1.5. Рельсовая колея

Взаимодействие пути и подвижного состава. Рельсовой колеей называют расстояние между внутренними рабочими гранями головок рельсов, изме­ренное на 15 мм ниже поверхности катания (на уровне контакта колеса с головкой рельса). Основным условием при устройстве рельсовой колеи яв­ляется обеспечение безопасности движения поездов с установленными ско­ростями. Устройство рельсовой колеи, ее размеры и величины допускаемых отклонений от норм зависят от устройства ходовых частей подвижного со­става и, в свою очередь, влияют на их конструкцию, размеры и допуски. Особенности ходовых частей подвижного состава следующие:

• наличие у колес гребней (рис. 1.78);

• глухая насадка колес на ось;

• постоянство расстояний между внут­ ренними гранями колес;

• параллельность осей;

• коничность поверхности катания.

Гребни необходимы для того, чтобы на­правлять движение колес по рельсу и пре­пятствовать сходу.

Глухая насадка колеса на ось, при которой колесо вращается вместе с осью, исключает износ ступицы колеса и подступичной части оси и благодаря это­му не допускается наклонное положение колеса, опасное для движения.

Постоянство расстояний между внутренними гранями колес всех осей необходимо для обеспечения безопасности движения подвижного состава по колее. Расстояние между рельсовыми нитями колеи постоянно и состав­ляет 1520 мм. При такой ширине колеи расстояние между внутренними гра­нями колес составляет 1440 мм с допусками ±3 мм и называется насадкой

75

(см. рис. 1.78). Для подвижного состава, следующего в поездах со скоростя­ми более 140 км/ч, допуски +3, -1 мм.

Параллельность осей необходима для избежания перекоса осей и провала колес внутрь колеи. Для обеспечения параллельности оси объединяют жест­кой рамой. Расстояние между крайними осями, остающимися параллельны­ми при движении как в прямых, так и в кривых участках пути, называют

жесткой базой экипажа. Расстояние между крайними осями экипажа — пол­ной колесной базой (рис. 1.79).

Чем длиннее жесткая база, тем слож­нее движение экипажа в кривых. Для об­легчения вписывания в кривые вагоны, тепловозы и электровозы при количестве осей больше трех, располагают на тележ­ках, объединяющих две или три оси. Жест­кой базой экипажа будет расстояние меж­ду крайними осями тележки (см. рис. 1.79). Коничность поверхности катания обеспечивает более равномерный износ колес и головки рельса вследствие по­перечных перемещений колеса при ви­лянии экипажа с коническими колеса­ми в прямых участках пути. Колесо катится по рельсу преимущественно ча­стью поверхности катания с наклоном 1:20, которая поэтому изнашивается значительно больше, чем часть, имею­щая наклон 1:7 (пис. 1.80). Пои одно-

образном наклоне поверхности в 1:20 неравномерность износа привела бы к быстрому образованию местного седлообразного износа (желоб). Проход по крестовине, переход с рамного рельса на остряк и обратно при наличии желобчатого износа колес сопровождается резкими толчками и ударами. Наклон в 1:7 способствует равномерному износу поверхности катания. На рис. 1.80 показано пунктиром и препятствует желобчатому износу. Наклон 1:7 и фаска 6:6 создают также благоприятные условия для перекатывания колеса с прижатого остряка на рамный рельс и обратно. Толщина гребня колес допускается по ПТЭ (табл. 1.6).

Таблица 1.6

Ширина колеи в прямых участках. Нормальная ширина колеи в пря­мых участках и кривых радиусом 350 м и более между внутренними граня­ми головок рельсов должна быть 1520 мм (ПТЭ, п. 3.9). Величины откло­нений не должны превышать по сужению -4 мм, по уширению +8 мм, на участках со скоростями 50 км/ч и менее допуски -4 мм, +10 мм. Следова­тельно, ширина колеи колеблется от 1530 мм до 1516 мм. Для того, чтобы исключить заклинивание колес подвижного состава в колее, при котором

77

Из таблицы видно, что максимальный зазор для локомотивов 39 мм, а минимальный 7 мм. Для вагонов соответственно 29 и 5 мм. Чем больше за­зор, тем больше виляние подвижного состава в прямых и тем сильнее боко­вые удары гребней при набегании на рельсы. При меньших зазорах движе­ние происходит более плавно. Именно это определило нормальную ширину колеи 1520 мм (уменьшение на 4 мм по сравнению с ранее существующей).

