43.) Определение минимально допустимой ширины колеи

Положение трехосной жесткой базы экипажа, при наличии поперечных разбегов, соответствующее его заклиненному вписыванию в кривую показано на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании двухосной жесткой базы

Из приведенной схемы видно, что искомая ширина колеи в общем виде

S_min = q_max + f_н - f_в - ζ + 4 + δmin, (3.1)

Это выражение по своему внешнему виду отличается от формулы (2.1) лишь величиной δ_min, которая представляет собой некоторый запас, принимаемый равным минимальному зазору между гребнем колеса и рабочей гранью рельса в прямых. Он равен для вагонов - 5мм, для локомотивов - 7мм (при колее 1520мм). Величину δ_min необходимо прибавить для того, чтобы избежать заклинивания колес, при котором движение экипажа опасно.

Величина ζ, как и в случае свободного вписывания, может принимать различные значения

При заклиненном вписывании двухосной жесткой базы поперечный разбеги не могут быть реализованы, так как эти оси заклинены между рельсовыми нитями. Величина ζ в этом случае равна стреле изгиба внутреннего рельса f_в,, поэтому расчетная формула приобретает следующий вид:

S_min = q_max + f_н - f_в + 4 + δ_min.

Все обозначения в представленных формулах прежние. При этом необходимо иметь в виду, что величина λ, входящая в указанные формулы, приобретает новое значение. Так как при заклиненном вписывании центр поворота экипажа находится посередине жесткой базы, то величина λ равна L₀/2.В сумму поперечных разбегов трехосных тележек в этом случае надо включить одно значение разбегов крайних осей и полный разбег средней оси.

При определении минимально допустимой ширины колеи возможны следующие случаи.

3.1. Если Smin ≤ S_ПТЭ, то вписывание обеспечено. При этом сопоставление друг с другом всех трех значений ширины колеи S_min, S_ПТЭ и S_опт позволяет ориентировочно оценить условия, в которых будет происходить реальное вписывание, т. е. к какому виду вписывания оно будет ближе, к свободному или заклиненному.

3.2. Если S_min>S_ПТЭ, то этот случай в свою очередь распадается на следующие два:

а) если S_ПТЭ<S_min<S_max, где S_max = 1546 мм — предельный размер колеи в сторону ее уширения, установленный из условия предупреждения провала колес внутрь колеи, то для пропуска рассматриваемого экипажа требуется перешивка пути с размера SПТЭ на расчетную величину S_min (по особому разрешению начальника дороги);

б) если S_ПТЭ<S_min>S_max, то для пропуска экипжа требуется перешивка колеи на расчетную величину; при этом для предупреждения провала колес внутрь колеи укладываются контррельсы. Последний случай представляет собой специальную задачу по вписыванию экипажей в кривые малого радиуса и здесь не рассматривается.

44) Определение возвышения наружного рельса.

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

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

При движении железнодорожного экипажа по кривой на него действует центробежная сила, 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. 1.7. Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой

Величина этой силы

, или

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 этого возвышения определяется следующими тремя условиями:

обеспечением равномерного вертикального износа обе­их рельсов;

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

обеспечением экипажа от опрокидывания в кривых.