
книги из ГПНТБ / Березовский М.В. Соединения путей на предприятиях черной металлургии
.pdfГеометрические элементы основных частей стрелочного перевода |
29 |
В связи с тем, что угол остряка ft, как правило, должен быть менее 3°,
можно принимать длину проекции остряка
на рамный |
рельс |
равным |
длине |
остря |
|
|||||
ка Г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При установленном угле остряка /3 — |
|
|||||||||
длина остряка тем меньше, чем меньше ве |
|
|||||||||
личина просвета в его корне t. Поэтому |
|
|||||||||
для уменьшения длины остряка (ведущего |
|
|||||||||
к укорочению длины перевода в целом) |
|
|||||||||
следует |
принимать |
минимально до |
|
|||||||
пустимый |
просвет |
в |
корне ост |
|
||||||
ряка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минимальный просвет в корне остряка |
|
|||||||||
определяется из условия прохождения ко |
|
|||||||||
лесной пары на ответвление (при нап |
|
|||||||||
равлении |
реборды |
прижатым |
остряком) |
|
||||||
без ударов и трения реборды |
о |
нерабочую |
|
|||||||
грань отжатого остряка. При несоблюде |
|
|||||||||
нии этого условия появятся толчки, на |
|
|||||||||
рушающие плавность движения подвиж |
|
|||||||||
ного состава, а нерабочая грань отжатого |
|
|||||||||
остряка будет непроизводительно истира |
|
|||||||||
ться. |
видно |
из |
рис. |
24, |
минимальный |
|
||||
Как |
|
|||||||||
просвет |
в |
корне остряка должен |
опредя- |
|
||||||
ляться по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
/мИН —— Sk |
(&м *4 й?м) |
|
|
(3) |
|
||||
|
при /мин V — Е + 5 |
мм, |
Рис. 24. |
Схема определе |
||||||
где Sk — ширина колеи |
|
|
|
|
ния просвета в корне |
|||||
в корне остряка, |
остряка |
|||||||||
|
принимаемая |
(для |
облегчения |
|
||||||
|
прохождения стрелки с прямыми остряками) с уширени- |
|||||||||
|
ем 4 мм на дорогах МПС и |
4—5 мм на |
промышленном |
|||||||
|
транспорте (максимальное |
уширение на |
прямых путях |
|||||||
|
нормальной колеи |
допускается + б мм); |
|
Ьш— наименьшая насадка колес ;
dM — ширина изношенной до предела реборды; V — ширина подошвы рельса.
Учитывая принятые Правилами технической эксплуатации нормы: b = 1440 ± 3 мм для ходовых частей нормальной колеи ;
b = 685 ± 3 мм для ходовых частей колеи 750 мм;
d =34 мм и dM = 22 мм для вагонных колес нормальной колеи ;
d = 25 мм и б?м = 16 мм для вагонных колес колеи 750 мм,
получим:
30 Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами
для нормальной колеи /Мин = 1529 —(1437 + 22) =70 мм, а с учетом поправки в 2 мм на невертикальность колес при большом их диаметре или при значительной нагрузке на ось (изгиб оси)
/мин = 1529 — (1437 + 22—2) = 72 мм-,
для колеи 750 мм = 755 —(682 + 16) = 57 мм.
Ввиду отсутствия у нас стандартных размеров ходовых частей наземного подвижного состава колеи 1000 мм и 900 мм, в этих случаях принимаем условно колеса ходовых частей нормальной колеи и колеи 750 мм насаженными соответственно на оси подвиж ного состава колеи 1000 и 900 мм. Тогда при колесах нормальной колеи (d = 34 мм и dM =22 мм) получим :
для |
колеи |
1000 |
мм b = 1440 — (1524— 1000)= 916 |
±3 мм; |
|
для |
колеи |
900 |
мм 6=1440— (1524 — 900) = 816 |
±3 мм, |
|
а при колесах колеи 750 мм (d = 25 мм и dM = 16 мм); |
|||||
для колеи |
1000 мм b = 685 + (1000 — 750) |
= 935 ± 3 мм ; |
|||
для колеи |
900 мм b = 685 + (900 — 750) |
= 835 ± 3 мм. |
(Для других колей, а также для специального подвижного состава колеи 1000 и 900 мм с особыми размерами ходовых частей, величины b и d должны приниматься по соответствующим чертежам, нормам или натурному обмеру.)
Ход (шаг) остряка / в его острие (рис. 23) во избежание удара реборды в торец отжатого остряка, должен быть не менее
/ = k + A S + запас (5 = 10 мм). |
(4) |
Здесь AS — уширение колеи в острие прямого остряка, прини маемое для нормальной колеи на путях МПС — 17 мм, а для нор мальной колеи на промышленном транспорте — 17—19 мм; для колеи 750 мм на промышленном транспорте — 10 мм. (Для других колей величина / принимается в соответствии с обращающимися
ходовыми частями.)