Верх головок рельсов обеих рельсовых нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне. Разрешается на прямых участках пути содер­жать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой на всем протяжении прямо­го участка. При возвышении одной рельсовой нити на 6 мм, экипаж немно­го наклоняется и от этого наклона появится боковая сила, которая будет слегка прижимать колеса к пониженной нити и затруднять их виляние и дви­жение подвижного состава будет более плавным.

Устройство рельсовой колеи в кривых участках. Для того, чтобы облег­чить вписывание подвижного состава в кривые и прохождение по ним, рель­совая колея в кривых имеет следующие особенности:

• уширение колеи при радиусах менее 350 м:

• возвышение наружного рельса над внутренним рельсом;

• переходных кривых в местах сопряжения прямых участков с кривыми;

78

— укороченные рельсы на внутренних рельсовых нитях;

- увеличенные расстояния между путями при наличии двух и более путей. Ширина колеи в кривых. Уширение рельсовой колеи в кривых делают

для того, чтобы подвижной состав с длинной жесткой базой мог проходить по кривым без заклинивания колесных пар. Правила технической эксплуа­тации (ПТЭ, п. 3.9) устанавливают ширину колеи в кривых участках пути при радиусе

от 349 до 300 м 1530 мм

от 299 м и менее 1535 мм

На участках железнодорожных линий, где комплексная замена рельсош-пальной решетки не производилась, допускается на прямых и кривых учас­тках пути радиусом более 650 м номинальный размер колеи — 1524 мм. При этом на более крутых кривых ширина колеи принимается:

при радиусе

от 650 до 450 м 1530 мм

от 499 до 350 м 1535 мм

от 349 м и менее 1540 мм

Допуски на кривых участках так же, как на прямых, не должны превы­шать по сужению -4 мм, по уширению +8 мм. Ширина колеи менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается. Переход от уширенной колеи к нормальной делается в пределах переходной кривой с отводом 1 мм/м.

Вписывание подвижного состава в кривую может быть свободное, зак­линенное и принудительное. Наиболее благоприятно для взаимодействия подвижного состава и пути свободное вписывание в кривую жесткой базы локомотива или вагона (рис. 1.82). При свободном вписывании гребень од­ного колеса передней оси прижат к наружной рельсовой нити и направляет движение экипажа, а гребень задней оси касается внутренней рельсовой нити, при этом задняя ось располагается по радиусу кривой. В этом случае жест­кая база располагается в рельсовой колее совершенно свободно.

Наиболее неблагоприятным является заклиненное вписывание (рис. 1.83), при котором наружные колеса упираются гребнями в наружную рельсовую нить, а внутренние колеса упираются во внутреннюю рельсовую нить. Закли­ненное вписывание не допускают, так как оно сопровождается значительным увеличением сопротивления движению поездов, чрезмерным износом греб-

79

80

Это уширение может быть выполнено разными способами.

Один из них заключается в том, что междупутье увеличивается на прямых участках за счет сдвижки на необходимую величину одного из путей: наруж­ного или внутреннего (рис. 1.88, а). Перед каждой переходной кривой сдви­гаемого пути укладывают две ^-образные кривые. Недостаток этого способа в том, что на сдвигаемом пути появляются по две дополнительные кривые с каждой стороны основной кривой.

Другой способ состоит в том, что уширение междупутья выполняют на переходной кривой (рис. 1.88, б). Переходную кривую по внутреннему пути устраивают более длинной, чем по наружному пути, чтобы разница сдви­жек круговых кривых была равна требуемому уширению междупутья.