Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методичка по ЖДП 1

.pdf
Скачиваний:
33
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
615.1 Кб
Скачать

2. Расчет порядка укладки укороченных рельсов начинают с начала переходной кривой, прибавляя каждый раз длину рельса за рельсом с учетом вели-

чины зазора δст между рельсами. В курсовом проекте принять δст=10 мм. Следовательно, расчетная длина l’p будет равна

l’p=lp+ δст .

(2.39)

Например, если нормальная длина рельса lp равна 25,00 м, то l’p =25,01 м. Укорочение в зоне переходной кривой εпк определяется по формуле 2.30.

3.Каждому рельсу в кривой присваивается порядковый номер, и в соответствии с номером рельса пишется индексация всех значений.

4.Так как точка НПК делит путевой рельс на две части, из которых а1 из-

вестна, то протяжение рельса в пределах переходной кривой а2 определяется по зависимости 2.40. Полученная величина записывается в соответствующую графу таблицы 2.2.

а1 .

(2.40)

а2 =lp

5. Укорочение первого рельса ε1 будет равно

ε

 

= S

 

a22

.

(2.41)

 

 

 

1

1

 

2C

 

Затем к величине а2 добавляют длину l’p и определяет суммарное укорочение на протяжении первого и второго рельса ε2:

ε

= S

 

(a

2 + lp )2

(2.42)

 

 

.

 

2C

2

1

 

 

 

 

 

 

Полученный результат записывают в таблицу 2.2 и подобным образом расчет производят в пределах первой переходной кривой.

6. Точка КПК делит i-ый рельс на две части; первая часть в1 находится в пределах переходной кривой, вторая часть в2 – в пределах круговой кривой (см. рис. 2.4). Из рисунка видно, что величину в1 можно определить по зависимости:

в1

= l0

+ a1

n i

lp ,

(2.43)

а величина в2 будет равна

в2

= lp

в1

,

(2.44)

 

20

 

 

 

 

где ni – порядковый номер рельса, примыкающий к участку в1.

Таким образом, укорочение нарастающим итогом в пределах части рельса с длиной в1 должно равняться полному укорочению в пределах первой переходной кривой, определенное по зависимости 2.31.

7. Укорочение εi (кк) на участке рельса с длиной в2, находящейся в пределах круговой кривой, определяется по зависимости:

ε

i (кк)

= S

 

в2

,

(2.45)

R

 

1

 

 

суммарное укорочение будет равно:

ε

 

 

+S

 

в2

.

(2.46)

 

i

 

пк

1

 

R

 

Прибавляя к значению в2 длину l’p, определяют суммарное укорочение в пределах круговой кривой с заполнением , соответствующих граф табл. 2.2.

8. Точка КПК второй переходной кривой делит i-ый рельс на две части с1 и с2. Часть рельса с длиной с1 находится в пределах круговой кривой, а с длиной с2 – в переходной кривой. По аналогии можно определить, что:

с1 = l0 + Lkk + a1 ni lp ,

(2.47)

с2 = lp с1 ,

(2.48)

где ni порядковый номер рельса, примыкающий к участку с1.

Соответственно суммарное укорочение в пределах части рельса с длиной

с1 будет равно εпк + εкк.

9. В зоне второй переходной кривой суммарную величину укорочения внутренней нити определяют исходя из следующей зависимости

εi = ε−S1

x2

 

,

(2.49)

где x – расстояние от стыка i-го рельса до начала второй переходной кривой НПК.

Так, например, для части рельса с длиной с2, находящейся в пределах

переходной кривой, зависимость будет иметь вид

 

εi

= ε −S1

(l0 с2 )2

.

(2.50)

 

 

 

2C

 

 

21

 

 

 

Для следующего рельса суммарное укорочение εi+1 будет равно

εi+1 = ε −S1

(l0

с

2 lp )2

 

(2.51)

 

 

 

 

2C

.

 

 

 

 

 

 

10. Точка НПК делит рельс на две части с длиной d1

и d2, которые бу-

дут равны

 

 

 

 

 

 

 

 

d1 = lp d 2 ,

 

 

(2.52)

d 2 = n i lp

a1 .

(2.53)

11. Место укладки укороченного рельса определяет из следующего соот-

ношения:

 

 

 

 

K

 

 

 

 

εi K

 

,

 

(2.54)

 

 

 

 

 

где εi -укорочение нарастающим итогом;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

К – принятая величина стандартного укорочения;

 

∑К – сумма фактического укорочения.

