Пояснительная записка (1198748), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

В соответствии с [1] принимаем [σш]=15 кг/см2,[σб] = 3 кг/см2. Данные расчетов не превышают допустимые значения, значитуменьшение скорости не требуется.C1 27,527,53 0,2682  50 24  50 3C2 27,5  50 0,12827,5 2  4  50 2m8,9 1,42  21,88  4.35 h 2  0,7  0,635  1,39  0,268  1,275  2  1,39 0,1281,88  0,486 , кг/см2A  0,9132  0,6403  0,5  (sin 2  0,9132  sin 2  0,6403)  0,2891  arktg51  0,5  27,5 0,913250 2  arktg51  0,5  27,5 0,640350IIPэкв.б1  16421 0,8172  14786   0,0005  13411,8 кгIIPэкв.б1  16421 0,8172  14786  0,3148  22728,4 кг б1 0,0139  5113411,8  1,53 , кг/см22  3092 б3 0,0139  51 22728,4  2,60 , кг/см22  3092 h1 0.7 0.289 1,53  0,098 , кг/см23.14 h3 0.7 0.289  2,60  0,167 , кг/см23.14 h  0,486  0,098  0,167  0,751, кг/см2 < [  h ] = 3 кг/см2Вывод: В результате сравнения определили, что полученные результатыне превышают максимально допустимых норм.

Из этого следует, чтоконструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требуеткаких либо изменений.2.2.1 Расчет устойчивости пути против поперечного сдвигаПоперечный сдвиг рельсошпальной решетки под поездом являетсяпрямой угрозой безопасности движения поездов. «При неблагоприятныхсочетанияхвоздействующихна путь вертикальных игоризонтальныхпоперечных сил может произойти поперечный сдвиг рельсошпальной решеткипо балласту, особенно загрязненному или в талом состояние» [9].Р2Р1Рст  f pYбН ш 1С0Н ш2FтрРисунок 2.3 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути.Р1 и Р2 – нагрузка от колеса на рельсы; Yб – боковая сила; Q1 и Q2 –давление рельсов на шпалу; Нш-1 и Нш-z – поперечные силы, действующие нашпалу от двух рельсов; С0 – начальное сопротивление смещению шпалы; Fтр –сила трения шпалы по балласту; fр – коэффициент трения скольжения колеса порельсу.Из расчета на прочность известно, чтоQкв  l Рср ,2(2.30)где кв – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания ирельса, м-1; l – расстояние между осями шпал, м.Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечномуперемещениювбалластеопределяетсяТ уд  С0  Fтр  С0  2  Q  f ш  С0  2  Р гдекв  l fш ,2поформуле[9](2.31)С0 – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствиивертикальной нагрузки, С0 = 2…6 кН; Fтр – сила трения шпалы по балласту приналичии вертикальной нагрузки; f ш - коэффициент трения шпалы по балласту.Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил,приложенных к рельсам и определяется по формуле [9]Н1  Yб  Рср  f p ,(2.32)гдеfp – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, fp = 0,25…0,45.Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, отпервых направляющих колес, сила трения Рср  f р принимается со знакомминус.Сдвигающая сила Нш-1, действующая на шпалу от наружного рельса, ипоперечная сила Нш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего) рельса ипрепятствующая сдвигу, определяется по формулам [9]Н ш 1  Yб кГ  l,2Н ш2   Рср  f p где(2.33)кГ  l,2(2.34)кг – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания ирельса в горизонтальной плоскости, м-1.Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле [9]Т сдв  Н ш 1  Н ш  2  Yб  Рср  f р кГ  l2(2.35)При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила,которая определяется по формулеНТ N Т  Lc,R(2.36)где Nт – тормозная сила, т; Lc – расстояние между центрами автосцепок вагона,м.Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига подпоездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих силопределяется по формуле [9]Т удТ сдвкв  l fш2Yб  Рср  f р  к Г  l .2С0  2  Рср После сокращения на l/2 формула примет вид(2.37)п2  С0 / l  2  Рср  к в  f шYб Рср  f р  к Г.(2.38)Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е.

примем n = 1. При этомполучим.2  С0 2  Рср  f ш  к в  YБ  Рср  f p  к Гl(1.55)Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой Р ср оказываетсяв предельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величиныYБ 2  С0к 2  Рср  f ш  В  Рср  f p .l  кГкГПосле деления левой(2.39)и правой части на величину Рср получимпредельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной: YБ 2  С0к 2  fш  В  f р ,кГ Рср  Рср  l  к Г(2.40)где fш – деревянные шпалы на щебне, fш = 0,35…0,40. YБ  YБ.> Рср  РсрПуть можно считать устойчивым, если Расчет:Исходные данные: рельсы Р65 на железобетонных шпалах с эпюрой2000шт./км, балласт щебеночный, состояние пути удовлетворительное( fш=0,45, f p =0,25, C0 =2кН). Радиус кривой 242 м, возвышение наружногорельса h=114 мм, анп = 0,44 м/с2.Характеристика подвижного состава: грузовой поезд, движущийся соскоростью 60 км/ч.

