книги из ГПНТБ / Березовский М.В. Соединения путей на предприятиях черной металлургии
.pdfСтрелочные переводы с криволинейными элементами |
259 |
элементами (§ 15 и 16), подсчитываются ординаты для разбивки пере водной кривой, необходимые рубки и укладываются брусья.
Расстояние от центра перевода с криволинейной крестовиной до предельного столбика, в случае прямого пути за крестовиной
по ответвлению, определяется как обычно, т. е. по формуле (31). В случае же продолжения кривой за крестовину (см. рис. 198), величина ткр принимается по формуле (101), а расчетные формулы будут:
ср — arc cos R ~ ^~Ткр . |
(237) |
л 4- Ткр |
|
И |
(238) |
с = (R 4- ткр) sin <р — А — т 4- и — а. |
На рис. 199 показан односторонний стрелочный перевод с криво
линейными элементами, смонтированный на металлических брусьях и снабженный уголковыми охранными контррельсами для укладки
впределах замощения. На переднем плане ясно видна разбежка корневых стыков, расположенных по радиусу кривого остряка (правого кривого длинного и левого прямого короткого). Такая схема расположения корней остряков применяется довольно часто
встрелках с криволинейными остряками и особенно при очень
малых радиусах кривых.
71.Односторонние стрелочные переводы колеи 1524 мм с кривыми
остряками и криволинейными крестовинами применительно к типовым радиусам кривых, принятым на предприятиях черной
металлургии
Проведенные под руководством автора исследования и пред
варительные расчеты односторонних стрелочных переводов колеи 1524 мм с криволинейными элементами (при Р43, Р50 и методике,
изложенной в разделе 70) применительно к типовым радиусам кри вых, принятым на предприятиях черной металлургии, показали :
1)что типовые переводы Гипромеза марки 1/5 с радиусом пере водной кривой порядка 55,5 м и длиной около 16 м могут быть заменены переводами с криволинейными элементами марки 1/4 с радиусом остряка 55 м и переводной кривой и крестовины 59 м при длине перевода около 14 м;
2)что типовые переводы Гипромеза марки 1/7 с радиусом пере водной кривой порядка 117 м и длиной около 22,5 м могут быть заменены переводами с криволинейными элементами марки 1/6 с
радиусом остряка 120 м переводной кривой и крестовины 126,5 м
при длине перевода около 19,5 м ;
3)что типовые переводы Гипромеза марки 1/9 с радиусом пере водной кривой порядка 190 м и длиной порядка 28 м могут быть
17*
260 Стрелочные переводы с криволинейными остряками и крестовинами
заменены переводами с криволинейными элементами марки 1/7 с
радиусом остряка 200 м и переводной кривой и крестовины 172 м при длине перевода около 24 м.
Указанные ориентировочные результаты проведенных расчетов должны быть уточнены при разработке детальных эпюр и рабочих чертежей соответствующих стрелок и крестовин и поэтому могут быть подвержены некоторой корректировке. Однако и этих данных достаточно, чтобы сделать несомненный вывод о целесообразности внедрения на предприятиях черной металлургии стрелочных пере водов с криволинейными элементами.
72. Методика расчета комбинированных эпюр односторонних переводов с криволинейными остряками и крестовинами
Выше (в конце разделе 16) было указано на целесообразность
применения так называемых «комбинированных» эпюр стрелочных переводов с удлиненными прямыми остряками и прямолинейными крестовинами. Положенный в основу этих эпюр принцип смягчения противошерстного входного угла удара может быть распространен и на стрелочные переводы с криволинейными остряками и кресто
винами.
Методика расчета таких эпюр сводится к определению радиуса переводной кривой R при принятых основных элементах и радиусе остряка стрелки Ro более пологого перевода и криволинейной кресто вины RK более крутого перевода и последующего установления размеров эпюры полученного комбинированного перевода.