 

 

 

 

 

Если условие выполняется, то укладывается рельс нормальной длины и в графе «Фактическое укорочение в конце рельса» ставится ноль; если условие не выполняется, то проставляется величина стандартного укорочения.

Расчет производится с заполнением остальных граф табл. 2.2. Если расчеты верны, величина несовпадения стыков не должна превышать половины стандартного укорочения.

Вычерчивают «Схему укладки укороченных рельсов» в соответствии с рис. 2.4 с указанием места их укладки.

Пример

Используются данные из предыдущего примера..

Общее укорочение внутренней нити в кривой по отношению к наружной

ε = 3.14159·1600·34о = 949 мм; 180о

Угол поворота в пределах переходной кривой

φо =lo2/2C = 1002/2·145000 = 0,0344828 = 0o02’04,1”;

22

Укорочение в зоне переходной кривой

εпк = S1·lo2/2C = 1,6·1002/2·145000 = 0,055 м;

Укорочение в зоне круговой кривой

εкк = S1·Lкк/R = 1,6·759,863/1450 = 0,838 м;

Lкк = 1450·(34o – 2·1o58’32.6”)·3,14159/180o = 759,863 м;

Общее укорочение по кривой

ε = εкк + 2·εпк = 0,838 + 2·0,055 = 0,948 м;

Полная длина кривой

L = Lкк + 2·lo = 759,863 + 2·100 = 959,863 м;

Определение стандартного укорочения рельса

K S1 · lp/R = 1.6 · 25/1450 = 0.028 м = 28 мм.

Т.к. К<85 мм, то принимаем стандартное укорочение рельса Кст =80 мм; Количество укороченных рельсов: N = ε/Кст = 948/80 = 12 шт;

Раскладка укороченных рельсов в кривой Величину стыкового зазора принимаем 0.01 м. Часть первого рельса пе-

реходной кривой №1 принадлежит прямому участку (6 м): 25- 6=19 м, следовательно, 19 + 0.01 = 19.01 м – принадлежит первому рельсу переходной кривой. Находим конец переходной кривой №1: 19.01 + 3·25.01 = 94.04 м. Таким образом, переходная кривая №1 располагается на пяти рельсах. Причём от пятого она занимает 100 – 19.05 = 5,96 м. На круговую кривую от пятого рельса при-

ходится 25 – 5,96 + 0.01 = 19,05 м.

Находим конец круговой кривой: 19,05+ 29·25.01 = 744,34 м. Круговая кривая располагается на рельсах от №5 до рельса №35. При этом, от 35-го рельса она занимает 759,863 – 744,34 = 15,523 м. На переходную кривую от рельса №35 остаётся: 25 – 15,523 + 0.01 = 9,487 м.

Параметры укладки второй переходной кривой определяются в обратном порядке (см. табл 2.3). Находим начало второй переходной кривой № 2: 9,487 + 3·25.01 = 84,517 м. Переходная кривая №2 располагается на рельсах: от рельса №35 до рельса № 39. При этом, от 39-го рельса она занимает 100 – 84,517 = 15,483 м.

Далее, с 39-го рельса идёт прямая.

Для переходной кривой, укорочение нарастающим итогом считаем по формуле (2.30). Укорочение рельса в круговой кривой считаем по формуле

(2.32).

23

 

 

Раскладка укороченных рельсов в кривой

Таблица 2.2

 

Место

Длина

Длина кри-

Укороче-

Укорочение

 

Фактичес-

Суммарное

Вели-

 

 

чина

Вид

распо-

рельса с

вой нарас-

ние рель-

нарастаю-

 

кое

фактиче-

несовпа-

рельса

лож.

зазором,

тающим

са,

щим

 

укороче-

ское

дения

рел

п/п

итогом,

 

ние рельса,

укорочение,

ьса

 

рельса

м

итогом, м

мм

мм

 

мм

мм

стыков,

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

 

7

8

9

10

1

прямая

а1=6,00

-

-

-

-

-

-

Н

1

НПК 1

а2=19,01

19,01

2

2

-

 

+2

 

 

2

l0=100

25,01

44,02

9

11

-

 

+11

Н

3

25,01

69,03

15

26

-

 

+26

Н

м

 

4

25,01

94,04

23

49

80

80

-31

У

 

5

КПК 1

в1 =5,96

100

6

55

-

80

-4

Н

5

НКК

в2=19,05

19,05

21

76

 

 

 

 

 

6

 

