Определение оптимальной ширины колеи.
За расчетную схему определения оптимальной ширины колеи примем такую, при которой железнодорожный экипаж своим наружным рельсом передней оси жесткой базы прижимается к наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы либо занимает радиальное положение, либо стремится его занять; при этом центр поворота экипажа находится на пересечении этого радиуса с продольной геометрической осью жесткой базы экипажа. Кроме того:
Если расчетная ширина колеи S окажется больше нормативного значения Sн для данного радиуса кривой согласно ПТЭ, то следует перейти к определению минимально допустимой ширины колеи, приняв соответствующую расчетную схему.
Если расчетная ширина колеи S получается меньше стандартной для прямого участка пути (Sо = 1520 мм), то это будет означать, что конструктивные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа позволяют проходить ему кривую данного радиуса без уширения колеи. В таком случае ширина колеи принимается по ПТЭ в зависимости от величины радиуса.
Стрела изгиба наружного рельса составляет:
(мм)
где
λ – длина жесткой базы, мм (2600);
Расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом определяется по формуле
(мм)
где
r – радиус колеса по поверхности катания (625мм);
t – расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина катания), принимается равным 10 мм;
τ – угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту (τваг = 60˚, τлок = 70˚).
Оптимальна ширина колеи определяется по формуле:
мм
где
4 - допуск на сужение колеи, мм;
qмax – ширина колесной пары (1509мм - локомотив;1511мм – вагон)
fn
– стрела изгиба наружной нити кривой
η – поперечные разбеги крайней и средней осей подвижного состава
Полученное значение ширины колеи сравниваем с нормативным:
>
-
назначается стандартная ширина колеи,
согласно нормативных требований [3].
1520 мм > 1511 мм
Вывод: для локомотива вписывание получилось свободное, т.к. расчётная оптимальная ширина колеи меньше номинальной ширины колеи по П.Т.Э. для кривых данного радиуса (1520 мм).
б) для четырехосного вагона
λ =1850 мм,
r=475 мм,
η=6 мм,
мм
Расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом определяется по формуле
мм;
где
r – радиус колеса по поверхности катания (475 мм);
t – расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина катания), принимается равным 10 мм;
τ – угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту.
Оптимальна ширина колеи определяется по формуле:
мм
где
4 - допуск на сужение колеи, мм;
qмax – ширина колесной пары (1509мм - локомотив;1511мм – вагон)
fn – стрела изгиба наружной нити кривой
η – поперечные разбеги крайней и средней осей подвижного состава
Полученное значение ширины колеи сравниваем с нормативным:
> - назначается стандартная ширина колеи, согласно нормативных требований [3].
1520 мм > 1512 мм
Вывод: для вагона вписывание получилось свободное, т.к. расчетная оптимальная ширина колеи для электровоза меньше номинальной ширины колеи по П.Т.Э (1520 мм)