Залавский Н.И. Расчеты откоса насыпи и стрелочного перевода. 2014
.pdf
2.2 Определение марки крестовины
Согласно рис. 2.1 проекция контура АБГЛД на вертикальную ось будет равна ширине колеи Sн на крестовине:
|
|
|
|
(2.7) |
SH R0 cos H |
R0 |
R0 |
cos R0 cos d sin , |
где Sн – ширина колеи;
α – угол крестовины, подлежащий определению;
d – прямая вставка между концом переводной кривой и математическим центром крестовины.
Обозначим:
|
cos H |
|
|
|
|
(2.8) |
C R0 |
R0 |
R0 cos SH . |
||||
Величина прямой вставки равна |
|
|
|
|
||
|
|
d Д |
G |
, |
(2.9) |
|
|
|
tg |
||||
|
|
|
|
|
|
|
где Д a Д' ;
Д' и G – величины, зависящие от конструкции крестовины, приведенные в табл. 2.3;
a – часть прямой вставки между концом переводной кривой и передним стыком крестовины, a=500-1500 мм (рис. 2.2).
Таблица 2.3
Данные для определения величины прямой вставки, мм
Расчетная величина |
Конструкция крестовины |
Тип рельсов |
|||
Р50 |
Р65 |
Р75 |
|||
|
|
||||
|
Сборная из рельсов и сборная |
|
|
|
|
Дʹ |
с литым сердечником |
356 |
316 |
316 |
|
Цельнолитая |
416 |
406 |
406 |
||
|
|||||
|
Сборная из рельсов и сборная |
|
|
|
|
G |
с литым сердечником |
263 |
283 |
229 |
|
Цельнолитая |
68 |
68 |
68 |
||
|
|||||
Подставляя формулы (2.8) и (2.9) в выражение (2.1), производя неслож- |
|||||
ные упрощения, получим |
|
|
|
||
|
|
|
|
(2.10) |
|
|
C R0 G cos Д sin . |
|
|
||
Рис. 2.2. Схема для расчета прямой вставки
11
Разделим обе части этого равенства на Д и обозначим
|
|
tg |
R G |
. |
|
(2.11) |
|
|
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
Получим tg cos |
C |
или sin cos |
C cos |
. |
|
||
|
|
|
|||||
|
Д |
|
|
|
Д |
|
|
Используя известные тригонометрические преобразования, окончательно будем иметь
sin |
C cos |
. |
(2.12) |
|
|||
|
Д |
|
|
По формуле (2.8) находим значение С, затем по формуле (2.11) определяем φ и, наконец, из формулы (2.12) находим значения φ-α и α.
Марка крестовины определим по формуле:
M |
1 |
. |
(2.13) |
|
|||
|
N |
|
|
где N=1/tgα – число марки, крестовины которого округляем до величины 0,5. По полученному значению d необходимо проанализировать возможность размещения тележки расчетного экипажа в пределах прямой вставки до дости-
жения физического остряка крестовины.
Точность определения d проверяется по формуле (2.7), в которой вместо Sн пишется ее значение (1520 или 1524 мм). Для облегчения дальнейших расчетов значения α; sinα; sinα/2; cosα; tgα; tgα/2 вписываются в пояснительной записке в табличной форме.
2.3 Определение линейных размеров элементов стрелки
2.3.1 Величина строжки остряков
Длину боковой строжки λ кривого остряка согласно рис. 2.3 можно определить:
|
|
b0 sin A , |
(2.14) |
|
R0 |
||
где |
|
|
|
A R0 sin H . |
|
|
|
|
Длина боковой строжки прямого остряка: |
|
|
|
n Htg N A , |
(2.15) |
|
где H и N определены из рис. 2.3. |
|
|
|
где Sn – ширина колеи на стрелке по прямой, рекомендуется при Spp=1524 мм,
Sn=1522 мм;
b0 – полная ширина головки остряка.