25,01

44,06

28

104

-

80

+24

Н

7

 

25,01

69,07

28

132

80

160

-28

У

8

 

25,01

94,08

28

160

-

160

0

Н

9

 

25,01

119,09

28

188

-

160

+28

Н

10

 

25,01

144,1

28

216

80

240

-24

У

11

 

25,01

169,11

28

244

-

240

+4

Н

12

 

25,01

194,12

28

272

-

240

+32

Н

13

 

25,01

219,13

28

300

80

320

-20

У

14

 

25,01

244,14

28

328

-

320

+8

Н

15

 

25,01

269,15

28

356

-

320

+36

Н

16

 

25,01

294,16

28

384

80

400

-16

У

17

 

25,01

319,17

28

412

-

400

+12

Н

18

м

25,01

344,18

28

440

-

400

+40

Н

 

=759,863

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

25,01

369,19

28

468

80

480

-12

У

 

20

 

25,01

394,2

28

496

-

480

+16

Н

21

KK

25,01

419,21

28

524

80

560

-36

У

22

25,01

444,22

28

552

-

560

-8

Н

L

23

 

25,01

469,23

28

580

-

560

+20

Н

24

 

25,01

494,24

28

608

80

640

-32

У

25

 

25,01

519,25

28

636

-

640

-4

Н

26

 

25,01

544,26

28

664

-

640

+24

Н

27

 

25,01

569,27

28

692

80

720

-28

У

28

 

25,01

594,28

28

720

-

720

0

Н

29

 

25,01

619,29

28

748

-

720

+28

Н

30

 

25,01

644,3

28

776

80

800

-24

У

31

 

25,01

669,31

28

804

-

800

+4

Н

32

 

25,01

694,32

28

832

-

800

+32

Н

33

 

25,01

719,33

28

860

80

880

-20

У

34

 

25,01

744,34

28

888

-

880

+8

Н

35

ККК

с1=15,52

759,86

5

893

-

880

+23

Н

35

КПК 2

с2 =9,49

100

10

903

 

 

 

 

 

36

l0=100

25,01

90,51

22

925

80

880

-35

У

37

25,01

65,50

14

939

-

880

-21

Н

м

38

25,01

40,49

8

947

-

880

-13

Н

 

39

НПК 2

d1=15,48

15,48

1

948

-

880

-12

Н

39

прямая

d1=9,53

-

-

-

-

-

-

 

24

Таблица 2.3

Расчёт второй переходной кривой

№ рельса

Длина кривой нарастающим

Расчёт (ε =

S1

·l

2

), мм

итогом

 

X

C

 

 

 

 

 

35

КПК2

100

55-45=10

 

 

 

36

90,513

45-23=22

 

 

 

37

65,503

23-9=14

 

 

 

38

40,493

9-1=8

 

 

 

39

НПК2

15,483

1-0=1

 

 

 

2.4. Определение ширины колеи в кривой

Ширина колеи является унифицированной величиной и для дорог Российской Федерации на прямых участках и на кривых радиусом 350 м и более, должна составлять 1520 мм (см. табл. 1 приложения 4). Допускаются отклонения от ширины колеи в пределах 8 мм по уширению и 4 мм по сужению при установленных скоростях более 50 км/ч [5]. Ширина колеи менее 1512 и более 1548 мм не допускаются. С учетом норм и допусков параметры колесных пар и рельсовой колеи на прямых представлены в таблице 2 приложения 4.

Ширина колеи в кривой определяется расчётом по вписыванию в неё экипажа. В зависимости от длины жесткой базы, радиуса кривой и ширины колеи вписывание может быть свободным, принудительным и заклиненным.

При свободном вписывании движение экипажа направляется только наружной рельсовой нитью.

При заклиненном вписывании движение направляется обеими рельсовыми нитями. В нормальных условиях эксплуатации заклиненное вписывание не допускается.

Промежуточное положение жесткой базы тележки между заклиненным и свободным вписыванием характеризует принудительное вписывание. При нем движение экипажа направляется наружной рельсовой нитью, но гребни колес касаются также внутренней рельсовой нити.

На основе технико-экономических расчетов установлено, что принятая ширина колеи должна обеспечить свободное вписывание для вагонов и принудительное вписывание для локомотивов.

Для облегчения вписывания трехосных тележек экипажей в кривые их колесные пары имеют, как правило, поперечные разбеги (смещения) η относительно жесткой рамы (табл. 3 приложения 4).