Как видно из рис. 200 и 201, кривизна ответвления в комбини рованной эпюре представляет собой составную спираль с умень шением радиуса от стрелки к крестовине, т. е. при /?0 > R >RK (рис. 200) или составную кривую с меньшим значением радиуса переводной кривой, т. е. при R0>RK>R (рис. 201). Обозначая угол передней криволинейной части крестовины пк через еп и сохра няя принятые в разделе 70 обозначения остальных элементов расчет ной схемы, можно записать проекцию кривой по наружной (упор ной) нити на ширину колеи прямого пути S в следующем виде
(см. рис. 200 и 201)
fs\
К+ IR -g-1 [COS — COS (а0 — Еп) ] +
+(/? к + 4) [cos («о — £п) — cos а0 ] = S ,
откуда
S А
(Rk +~2“l [cos (а0 — en) — cos а0]}
'V |
2 --------------- |
cos 3 — cos (а0 — еп)--------------- |
• |
<239> |
Рис. 200. Расчетная схема комбинированной эпюры с криволинейными
элементами при Ro > R > RK
262 Стрелочные переводы с криволинейными остряками и крестовинами
Вспомогательная координата ip будет
ip = к + р? + 4) [Cos fi — C0S (а0 — £п) ] +
+ + y)cos(ao — en)—RKcosa— ~ |
(240) |
Рис. 201. Расчетная схема составной кривой комбинированной эпюры с криволинейными элементами при Ro > RK > R
и элементы эпюры в осях (см. рис. 200)
Ь1=-Л- |
(241) |
|
1 |
sin a |
|
L= U + [/?о + у) (sin Р — sin ?) + (я + yj [sin (a0 — en) —
—Sin ft ] + p?K + у j [sin a0 — Sin (a0 — en) ] + m ; (242)
Стрелочные переводы с криволинейными элементами |
263 |
а = (Ro — R) sin V + (R —Rk) Sin (а0 — £П) + |
|
+ RK Sin (а0 + e) — bt cos a — (t — u) ; |
(243) |
b = L — a. |
(244) |
В качестве примера расчета рассмотрим комбинированную эпюру,
составленную из стрелки перевода марки 1/6 с криволинейными элементами (эквивалентного типовому переводу марки 1/7) и криво линейной крестовины марки 1/4 (из перевода эквивалентного типо
вому марки 1/5), основные размеры которых были установлены при разработке ориентировочных эпюр, упомянутых в § 71 (все размеры
в примере приняты в мм).
Элементы стрелки из перевода марки 1/6 :
Ro = 120 000; к — t№mi -|-z4-£=65~|-8-|- 70 = 143; уНорм = 1° 17';
/J |
=1' = 4000 ; |
|
у Макс |
= Г42'47"; |
|
|||
SK |
= 8 = 1524 ; |
у = 1°06'04" ; 0 = 2°59'56"; |
|
|||||
т = 2320 ; |
sin |
у = 0,019216 ; |
sin /3 |
= 0,052317 ; |
|
|||
и = 746 ; |
cos у =0,999816 ; |
cos 0 =0,998644 ; |
|
|||||
Элементы крестовины из перевода марки 1/4 : |
|
|||||||
а0 = 13° 12'48" ; |
п = 700 ; |
sin а = 0,242533 ; |
|
|||||
sin а0 =0,228578 ; |
т =861 ; |
cos а =0,970143 ; |
|
|||||
cos а0 =0,973525 ; |
пк |
= 695 ; |
(а0 — е„) = 12°32'51" ; |
|
||||
е |
= 0°49'22" ; |
тк = 885 ; |
sin (а0 — £п) = 0,217249 ; |
|||||
а = а0 + £ |
= 14°02'10" ; |
/?к = 59062 ; |
cos (а0 — £п) = 0,976116; |
|||||
|
£П |
= 57,2958 |
=0°39'51"; |
|
||||
Расчет по формулам (239—244) дает следующие результаты : |
|
|||||||
_ 1524 - [143 + 59 824 (0,976116 - 0,973525)] |
7ЙО _ |
. |
||||||
|
0,998644 — 0,976116 |
|
|
/02 — OoOOU, |
|
|||
у, = 143 + 54 422 (0,998644—0,976116) + 59 824 • 0,976116 —
— 59 062 • 0,970143 — 762 = 1704 ;
~ 0,242533 = 7024 ’
264 Стрелочные переводы с криволинейными остряками и крестовинами
L= 746 + 120 762 (0,052317 — 0,019216) + 54 422 (0,217249 —
—0,052317) + 59 824 (0,228578—0,217249) + 861 = 15 258 ;
а= (120 000 — 53 660) 0,052317 + (53 660 — 59 062) 0,217249 +
+ 59 062 • 0,242533 — 7024 • 0,970143 — (2320 — 746) = 8234 ;
b= 15 258 — 83234 =7024.
