004_ЖДП / zhdp_4

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» (ФГБОУ ВО ПГУПС)

Кафедра «Железнодорожный путь»

Практическое задание №4

«Определение возвышения наружного рельса»

Выполнил:

Студент гр. СЖД-504 Руденко Р.В.

Принял:

Старший преподаватель Е.В. Ермолаев

СПб

2017

Определение возвышение наружного рельса

Перемещение экипажа в кривой складывается из двух движений: поступательного и вращательного вокруг точки, расположенной на продольной оси экипажа, называемой центром поворота.

Непрерывное вращение экипажа относительно центра поворота происходит под действием направляющих сил, возникающих в точках соприкосновения гребней колёс с боковой гранью головки рельса.

При движении экипажа по кривой (рис. 1) на него действует центробежная сила I, направленная по радиусу от центра кривой. Эта сила прижимает экипаж к наружной нити, затрудняет его поворот, тем самым увеличивая направляющую силу и, как следствие, боковой износ наружного рельса.

Рис. 1. Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой

Величина этой силы ,

где m – масса экипажа; V – скорость его движения; G – вес экипажа; g – ускорение силы тяжести; R – радиус кривой.

При устройстве возвышения происходит наклон экипажа, вследствие чего появляется горизонтальная составляющая силы собственного веса, направленная внутрь кривой:

Величина возвышения определяется следующими тремя условиями:

• Обеспечением равномерного вертикального износа обеих рельсовых нитей;

• Обеспечением защиты пассажиров от неприятных ощущений при воздействии поперечных ускорений (условие комфортабельности езды);

• Обеспечением устойчивости экипажа от опрокидывания.

Возвышения наружной нити на кривых участках пути в зависимости от радиуса кривой и скоростей движения по ней устанавливается приказом начальника железной дороги в соответствии с Указанием МПС России, при этом возвышение не должно превышать 150 мм.

Определение возвышения наружного рельса из условия обеспечения равномерного износа обеих рельсовых нитей.

Внутренняя и наружная рельсовые нити будут изнашиваться одинаково при условии идентичного суммарного воздействия на них вертикальных и горизонтальных сил.

Возвышение наружного рельса должно быть таким, чтобы центробежная сила Ix (или, что практически то же, I) и центростремительная Gx взаимно уравновесились, тогда равнодействующая будет направлена по оси пути и обе рельсовые нити будут нагружены одинаково.

Фактически по одной и той же кривой идут поезда с разными скоростями, поэтому величину возвышения следует устанавливать из условия:

Отсюда величину расчётного возвышения h1, мм, определим по формуле:

,

где R – радиус кривой, м;

- квадратичная средневзвешенная по тоннажу скорость движения поездов в кривой,

где – количество поездов в сутки той или иной категории (скоростных, пассажирских, грузовых и др.);

– вес поезда соответствующей категории, т;

– скорость движения поездов соответствующей категории, км/ч;

К – коэффициент учёта смещения центра тяжести экипажа относительно середины колеи. Коэффициент К принимается равным 1,2 при максимальных скоростях 161-200 км/ч; 1,1 – при скоростях 120-160 км/ч; при скоростях менее 120 км/ч К=1.

Определение расчётного возвышения наружного рельса в кривых для пропуска пассажирских и грузовых поездов из условия комфортабельности езды.

Наибольшие скорости движения поездов по существующим кривым в зависимости от структуры поездопотока устанавливаются исходя из непревышения:

1) непогашенного поперечного ускорения = 0,7 м/с² для пассажирских поездов,

=0,3 м/с² для грузовых поездов;

2) скорости нарастания непогашенного поперечного ускорения не более 0,6 м/с².

В трудных условиях, где уположение кривых не может быть выполнено без переустройства земляного полотна, с разрешения Департамента пути ОАО РЖД допускается увеличение поперечного непогашенного ускорения для скоростных поездов до 1,0 м/с².

Минимальное расчетное возвышение наружного рельса в кривых , необходимое для пропуска пассажирских поездов, определяется из условия =0,7 м/с² по формуле:

,

где R – радиус кривой, м;

- максимальная скорость, установленная в данной кривой для скоростного пассажирского поезда, км/ч.

Минимальное расчетное возвышение , необходимое для пропуска грузовых поездов, определяется из условия = 0,3 м/с² по формуле:

,

где R – радиус кривой, м;

- максимальная скорость, установленная в данной кривой для грузовых поездов, км/ч.

Расчет:

Проверка рациональной работы пути:

Фактическая скорость потока грузовых поездов не соответствует формуле, тогда:

условие выполнено

выбираем h =389,17мм = 390 мм

Вывод

Для заданной кривой R = 300 м возвышение наружного рельса устанавливается значением равным нормативному (150 мм) и необходимо выполнить ограничение максимальной скорости движения по кривой.

выбираем

[Vmax] = 4,6 =4,6 =79,67