Размеры желобов на стрелке, полный стрелочный угол и длина остряков Минимально необходимое расстояние между рабочей гранью рамного
рельса и нерабочей гранью отведенного остряка определяется из условия сво-
бодного прохода колесной пары подвижного состава. |
|
|
sin ; |
|||
N R0 |
R0 |
|||||
|
cos H |
|
cos Sn |
b0 , |
|
(2.16) |
H R0 |
cos R0 |
|
||||
12
Рис. 2.3. Схема для расчета строжки остряков
На рис. 2.4 имеем
tmin Sc Tmin hmin 2 , |
(2.17) |
где Tmin – минимальный размер насадки колесной пары, Tmin=1437мм; Sс – ширина колеи на стрелке по прямой;
hmin – минимальная допустимая толщина гребня, hmin=25мм; μ – увеличение толщины гребня у вагонных колес, μ=1мм;
∆ − величина возможных люфтов в переводном механизме, ∆=3мм.
Рис. 2.4. Схема размеров желобов на стрелке
13
Из рис. 2.4 имеем
U min tmin b0 . |
(2.18) |
При ширине колеи в прямых S0=1524 следует принимать U=75 мм. Принимая значение U, близким приведенным в табл. 2.4, для стандартных
переводов можем определить значение желоба в корне остряка
|
|
|
|
Un tn b0 . |
|
|
|
|
(2.19) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.4 |
Размер желобов в корне остряка tn у обыкновенных односторонних |
||||||||||||||
|
|
|
|
переводов |
|
|
|
|
|
|||||
Тип |
Марка |
|
Для колеи 1524 мм |
Для колеи 1520 мм |
||||||||||
|
по прямо- |
|
по боково- |
по прямо- |
по боково- |
|||||||||
перевода |
крестовины |
|
|
|||||||||||
|
му пути |
|
|
му пути |
му пути |
му пути |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
Р65 |
1/22 |
|
128,5 |
|
|
128,5 |
124 |
124 |
||||||
Р65 |
1/18 |
|
137 |
|
|
138 |
|
133 |
133 |
|||||
Р65 |
1/11 и 1/9 |
|
114 |
|
|
127 |
|
108 |
108 |
|||||
Р65 с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подуклонкой |
1/22 |
|
292 |
|
|
302 |
|
287 |
287 |
|||||
Р50 |
1/18 |
|
140 |
|
|
140,5 |
136 |
136 |
||||||
Р50 и Р43 |
1/9 и 1/11 |
|
80 |
|
|
93 |
|
|
79 |
79 |
||||
Определив значение Un, находим полный стрелочный угол (2.5) |
||||||||||||||
|
|
|
R cos |
n |
cos |
R cos U |
n |
|
|
|||||
|
n |
arccos |
0 |
|
|
|
0 |
|
. |
(2.20) |
||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
||||||
Из рис. 2.5 видно, что n , где |
К0 |
. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Здесь К0 – расстояние от центра вращения остряка до его конца. Для корневого крепления шкворневого типа К0=70 мм; для накладочного типа К0=0; при гибких остряках К0=1,0…2,5 м (большее значение принимается при пологих марках переводов).
При К0=0 принимается βn=β. Теперь можем записать
|
|
cos cos n . |
(2.21) |
Un |
Un R0 |
Из рис. 2.5 определяем длину кривого остряка:
|
H |
|
n |
. |
(2.22) |
l0 R0 |
R0 |
Проекцию кривого остряка на прямой рамный рельс находим по формуле:
|
|
sin sin H |
|
sin n |
sin . |
(2.23) |
l0 |
R0 |
R0 |
Длины криволинейных остряков типовых стрелочных переводов приведены в табл. 2.5.