73.Двойные переводы двусторонней кривизны
скриволинейными элементами
Приведенные в разделе 7 и 60 недостатки двойного симметрич
ного перевода двусторонней кривизны (тройника) заставляют пока
отказаться от применения его на промышленном транспорте, хотя
сточки зрения компактности схемы этот вид специального стрелоч
ного перевода с криволинейными остряками и крестовинами явля
ется чрезвычайно эффективным.
Переходя к двойным несимметричным переводам двусторонней кривизны с криволинейными элементами, следует отметить, что этот вид переводов может быть реализован как при специальных стрел ках и крестовинах, так и при использовании стрелок с кривыми остряками и криволинейных крестовин, которые окажутся типо выми после замены ими стрелок и крестовин с прямолинейными элементами, являющихся типовыми в настоящее время.
Несмотря на безусловные преимущества двойных переводов на
площадках промышленных предприятий, нельзя однако не считаться
стем, что эти переводы получат все же ограниченное применение. Поэтому ставить вопрос о специальных стрелках и крестовинах для этих переводов следует позднее, а в первую очередь необходимо
рассмотреть возможность и эффективность использования в них стрелок и крестовин, которые будут реализованы в односторонних
переводах промышленного транспорта с криволинейными остряками
икрестовинами.
Ниже излагается теория и методика расчета таких двойных пере водов, состоящая из двух этапов, включающих составление теорети ческого и практического вариантов соответствующих эпюр.
Расчет теоретического варианта предусматривает «типовые» стрелки с кривым остряком, используемые в односторонних перево дах и радиус переводных кривых и крестовин, равный радиусу применяемого кривого остряка. Этот вариант намечает теоретические размеры углов крестовин, необходимых в двойном переводе и про веряет его осуществимость и целесообразность.
По размеру определившихся теоретических углов могут быть подобраны близкие к ним «практические» углы крестовин, наме-
Стрелочные переводы с криволинейными элементами |
265 |
ченные к применению в односторонних переводах с криволиней ными элементами и связанные с ними радиусы кривых в пределах крестовины и переводной кривой.
Если есть эпюра подходящего одностороннего перевода с криво линейными элементами, то можно применить непосредственно все данные этой эпюры, т. е. стрелки, крестовины, а также радиусы
остряка, крестовины и переводной кривой в практическом варианте двойного перевода, минуя проведение расчетов по теоретическому
варианту.
Для вывода основных формул расчета теоретического варианта двойного несимметричного перевода двусторонней кривизны с кри волинейными остряками и крестовинами, составляем, и решаем
важнейшие зависимости геометрических элементов этого перевода.
Как видно из рис. 202, минимальное расстояние между первой и второй стрелками определяется величиной р, зависящей от хода прямого остряка второй стрелки. Для обеспечения этого хода остряка между рабочими кантами криволинейного рамного рельса второй стрелки и наружной нитки кривой первого ответвления должен быть гарантирован размер у0, минимальная величина которого опре
деляется выражением : |
|
Уо = Й1 + + / + е + ~2 > |
(245) |
где аг — расстояние между осями рамного рельса и прижатого остряка ;
Во — расстояние от оси остряка до края его широкой подошвы ;
/— ход прямого остряка в его начале (острие);
е— зазор от шейки рельса кривой нитки до края подошвы
отведенного остряка в его острие (величина е должна
измеряться на уровне подошвы остряка и быть согласо вана с конструкцией стрелки и при остряках низкого профиля может допускать лишь незначительное перекры тие подошвой остряка подошвы рамного рельса, во избе жание затруднений в установке тяги переводного меха
низма) ;
Е' — ширина шейки рамного рельса.