При централизации стрелки колеи 1524 мм, шаг остряка против
первой (активной) тяги должен приниматься 152 мм, чтобы можно было использовать связанные с этим размером типовые устройства
централизации.
Длина прямого остряка величина Г должна быть рассчитана в
зависимости от ходовых частей подвижного состава и принятого радиуса переводной кривой. Методы расчета указаны ниже в раз деле 13.
На дорогах МПС длина остряка применяется порядка 5,5 + 6,5 м, а для скоростных стрелок 9 м и более.
Геометрические элементы основных частей стрелочного перевода |
31 |
На наземном промышленном транспорте СССР при локомотивной тяге чаще всего принимают длину прямых остряков : для нормаль ной колеи от 3 до б м, а для узкой колеи — от 2 до 4,5 м, с округле
нием через 0,5 м. Более короткие остряки принимают на подземном узкоколейном транспорте и лишь в частных случаях на наземных путях.
После установления длины остряка нужно определить размеры
вылетов рамного рельса и полную его длину.
Эти размеры практически устанавливаются по схеме раскладки переводных брусьев под стрелкой.
На рис. 25 показаны схемы расположения осей брусьев под стрелкой : при расположении корня остряка на брусе (рис. 25, а) и при расположении корня остряка на весу (рис. 25, б).
Схему 25, а применяют на промышленном транспорте при легких
рельсах типа Р-33 (III, а), Р-24, Р-18 и Р-15.
Схема 25, б осуществляется при тяжелых рельсах типа Р-65, Р-50, Р-43 и Р-38 (II, а), т. е. при значительных нагрузках на ось, так как эта схема обеспечивает более устойчивое положение корне вого устройства, устанавливаемого на специальной подкорневой плите (мостике), опирающейся на два бруса. Указанное на рис. 25, а и б расположение острия пера на брусе принято для всех стрелок
промышленного транспорта. В последних проектах тяжелых срелок типа Р-50 для предприятий черной металлургии в целях увеличения опорной поверхности острой части перьев острие остряка сдвинуто от оси бруса на 41 мм в сторону начала рамного рельса, как это сделано в последних типовых стрелках МПС. Второй и третий брусья стрелки, расположенные под острой частью остряка при
ручном переводе остряков имеют большую длину, так как на них устанавливается переводный механизм; брусья эти называются флюгарочными.
При составлении схемы раскладки брусьев под стрелкой, в пер вую очередь укладывают брусья под корнем остряка, затем под его
острием. После этого укладывают один брус под передним вылетом рамного рельса и так, чтобы обеспечить стыковой пролет при стыке на весу.
При рельсе типа |
Р-65 стыковой пролет с = 420 мм ; |
|||||
,, |
,, |
,, |
Р-50 |
,, |
„ |
с = 440 мм; |
„ |
„ |
„ |
Р-43] |
„ |
„ |
с = 500 мм; |
Р-38 * |
||||||
|
|
|
Р-33) |
|
|
|
„ |
„ |
,, |
Р-24 |
„ |
„ |
с = 400 мм, |
**Р-18> |
||||||
|
|
|
Р-15) |
|
|
|
*Осредненный стыковой зазор равен 8 мм.
**Осредненный стыковой зазор 4 мм.
Рис. 25. Схемы раскладки брусьев под стрелкой :
а — при корне остряка на брусе; б — при корне остряка на весу
■ Геометрические элементы основных частей стрелочного перевода |
33 |
Размер стыкового пролета с между осями стыковых шпал и переводных брусьев (рис. 26) принимают в зависимости от типа рельса, осредненного стыкового зазора q и вида накладки.
При Р-50 и корневом устройстве шкворневого типа может быть
принят стыковой пролет 500 мм, но только под корневым устройством,
а во всех остальных стыках 440 мм.
Совершенно так же укладывают стыковой брус под вылетом рамного рельса за корнем остряка I" (рис. 25).
При указанных нормах размеры консольных вылетов рамного
рельса в стыках относительно осей стыковых брусьев (рис. 26)
будут с~е , т. е.
Рис. |
26. Схема стыкового пролета |
||
при рельсе |
__ |
420—8 |
пас |
типа Р-65 |
—— |
= 206 мм; |
|
при рельсе |
|
440—8 |
= 216 мм; |
типа Р-50 —— |
|||
при рельсе типов Р-43,Р-38 и Р-33 |
_ 246 мм; |
400—4
при рельсах типов Р-24, Р-18 и Р-15 —— = 198 мм
Как видно из рис. 25, для получения кратчайшей длины стрелки под вылетами и и I" следует устраивать лишь по одному пролету (ящику) между стыковым брусом и брусом под острием остряка и между стыковым брусом и брусом под корневым устройством. Размер этих пролетов не должен превышать 90% от максимально допустимого пролета на перегоне, так как стрелка представляет собой ослабленный строжкой рельсов элемент пути. С другой сто-
3 М. В. Березовский—1011
34 Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами
роны эти пролеты не должны быть меньше минимально допустимого пролета по условиям нормальной подбивки брусьев, т. е. не меньше, чем 450 мм для ширококолейных рельсов и 400 мм — для узкоко лейных рельсов.