14
Рис. 2.5. Схема для определения длины остряка и полного стрелочного угла
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
Марка крестовины |
|
|
|
|||||
Тип рельсов |
1/9 |
1/11 |
|
|
1/11 ско- |
|
1/15 |
|
1/18 |
|
1/22 |
|||
|
|
|
|
ростная |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р43 |
|
6515 |
6515 |
|
|
|
- |
|
- |
|
- |
|
- |
|
Р50 |
|
6515 |
11000 |
|
|
|
- |
|
15000 |
|
15000 |
|
- |
|
Р65 |
|
8300 |
8300 |
|
|
12500 |
|
15500 |
|
15500 |
|
18500 |
||
|
|
- |
11000 |
|
|
|
- |
|
- |
|
- |
|
- |
|
Р75 |
|
- |
8300 |
|
|
|
- |
|
- |
|
- |
|
- |
|
|
2.3.2 Длина переднего вылета рамного рельса |
|
|
|
||||||||||
Согласно рис. 2.6, а длина переднего вылета рамного рельса |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
C |
|
i n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m1 |
|
|
ai |
K0 , |
|
(2.24) |
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где m1− длина переднего вылета рамного рельса;
С − расстояние между осями стыковых шпал (брусьев); δ − зазор в стыке, δ=6…8мм;
ai − расстояние между осями смежных брусьев, равное (0,85...0,95)
aпер и кратное 10 мм;
апер− расстояние между осями смежных шпал на перегоне; K0 − выступ остряка относительно оси переводного бруса,
K0 = 41мм;
15
n − количество пролетов величиной а, назначаемое с учетом устройства плавного отвода ширины колеи от стыка рамного рельса Spp до начала остряка S0. Обычно принимается до 5−9 пролетов.
Рис. 2.6. Концевые вылеты рамного рельса и раскладка брусьев на стрелке
По условиям плавности отвода колеи длина переднего выступа рамного рельса, полученная из формулы (2.24), должна удовлетворять условию
m1 S0 S pp , i0
где i0 – уклон отвода.
Длина концевого вылета рельса Длину концевого вылета (2.6, б) находим по формуле:
i n |
|
|
m2 ai |
C |
. |
i 1 |
|
2 |
(2.25)
(2.26)
Значения а, с, б, n те же самые, что и в формуле (2.25). Число пролетов n обычно принимают с учетом типа корневого крепления остряка и конструкции стыка.
2.3.3 Длина рамного рельса
Длина рамного рельса равна сумме обоих вылетов и проекции остряка на рамный рельс (рис. 2.6, в)
|
, |
(2.27) |
l pp m1 m2 l0 |
где lʹ0 – находим по формуле (2.23).
При определении практической длины рамного рельса стремятся ограничиться длиной стандартного рельса (12,5 и 25 м) и регулируют величины m1 и m2. При стрелочных переводах крутых марок с короткими остряками рамные рельсы могут быть короче стандартных рельсов.
16
Корректировка длины рамного рельса и его вылетов возможна при назначении длин рельсов соединительной части перевода.
2.3.4 Размещение брусьев под стрелкой
На эпюре стрелки в первую очередь назначаются стыковые пролеты С и пролеты для размещения переводных тяг аnм (при электрическом приводе аnм=675 мм), оставшиеся промежутки делятся таким образом, чтобы пролеты были равны (0,8…0,95) апер с округлением до величины, кратной 10 мм.
2.4 Линейные размеры крестовины и контррельсов
2.4.1Длина крестовины
Вобыкновенных стрелочных переводах могут быть использованы крестовины цельнолитые, сборные с литым сердечником, а иногда сборнорельсовые.
Линейные размеры крестовины определяют в зависимости от ее конструкции, типа и марки. Однако эти размеры должны уточняться с учетом равномерного распределения брусьев. Для обеспечения устойчивости даже под крестовиной минимальной длины рекомендуется укладывать не менее пяти брусьев.
По длине крестовина состоит из двух частей: переднего h и концевого р выступов (рис. 2.7, а). Полная длина крестовины
lk h p , |
(2.28) |
где lк − полная длина крестовины; h − длина переднего выступа; p − длина концевого выступа.
Рис. 2.7. Конструкции крестовин: а – цельнолитая; б – расчетная схема для определения размеров сборнорельсовой и сборной с литым сердечником крестовины; в – сборнорельсовая
17
Формулы для определения размеров передних и концевых выступов для различных конструкций крестовин согласно рис. 2.7 и 2.8 приведены в табл.
2.6.