Проектируя криволинейные рабочие канты упорных ниток пере вода на ширину колеи прямого пути и на ось последнего, получим
(рис. 202):
к + f/?0 + 4] (cos — cos Оз) = fz?0 + 4] (cos а'3— cos ах); (246)
= (Яо + 4) (cos а'з — cos а2) = к + (т?0 + 4) (cos £ — cos аз);
(247)
Рис. 202. Расчетная схема теоретического варианта двойного несимметричного
перевода двусторонней кривизны
Стрелочные переводы с криволинейными элементами |
267 |
||
Vi = (А + у) (sin аз — sin у) = (/?0 |
+ 4) (sin «з — sin ст); |
(248) |
|
( |
s\ |
a2— sin ад'); |
(249) |
ip2 = |/?0 |
+ у I (sin |
||
|
£i+£2=S; |
(250) |
|
¥1 + V>2 = (tfo + 4) (Sin “2 Sin |
(251) |
||
Выражения (246—251) представляют собой б уравнений с б неиз вестными (аз, ад, |2, и у2). Выбрасывая из выражения (246) среднюю, а из выражения (247) правую часть и решая их совместно с выражением (250), получим :
I/?0 + у I (cos а3 — cos ax + cos а3 — cos a2) = S, (252)
а выбрасывая из выражения (248) среднюю часть, решаем его сов
местно с выражениями (249) и (251):
( |
S \ |
a2 — sin ag) = |
|7?0 |
+ у I (sin а3 — sin a + sin |
|
|
= (#0 + 4) (S‘n “2 ~ 5‘П |
(253) |
Задаваясь условием, что a2 = a1? решаем выражения (252) и (253) как два уравнения с двумя неизвестными (с^ и а3), представив их в следующем виде :
—yl (cos а3 cos a3 ) = S + 2 р?0 —4) cos аг; |
(254) |
sin а3 — sina3" = sin а — sin у. |
(255) |
Выражая сумму косинусов и разность синусов неизвестных через функции полусуммы и полуразности углов, получим:
2 (Т?о + 4) cos |
|
cos |
=8 + 2 р?0 + 4) cos at; |
(256) |
2 cos |
|
sin Д8~аз — sin a — sin y. |
(257) |
|
Разделив уравнение (257) на (256), |
получим: |
|
||
, |
a« — cu |
|
|
|
cin |
_£_ |
2_ |
sin о — sin у |
|
|
2 |
|
|
|
(«о+4) c°s ^2-y^L s+2 (я0+4) c°sai
268 Стрелочные переводы с криволинейными остряками и крестовинами
откуда
Ra + у) <sin а ~ sin
Яз -2-а- = arc tg |
(258) |
S + 2 |/?0 + у) cos щ |
|
а из формулы (257) непосредственно следует, что |
|
- = arc cos sin в — sin у |
(259) |
_ . а(— а7 |
|
2 sin--- 3 |
|
Зная полусумму и полуразность неизвестных углов, можно опресе делить их значение по формулам :
а' |
аЦ а^ + |
|
. |
(260) |
п |
аз + аз |
аз |
аз |
\ |
а3 — |
о |
о |
' |
\^и1/ |
Последовательность расчета перевода по теоретическому варианту-
при известных элементах стрелки должна быть следующей :
1.Устанавливают величину у0 по формуле (245).
2.Зная у0, определяют угол а по формуле (рис. 202)
|
|
S А |
|
|
|
( |
— Уо |
|
|
/?0 + ~2 J — |
|
о — die си&----------- |
== d,c vus |
-----------------------—ё------------ |
(262) |
*о + у |
*о+у |
|
|
3. Определяют минимальную величину |
|
||
|
Ro + 2 l(sin |
а — sin /3), |
(263) |
которая для использования готовых стрелок должна быть не меньше
(/" + о + и), где g — величина стыкового зазора. |
|
|
||
4. |
Определяют углы |
( Яо + 4)-ч-S |
|
|
|
аг = а2 = arc cos |
|
|
|
|
--------- -—------- |
. |
(264) |
|
|
|
^ о+ у |
|
|
5. |
Зная угол аг _ а2, устанавливают минимально допустимую |
|||
длину т1Кр задней криволинейной части крестовин с этими углами
(по примерной схеме укладки брусьев или обобщая ее с наличными крестовинами, имеющими угол в математическом центре близкий к «1 = а2)-