Практически величину целых пролетов под вылетами и и I" принимают чаще всего равной 500 мм в целях возможного укоро чения стрелки.
Брусья под остряками разбивают, исходя из того же максимума пролета (90% от максимально допустимого на перегоне) и того же минимума по условиям нормальной подбивки. Размеры пролетов
под остряками должны быть одинаковыми, т. е. не должны отли чаться один от другого, более чем на 1 мм. В централизованных стрелках для возможности установки специальной коленчатой тяги замыкателя, первый пролет между брусьями под острой частью остряков должен быть принят не менее 670 мм.
Составив точную схему стрелки по рис. 25 с размерами, получают величины вылетов рамного рельса и и I", а следовательно, и полную его длину:
I = и + Г + Z". |
(5) |
11. Основные геометрические элементы прямолинейных крестовин
Измерителем крутизны крестовины в плане является угол между рабочими кантами крестовины (рис. 27). Практическим измерителем крутизны крестовины при прямолинейных ее рабочих кантах при нимается какая-нибудь тригонометрическая функция угла а, назы
ваемая маркой крестовины.
В СССР на сети МПС (а с 1939 г. и на промышленном транспорте) под маркой крестовины подразумевается tg а, выраженный в виде правильной дроби.
На железнодорожном транспорте СССР получили наибольшее
распространение в одиночных односторонних стрелочных переводах
следующие марки крестовин : на подземном промышленном тран спорте узкой колеи —• 1/2, 1/3, 1/4; на наземном промышленном
транспорте всех колей 1/5, 1/6, 1/7, 1/8 и 1/91; на дорогах МПС колеи 1524 мм — 1/9 и 1/11 (1/15 ... 1/18 ... 1/22) ; в скобках указаны перспективные проекты МПС, из которых 1/15 уже начали
укладывать.
Наиболее пологая марка крестовины 1/33 применяется во Фран ции при высокоскоростном движении.
1 На железнодорожном транспорте черной металлургии колеи 1524 мм наибольшее распространение получили нечетные марки крестовин, т. е. 1/5,
Геометрические элементы основных частей стрелочного перевода |
35 |
В дореволюционной России (а на промышленном транспорте
СССР до 1939 г.) измерителем марки крестовины была принята
функция 2 tgy причем, если эту функцию можно было приравни
вать к функции tg а для пологих переводов МПС, то такое приравни вание при точных расчетах на промышленном транспорте недо
пустимо из-за применения крутых марок.
Рис. 27. Геометрические элементы крестовины в плане
Действительно, сравнивая разницу этих функций для крутых
и пологих марок, как например :
при 1/5 tg а = 11°18'36", a 2tg-| = 11’25'16";
при 1/9 tg а = 6’20'25", а 2 tg у = 6’21'35"
ясно, что смешение измерителя 2 tg |
(принятого в старых кресто |
винах) и tg а для крутых марок крестовин, применяемых на про
мышленном транспорте, недопустимо.
Измеритель марок крестовин tg а принят и в большинстве стран
Европы, в отличие от США, где пользуются измерителем 2 tg
и обозначают марку крестовины номером, соответствующим знаме
нателю марки (например 5 при марке 1/5, 9 при марке 1/9 и т. д.). Длина вредного пространства крестовины S (рис. 27) зависит
от геометрической ширины горла сг и марки крестовины М:
Сг == Сг __ Сг |
(б) |
|
^qpt^-м |
||
|
3*
36 Стрелочные переводы, с прямолинейными остряками и крестовинами
Поэтому для сокращения вредного пространства следует стремиться к уменьшению ширины горла. С другой стороны, ширина горла крестовины должна обеспечивать прохождение подвижного состава
без ударов и трения, т. е. ее следует подсчитывать по формуле (3), но без учета уширения колеи, которое в пределах прямолинейной крестовины не допускается.