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.6 |
|||
|
Формулы для расчета длины крестовины |
|
|
||||||
Конструкция |
Передний выступ |
|
|
Концевой выступ |
|
|
|||
крестовины |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Цельнолитая |
h t1N 0,5lH |
0 |
|
|
|
Р B b N |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сборнорельсовая |
h B b 2V N |
0,5lH x1 |
|
|
Р B b N 0,5lн x1 |
|
|
||
2 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сборная с литым |
h B b 2V N |
0,5lH x1 |
|
|
Р B b N |
|
|
||
сердечником |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вформулах табл. 2.6 и на рис.2.7 и 2.8 приняты обозначения:
В– ширина подошвы рельса, мм;
b – ширина головки рельса, мм;
2V – расстояние между подошвами рельсов, обусловленное длиной болта и возможностью его постановки;
lн – длина накладки, мм;
х1 – расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия, мм;
− минимальный зазор между кромками подошвы рельсов, принимается равным 10 мм;
− стыковой зазор, мм (для всех типов крестовины = 0); N – число марки крестовины;
λ0 – расстояние от края накладки до горла крестовины, мм (обычно не менее 100 мм);
tr – ширина желоба в горле крестовины, мм.
Рис. 2.8. Сборная крестовина с литым сердечником Значения перечисленных выше величин приведены в табл. 2.7.
18
|
|
|
|
|
Таблица 2.7 |
|
Тип |
В |
b |
2V |
lн |
х1 |
|
рельсов |
||||||
|
|
|
|
|
||
Р43 |
114 |
70 |
172 |
790 |
65 |
|
Р50 |
12 |
70 |
185 |
920 |
50 |
|
Р65 |
150 |
75 |
173 |
800 |
80 |
|
Р75 |
150 |
75 |
200 |
800 |
80 |
2.4.3 Ширина желоба у контррельсов и крестовины |
|
Согласно рис. 2.9 ширина желоба у контррельса |
|
tk Smin Tn , |
(2.29) |
где Smin – минимальная ширина колеи на крестовине, равная 1518 мм
(1520 2 мм);
Тп – расстояние между рабочими гранями сердечника и контррельса, равное 1474 мм.
С учетом вышеизложенного ширина желоба у контррельса tk = 44 мм с допусками 2 мм.
Ширина желоба на крестовине (рис. 2.9):
t y |
Smax T0 tk min , |
(2.30) |
где То – расстояние между |
рабочими гранями |
усовика и контррельса |
(рис. 2.9). |
|
|
Рис. 2.9. Поперечный разрез крестовины и контррельса Подставляя цифровые значения в формулу (2.30) имеем (с допусками
2 мм):
ty 1522 1435 42 45 мм.
Следует помнить, что сумма желобов с учетом допусков всегда должна быть tk t y 89 мм.
2.4.4 Размеры усовиков крестовины и контррельса
Длина усовика крестовины представляет собой сумму отдельных его ча-
стей (рис. 2.10):
ly l1 l2 l3 l4 l5 ; |
(2.31) |
19
|
l1 h |
|
tr |
|
|
, |
(2.32) |
||||
|
2sin |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где h – длина передней части крестовины (см. рис. 2.2); |
|
||||||||||
tr – ширина желоба в горле крестовины, равная 68 мм; |
|
||||||||||
− угол крестовины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
tr |
t y |
, |
|
|
(2.33) |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
sin |
|
|
|
|
||
где ty – желоб между сердечником крестовины и усовиком, равный 45мм. |
|||||||||||
определяется из выражения: |
|
tr t y tg |
|
|
|
||||||
|
tg |
; |
(2.34) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
tr |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
l3 |
50N , |
|
|
|
(2.35) |
|||||
где N – число марки крестовины. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Согласно рис 2.10 имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l4 |
|
tr |
t y |
, |
|
|
(2.36) |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
sin 1 |
|
|
|
|
||
где γ1 должен быть меньше βγ.
Длина участка l5 принимается равной 150…200мм. Проектная длина усовика должна быть такой, чтобы расстояние Д было меньше половины длины накладки (рис. 2.10).
Рис. 2.10. Крестовина с контррельсом
Как видно из рис. 2.10, длина средней части контррельса l1, где ширина желоба tk=44 мм, находится по формуле:
l |
tr |
b1 |
(100...300) , |
(2.37) |
|
|
|||
1 |
tg |
|
|
|
|
|
|
||
где tr − желоб крестовины, равный 68 мм;
20