В курсовом проекте необходимо для заданного экипажа (локомотива или вагона) определить оптимальную и минимально-допустимую ширину колеи в кривой, сравнить ее с нормативной и сделать вывод о характере вписывания экипажа в кривую.

25

2.4.1. Определение оптимальной ширины колеи в кривой

При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимают схему свободного вписывания. На рис. 2.5 представлена схема такого вписывания для трехосной тележки с учетом разбегов η1 крайних осей ([6], стр.43).

Рис. 2.5. Схема свободного вписывания трехосной тележки в кривую

Для двухосной тележки принципиальная схема сохраняется такой же (без средней оси). Точкой О обозначен центр вращения тележки. При свободном вписывании он находится на задней оси и внутреннее колесо этой оси своим гребнем касается внутренней нити кривой, не взаимодействуя с ней.

Оптимальная ширина колеи, Sопт мм определяется по формуле

Sопт=qmaxн- η1+4,

(2.55)

где qmax – максимальная ширина колесной пары, мм (см. табл.2 приложения 4); ƒн – стрела изгиба наружного рельса при хорде, проведенной по линии рабочих граней гребней колес, мм;

η1 – поперечный разбег осей, мм (см. табл.3 приложения 4); 4 – допуск на сужение колеи.

Величина стрелы ƒн определяется по формуле

fH

=

(λ + b)2,

(2.56)

 

 

2R

 

26

где λ – расстояние от центра О вращения тележки до геометрической оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L, мм; R – радиус кривой, мм;

b – расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом, определяемое по формуле

b1

=

λ(r

+ t)tgτ

,

(2.57)

R +S / 2

(r + t)tgτ

 

 

 

 

где r – радиус колеса, мм;

t – расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина касания); принимается равным 10 мм; τ – угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту, равный для нового вагонного колеса 60°, для локомотивных бандажей – 70°; Значения величин L, r, η1 представлены в табл. 3 приложения 4. Полученное значение Sопт сравнивают с нормативным [S] по данным

табл. 1 приложения 4. Если Sопт[S], то принимают нормативную ширину колеи и на этом расчет и обоснование выбора значения ширины колеи заканчивается. Если же Sопт окажется больше [S], то необходимо определить минимально допустимую ширину колеи.

2.4.2. Определение минимально допустимой ширины колеи

За исходную принимают схему заклиненного вписывания (см. рис. 2.6, 2.7 и 2.8).

Рис. 2.6. Схема заклиненного вписывания двухосной тележки в кривую

27

Рис. 2.7. Схема заклиненного вписывания в кривую трехосной тележки без поперечного разбега осей

Рис. 2.8. Схема заклиненного вписывания в кривую трехосной тележки с поперечными разбегами

28

Учитывая, что заклиненное вписывание не допускается, к полученной по этим схемам ширине Sз прибавляют величину зазора δmin/2 между боковой рабочей гранью рельса и гребнем колеса (см. табл.2 приложения 4).

Для двухосной тележки (см. рис. 2.6) минимально допустимую ширину колеи Smin , мм, определяют из выражения

S

 

= q

 

+ f

 

f

 

η +

δmin

+ 4,

(2.58)

min

max

H

B

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где ƒH и ƒВ – стрелы изгиба наружной и внутренней нитей кривой, отсчитываемые от хорд, проведенных через точки касания колес с наружной и внутренней нитями; 4 – допуск на сужение колеи.

Величины ƒH и ƒВ их определяются по формулам:

fH =

(L +2b)2

,

(2.59)

8R

 

 

 

 

 

 

fB =

(L 2b)2

 

,

 

(2.60)

 

8R

 

 

 

 

 

 

b =

L r

tgτ.

 

 

(2.61)

 

 

 

 

 

2R

 

 

 

Для трехосной тележки следует рассматривать дваслучая.

1. Тележка не имеет разбегов (рис. 2.7). В этом случае ширина колеи Smin определится выражением

Smin

= qmax + fH + 4 + δmin

[S].

(2.62)

 

2

 

2. Тележка имеет разбеги (рис. 2.8). Тогда сумма разбегов определится

выражением

η1 = η1 2 ,

 

 

 

 

(2.63)

где η1– разбег крайних осей тележки; η2– разбег средней оси тележки.

Сравним ∑η с величиной ƒB, полученной по формуле (2.60):

- если ∑η ƒB, то ширина колеи Smin определится выражением

Smin = qmax + fH

fB

+4 +

δmin

[S],

(2.64)

2

 

 

 

 

 

29