых происходит за счет их изгиба.

9Конструкции крестовинной части

По конструкции крестовины делятся на: а) сборно-рельсовые; б) сборные с литым сердечником; в) цельнолитые; г) сварные с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков

Сборно-рельсовые крестовины – это старая конструкция, в настоящее время на наших дорогах встречается редко. В этом типе все части крестовины, в том числе сердечник, собирается из рельсов обычного профиля. Сборные крестовины с литым сердечником более мощные, чем сборно-рельсовые, однако в этих крестовинах большой расход легированной стали и недостаточный срок службы.

Наибольшее распространение получили крестовины, у которых литой сердечник изготовлен в виде общей отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков. Эти сердечники изготавливаются из закаленной высокомарганцевой стали. Так как поверхность катания колес имеет коничность, то верх усовиков в месте перехода колес с них на сердечник располагают на 5 мм выше сердечника.

Цельнолитые крестовины из высокомарганцевой стали применяют для высокоскоростного движения. Преимуществом таких крестовин состоит в малодетальности, устойчивости в работе. Недостатком является высокая стоимость.

12Соединительные пути, примой и криволинейный, соединяют стрелку с крестовиной. Криволинейный соединительный путь называют переводной кривой. Переводная кривая в типовых стрелочных переводах начинается сразу за корнем остряка и примыкает к прямой вставке перед крестовиной. Чем меньше угол крестовины, тем положе переводная кривая. Так, в переводе марки 1/11 типа Р65 радиус переводной кривой 300 м; марки 1/9 типа Р65 – 200 м. В симметричном переводе марки 1/11 типа Р65 – 500 м.

Рельсы соединительных путей, не имеющие подуклонки, укладывают на плоские двухребордчатые подкладки. У самого корня остряка на нескольких брусьях рельсы соединительных путей опираются на общие башмаки. На соединительных путях применяют как костыльные скрепления (пять костылей на каждую подкладку), так и шурупно-клеммные типа КД или КБ в зависимости от материала брусьев. Последние, в частности, применяют в стрелочных переводах типа Р65 марки 1/18, типа Р65 марки 1/11 с подуклонкой, в переводах на железобетонных плитах и в опытных новых конструкциях переводов.

Переводные брусья. Металлические части стрелочного перевода укладывают на переводных брусьях, связывающих конструкцию стрелочного перевода в единое целое. Переводные брусья изготавливают из тех же пород древесины и тем же способом, что и шпалы. По ГОСТу брусья изготавливают трех типов длиной от 3 до 5,5 м. В зависимости от длины брусья делятся на группы, каждая из которых отличается друг от друга на 25 см. На дорогах ОАО «РЖД» используется только брусья 1 и 2 типов. Брусья 3 типа предназначены для укладки в подъездные пути промышленных предприятий.

Под стрелку и крестовину укладывают брусья, ширина верхней постели которых равна 220 мм, а брусья с постелью шириной 200 мм укладывают на соединительных путях.

Набор брусьев для одного перевода называют комплектом.

В комплекте переводных брусьев перевода марки 1/9 - 60-63 бруса, марки 1/11 – 70-76, марки 1/22 – 170.

Два первых переводных бруса, на которых укладывается ручной переводной механизм, называются флюгарочными; их длина 4,5 м.

Железобетонные переводные брусья выполнены из предварительно напряженного железобетона с арматурой в виде высокопрочной проволоки периодического профиля диаметром 3 мм.

У обыкновенного перевода типа Р 65 марки 1/11 комплект состоит из 82 брусьев длиной от 2,75 м до 5,25 м (всего 11 типоразмеров с переходом с типа на тип через каждые 0,1 м).

Для обеспечения необходимой упругости и электроизоляции на этих брусьях необходимо применять резиновые прокладки.

13 Движущийся по прямой экипаж при входе на кривую по инерции стремится сохранить прямолинейное движение до тех пор, пока переднее колесо, катящееся по наружному рельсу, не ударит гребнем в остряк в точке D, после чего гребень этой колесной пары начинает отводить и направлять тележку и весь экипаж по кривой.

Векторное разложение скоростей

Рассмотрим изменение движения экипажа в бесконечно малый промежуток времени.

До момента соприкосновения гребня переднего колеса с рельсом в точке D экипаж имел живую силу

З атем в момент удара и изменения направления движения он будет иметь живую силу

Из векторного разложения скорости имеем

Подставив эти значения в формулу, получим

здесь - потеря живой силы на удар

(при пренебрежении упругостью соударяющихся тел).

З а величину потери критической энергии при ударе принимают параметр

откуда

На железных дорогах применяются стрелочные переводы с остряками двойной кривизны. Это вызвано стремлением снизить ударно-динамическое воздействие подвижного состава при движении его на боковой путь.

Схема к определению угла удара β_у и начального стрелочного угла β_н

Для проектирования стрелочного перевода необходимо знать начальный стрелочный угол b_н, радиусы остряков в зоне ударов гребней колес R^/₀ и переводной кривой R₀.

Граница перехода очертания остряка с радиуса R^/₀ к радиусу R₀ должна быть за пределами зоны ударных взаимодействий. Наиболее целесообразно назначить эту зону за пределами боковой строжки остряка, так как при этом внезапное изменение центробежного ускорения, связанное с изменением радиуса R^/₀ на R₀, будет совпадать с наибольшим сечением остряка. Угол поворота в этом месте составит b_у.

Р адиус остряка R₀ вне зоны ударного воздействия принимается равным радиусу переводной кривой. Его величина должна быть такой, чтобы при движении по переводной кривой непогашенное ускорение не превышало допустимой величины

,

г де v_max – максимально допустимая скорость движения на боковой путь стрелочного перевода. Откуда

g₀ – допускаемое значение постоянно действующего ускорения.

Р адиус остряка в зоне возможных ударов определяется из условия, чтобы внезапно возникшее центробежное ускорение не превышало величины j:

Из схемы можно установить связь между зазором d, с которым колесо подходит к остряку, начальным стрелочным углом b_н , углом удара b_у и радиусом R^/₀.

По малости углов можно считать, что

Поэтому

О тсюда

П одставляя в это выражение ;

Получим

Здесь w₀ – величина, пропорциональная потере кинетической энергии при ударе колеса в остряк;

V_max – наибольшая скорость на боковой путь;

d_max – максимальный зазор при котором ограничивают w₀;

j₀ – допускаемая величина внезапно возникающего ускорения.

Если окажется b_н<0⁰18^/, принимается b_н ³18^/ по условию обеспечения достаточной прочности остряка.

Ударно-динамические параметры:

g₀=0,4…0,6 м/с²;

j₀=0,3…0,4 м/с²;

w₀=0,225 м/с

δ_max=0,036 м