Методичка по ЖДП 1

Для следующего рельса суммарное укорочение εi+1 будет равно

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

24

Таблица 2.3

Расчёт второй переходной кривой

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

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

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

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

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

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:

Для трехосной тележки следует рассматривать дваслучая.

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

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

29