Arhipov_Artem_Jur'evich_2017 (1198742), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

кНм;

кНм.

Рамная сила Y_р определяется по рисунку 2.9 в зависимости от величины непогашенного ускорения а_нп.

при кН – кН;

при кН – кН;

при кН – кН.

N₂ – реакция рельса B определяется по формуле:

. (2.30)

при кН –

кН;

при кН –

кН;

при кН –

кН.

F₂ – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса В определяется по формуле:

, (2.31)

при кН – кН;

при кН – кН;

при кН – кН.

N₁ – нормальная к плоскости С-с реакция рельса А определяется по формуле:

. (2.32)

при ,

при кН –

кН;

при кН –

кН;

при кН –

кН.

F₁ – сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельса А определяется по формуле

, (2.33)

где f_р – коэффициент трения скольжения гребня колеса по рельсу А (f_р = 0,25);

при кН – кН;

при кН – кН;

при кН – кН.

Коэффициент устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс определяется отношением сил, препятствующих подъему колеса к силам вызывающим этот подъем:

. (2.34)

при кН – ;

при кН – ;

при кН – .

Коэффициенту k=1,0 соответствует предельному состоянию устойчивости, гарантированная устойчивость обеспечивается при:

k = 1,3 – для грузовых вагонов;

При расчетах можно принять угол т между горизонталью и касательной рабочей грани головки рельса в точке О касания гребня колеса с рельсом упорной нити для вагонов равным 60° и локомотивов 70°. У четырехосного грузового вагона

l_р = 0,55 м, a₁ = 0,264 м, а₂ = 0,168 м, f_р = 0,25. [3]

Вывод: Теоретическая устойчивость колеса на рельсе обеспечивается при всех трех режимах движения, так как коэффициент устойчивости k = 1,3.

2.4 Расчет устойчивости пути против поперечного сдвига.

«Поперечный сдвиг рельсошпальной решетки под поездом является прямой угрозой безопасности движения поездов. При неблагоприятных сочетаниях, воздействующих на путь вертикальных и горизонтальных поперечных сил может произойти поперечный сдвиг рельсошпальной решетки по балласту, особенно загрязненному или в талом состоянии» [4].

Исследования показали, что вероятность одновременного сочетания максимальных значений поперечных сил с максимальной или минимальной величиной вертикальных нагрузок близка к нулю. Наиболее неблагоприятным случаем будет воздействие направляющей оси первой тележки на наружный рельс кривой. Поэтому горизонтальные поперечные (боковые) силы Y_б принимаются максимально вероятными, а вертикальные нагрузки – средними т. е. Р₁ = Р₂ = Р_ср (рисунок 2.6).

Следовательно, вертикальное давление рельсов на шпалу Q₁ = Q₂ = Q_ср.

Рисунок 2.6 Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути: Р₁ и Р₂ – нагрузка от колес на рельсы; Y_б – боковая сила; Q₁ и Q₂ – давление рельсов к шпалу; Н_ш-1 и Н_ш-2 – поперечные силы, действующие на шпалу от двух рельсов; С₀ – сопротивление смещению шпалы; F_тр – сила трения шпалы по балласту; f_р – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу[3].

Исходные данные нужные для расчета устойчивости пути против поперечного сдвига представлены в таблице 2.8

Таблица 2.8

R, м	С0, кН	fш	fр	kв, м-1	kг, м-1	V, км/ч
630	4,0	0,40	0,35	1,018	1,680	80

Данный радиус для расчета взят, как минимальный, расположенный на километре 7765 ПК9+53.58. Установленная скорость на данном участке составляет 80 км/ч.

Величина возвышения наружного рельса определяется по формуле

. (2.21)

Для грузовых поездов оптимальным считается поперечное непогашенное ускорение 0,3 м/с². Если рассчитанное по формуле (2.35) значение превышает рекомендуемое (оптимальное) значение, то необходимо откорректировать величину возвышения наружного рельса или ограничивать скорость движения по участку.