Величина фактической ширины горла с'г при неподстроганных головках усовиков больше геометрической сг (рис. 28), так как выгнуть рельс с острой вершиной угла
|
невозможно. Поэтому в крутых сборно |
|||||||
|
рельсовых крестовинах |
промышленного |
||||||
|
транспорта, где разность (сг — сг) |
дости |
||||||
|
гает 8 мм и более, можно принимать |
|||||||
|
геометрическую величину сг несколько |
|||||||
|
меньшей, чем определившуюся по |
фор |
||||||
|
муле |
(3) при SK — S. |
Практически |
в |
||||
|
крестовинах |
МПС |
(при марках |
1/9 |
и |
|||
|
положе) принимают сг |
= 65 4- 68 |
мм с |
|||||
Рис. 28. Размер горла |
перспективой |
при |
высокоскоростном |
|||||
крестовины |
движении до |
70—72 мм, а на промыш |
||||||
|
ленном транспорте при малых скоростях |
|||||||
движения можно принимать : при марке 1/9 сг |
— 65 |
мм, |
а при |
|||||
марке 1/5 — 60 мм (для ходовых частей колеи 1524 мм), |
а в литых |
|||||||
конструкциях — до 65 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Применительно к этим нормам следует устанавливать размер сг |
||||||||
и для других марок крестовин. |
В частности |
при ходовых частях |
колеи 750 мм принимают сг = 50 мм. В этом случае, определяя длину вредного пространства крестовины марки 1/7 по формуле (6), получим
£ = -у- = 50 • 7 = 350 мм.
7
Из рис. 27 видно, что минимально допустимая длина концов (хвостов) крестовин по ее оси при устройстве стыков на весу опре делится обеспечением установки накладок с зазором о между подошшвами рельсов в конце накладок, т. е. длина
переднего конца |
v — Е 4- в |
, 1 |
накладки |
пМИн =------ — |
+ -х- |
||
|
2fg~ |
|
|
|
+ i накладки |
(7) |
|
и заднего конца шмин = —+-д + g -|- X накладки ~ |
|||
|
2tg^ |
|
|
«а+£-|-<т 1 |
|
. . |
-------- м— + ~2 накладки. |
(8) |
Геометрические элементы основных частей стрелочного перевода |
37 |
При литом сердечнике (рис. 29) можно не учитывать длину полунакладки при определении заднего конца крестовины, тогда
так как внутренние накладки можно заменить литым вкладышем
(рис. 66).
Рис. 29. Схема определения длины заднего конца крестовины при литом сердечнике
Как видно из рис. 27 и 29, в формулах (7), (8) и (9) приняты
следующие обозначения :
где v — ширина подошвы рельса ;
Е— ширина головки рельса ;
а— минимальный зазор между подошвами рельсов в конце накладок, который следует принимать для рельсов типа Р-43 и Р-38 (при фартучных накладках) — 70 мм; для рельсов типа Р-33 и узкоколейных — 50 мм.
При новых двухголовых шестидырных накладках (при рельсах типа Р-43 и Р-50) и необходимости свободной односторонней поста
новки болтов с овальным приливом величину а приходится прини
мать порядка 150 мм. Поэтому для укорочения передних концов крестовин типа Р-50 и Р-65 следует конструировать их с двух бол товым вкладышем (рис. 68) при величине а не менее 5 мм по схеме, аналогичной показанной на рис. 29. При этом величина первого слагаемого в формуле (7) во всех случаях должна быть не менее длины вредного пространства1.
1 См. формулу (6).
38 Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами
Величина <то — минимальный зазор в корне литого сердечника =
= 5 мм (рис. 29), |
а при |
его подуклонке — (5 + 2 |
мм, где Но — |
высота рельса. |
длину |
полунакладок следует считать при Р-50, |
|
Округленную |
равной 410 мм ; при фартучных накладках всех типов и при Р-65,
равной 400 мм, при 4-болтовых вкладышах — 250 мм, а при узко колейных рельсах 200 мм.
Окончательные длины концов крестовин устанавливают по сле
дующим условиям раскладки брусьев под крестовиной :
1)в сборных крестовинах стыки должны быть на весу ;
2)корень литого сердечника устанавливают на брусе и только при устройстве подкорневого мостика — на весу;
3)в сечении 15—20 мм сердечник должен быть установлен на брусе или на мощном сплошном листе (лафете) во избежание излома его тонкой части. Желательно установить брус и около горла крестовины;
4)пролеты между осями брусьев под крестовиной должны состав лять не более 90% от максимально допустимого расстояния между
осями шпал на перегоне и не менее минимально допустимого по условиям подбивки (нормы указаны в разделе 10 при описании
раскладки брусьев под стрелкой);
5)минимальное число брусьев под крестовиной — 5, для про дольной устойчивости (уменьшение этого числа брусьев допустимо лишь в очень крутых крестовинах или при сплошном основании под брусьями).
Порядок установления окончательных размеров крестовины, путем раскладки брусьев, рассмотрим на следующем примере (рис. 30). Задано : колея 750 мм ; рельс типа Р-18 ; марка 1/7 ;
максимальный пролет между осями брусьев на перегоне 650 мм;
крестовина — сборнорельсовая ; стыки на весу.