Тормозные силы; продольные и поперечные составляющие тормозных сил; расстояние между центрами автосцепки; радиус кривой.

Цель расчета - в кривом участке пути с радиус м, произошел сход грузового вагона из-за всползания колеса на головку наружного рельса. По одной из версии, это могло произойти по причине жесткого торможения. По одним сведениям тормозная сила достигла 700 кН, а по другим - 1000 кН. Необходимо определить устойчивость грузового крытого вагона против всползания на рельс.

Исходные данные.

Характеристика пути: Рельсы Р75, шпалы деревянные 1840 шт./км, радиус кривой м, возвышение наружного рельса мм.

Характеристики грузового вагона. Масса брутто т, масса кузова с грузом , необрессоренный вес 9,95кН. Высота центра тяжести кузова 2 м. Диаметр колеса м, радиус шейки оси м, расстояние от тоски О до рамной силы м.

Дополнительные условия: расчет необходимо провести в режиме тяги и торможения тяжеловесного поезда с продольной тормозной силой 700 и 1000 кН. Скорость движения км/ч.

Порядок расчета.

Определим величину непогашенного ускорения в кривой

где			скорость движения, км/ч;
			радиус кривой, м;
			возвышения наружного рельса, м;
			расстояние между осями рельсов, м.

Дополнительная догрузка одного колеса и разгрузка другого под действием центробежной силы

где			вес кузова вагона брутто, Н;
			ускорении силы тяжести, 9,81 м/с;
			число осей экипажа;
			расстояние от уровня головки рельсов до центра тяжести кузова (;
			расстояние между срединами шеек колесной пары (
			расстояние от точки приложения силы, до точки контакта гребня колеса с рабочей гранью рельсов ( у вагона

Расчетные нагрузи на шейки колесной пары

(при км/ч,)

Полные расчетные нагрузки на рельс

Величины моментов:

Определим реакцию рельса В при трех величинах рамной силы, которые получим из рисунка 2 при ускорении:

Силы трения при трех значениях

Определим реакцию рельса А:

кН;

кН

кН.

Сила трения

кН;

кН;

кН.

Коэффициенты устойчивости колеса на рельс:

Выводы:

Теоретически устойчивость колеса на рельсе обеспечивается при всех режимах движения т.к. коэффициент устойчивости

Поскольку устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только при коэффициенте устойчивости , в данном случае режим торможения с тормозной силой 700 кН допусти, а при 1000 кН недопустим. Если же необходимо применение торможения с силой 1000 кН, то для этого следует установить временное ограничение скорости, величину которой можно определить отдельным расчетом.

Для повышения коэффициента устойчивости нужно уменьшить величину рамной силы, но поскольку эта сила пропорциональна величине поперечного ускорения, а оно в свою очередь, зависит от скорости движения и возвышения наружного рельса, то, чтобы уменьшить ускорение с 0,636 м/с²

до рекомендуемой величины для грузовых поездов 0,3 м/с²

необходимо существующее возвышение наружного рельса 120 увеличить до максимально допустимого 150 мм.