мм

Для определения расчетного значения отношения сил следует рассчитать непогашенное ускорение, возникающего в кривой при проходе вагона. Величина непогашенного ускорения при движении в кривой равна

, (2.35)

где V – скорость движения грузового поезда, км/ч; R – радиус кривой, м;
g – ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с); h – возвышение наружного рельса в кривой, мм; S – ширина колеи по осям рельсов (S = 1600 мм).

м/с².

Величины боковых сил Y_б при расчетном ускорении и расчетных тормозных силах N_т у загруженного вагона определяются по рисунку 2.7

Рисунок 2.7 Зависимость величин боковых Y_б и рамных Y_р сил от поперечных непогашенных ускорений а_нп при разных тормозных силах N_т для грузового вагона ЦНИИ-ХЗ, нагрузка 230 кН/ось, 1-я ось 1-й тележки [3]

Величины боковых сил Y_б при расчетном ускорении и расчетных тормозных силах N_m загруженного вагона (рисунок 2.9):

при кН – кН;

при кН – кН;

при кН – кН

У порожнего грузового вагона в режиме тяги (N¹_m =0) боковая сила определяется по рисунку 2.8 и равна Y_б-1=17 кН.

Рисунок 2.8 Зависимость величин направляющих, боковых и рамных сил от поперечных непогашенных ускорений порожнего грузового вагона ЦНИИ-ХЗ, нагрузка 56 кН/ось, 1-я ось 1-й тележки [3]

При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила

, (2.36)

где N_т – тормозная сила, кН; L_с – расстояние между центрами автосцепок вагона (полувагон L_с = 13,92 м).

В режиме торможения (N_т > 0) к боковой силе Y_б-1 добавляется дополнительная поперечная сила, определяемая по формуле (2.37):

при кН – кН;

при кН – кН.

Предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной, определяется по формуле

. (2.38)

где k_г – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельсов в горизонтальной плоскости, м^-1, k_в – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, м^-1; l – расстояние между осями шпал, м [5].

– загруженный вагон;

– порожний вагон.

Таким образом, сопротивление поперечному сдвигу зависит от конструкции пути, его состояния и вертикальной нагрузки на рельсы.

Цель расчета – определить поперечную устойчивость пути в кривой при проходе грузового поезда. Для соблюдения поперечной устойчивости пути расчетное (действующее в пути) отношение поперечной боковой силы к вертикальной не должно превышать предельно допустимого значения отношения сил, т. е. должно быть .

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для загруженного вагона равны:

при кН – ;

при кН – ;

при кН – .

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для порожнего вагона равны:

при кН – ;

при кН – ;

при кН – .

Вывод: для грузовых поездов оптимальным считается поперечное непогашенное ускорение м/с2, в данном случае a_нп=0,31

м/с2. Для обеспечения безопасности движения поездов необходимо откорректировать величину возвышения наружного рельса.

3. РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА.

3.1 Характеристика участка проектирования.

Существующий профиль участка Возжаека - Поздеевка представляет собой ломанную линию с попикетно изменяющимися уклонами.

Максимальный уклон на участке – 11,1‰

Минимальный уклон на участке – 0,1‰

Минимальный радиус – 630м.

План линии представлен прямыми и кривыми участками пути, кривые составляют 14% от общей протяжённости участка.

3.2 Требования, предъявляемые к плану и продольному профилю

Руководящий уклон новой железной дороги должен выбираться на основании технико-экономических процессов в зависимости от топографических условий, размера, характера и темпа роста нагрузок, перевозок, с расчетной массой поездов, мощностью локомотива и основными параметрами проектирования дороги, длин станционных путей и уклонов линий.

В соответствии [11], выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов по нормативам, представленным в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Допускаемые нормы для проектирования продольного профиля.

Характеристики

Список файлов ВКР