Расчетная тормозная сила Nт=0, 700 и 1000 кН.Расстояние между центрами автосцепок вагонов Lс=13,92 м.У груженого вагона величины боковых сил Yб при расчетном ускорении врасчетных тормозных силах N у загруженного вагона определяем по рис.4.20 1Yб1 =72кНYб2 =97кНYб3 =110кН YБ 221,578 2  0,45  0,25  1,01Р140,360,511,9441,944 ср YБ 172 0,51  1,01Рср 140,36YБ 297 0,69  1,01Рср 140,36YБ 3110 0,78  1,01Рср 140,36 YБ  YБвыполняется, то устойчивость пути против> Рср  РсрТак как условие поперечного сдвига полностью обеспечивается.По результатам расчетов на ЭВМ строим графики зависимостинапряжений в элементах верхнего строения пути от модуля упругости приРст=23,5 т/ось, V=60 км/ч и зависимости напряжений в элементах верхнегостроения пути от статической нагрузки при U=1670 кг/см2, V=60 км/ч.Б ( Кг/см ) Ш ( Кг/см ) Р( Кг/см )2221300115018,010004,0к f ( Р)850ё15,07005503,040012,0 ш  f (Р)2501002,09,0  f (Р)0б6,01,000Р,(т/ось)102330Рисунок 2.4 – График зависимости напряжений в элементах верхнегостроения пути от статической нагрузки при U=1000 кг/см2, V=60 км/ч.Б ( Кг/см ) Ш ( Кг/см ) Р( Кг/см )2227,515,0950,07,014,0940,06,513,0930,06,012,0920,05,511,0910,05,010,0900,04,59,0890,04,08,0880,03,57,0870,03,06,0860,02,55,0800,02,04,0790,01,53,0780,01,02,0770,00,51,0760,000750,0 ш  f (U )р f(U )б f (U )U, кг/см150010002000Рисунок 1.5 – График зависимости напряжений в элементах верхнегостроения пути от модуля упругости при Рст=23 т/ось, V=60 км/ч.Вовсемдиапазонеосевыхнагрузокнапряжениянепревышаютдопускаемых, поэтому возможно применение рельсов типа Р65 на данномучастке.

Напряжения на шпалепод подкладкой изменяется по линейномузакону. Наибольшие напряжения 11,68 кг/см2, что ниже допускаемых пригрузонапряженности. Для снижения напряжений рекомендуется применятьупругие прослойки под подошвой шпалы. Для оценки влияния модуляупругостиподрельсовогооснованиянеобходимовыполнитьотдельныерасчеты.Напряжения на балласте под шпалой и в уровне основной площадки такжеизменяются по линейному закону, наибольшие значения 1,96 кг/см2, что нижедопускаемого.

Для снижения уровня величин напряжений рекомендуетсяукреплятьосновнуюмелкозернистого песка.площадкуземляногополотнапрослойкамиизДля того чтобы выяснить, влияние модуля упругости на значениенапряжения в элементах верхнего строения пути выполнены расчеты призначениях модуля 1000, 1500 и 2000 кг/см2. Эти расчеты позволяют учестьповышение модуля при замерзании зимой и снижения его в результатеприменения различных конструкций.

Все построенные зависимости имеют нелинейный характер. Увеличение модуля ведет к снижению напряжений вкромке подошвы рельса.Напряжения в остальных элементах растут по зависимости близкой кпараболе. Напряжения на шпале меньше допускаемых при модуле 2000 кг/см 2.Напряжения на балласте не превышает допускаемых при модуле 2000 кг/см2.Напряжения на основной площадке меньше допускаемых.2.2.2 Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребняколеса на рельсПри набегании колеса на рельс оно не должнонакатываться своимгребнем на него, т.е. необходимо предотвратить вползание колеса на головкурельса. А если колесо окажется по некоторым причинам приподнятым, тонеобходимо, чтобы оно опустилось вниз [9].JнЦТSша1М1а2НцР1шYpР2рр1РlpF1N1CАF2М2Р2  шN2ВРисунок 2.5 – Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р1-р и Р2-р нагрузка от колес на рельсы; М1 и М2 – моменты, действующие не шейки оси; а1и а2 – расчетные консоли шеек оси; Yр – рамная сила; lр – расстояние от головкирельса до приложенной рамной силы; Jн – центробежная сила; Нц – расстояниеот головки рельса до места приложения центробежной силы; F1 и F2 – силытрения гребня и поверхности катания колес по рельсам; N1 и N2 – реакциирельсов; S1 – расстояние между точками контакта колес с рельсами; Sш расстояние между точками приложения сил к шейкам оси.Моменты действующие на шейки оси определяется по формуле [9]М1  Р1ш  а1 М 2  Р 2ш  а 2 (2.41)Динамическая рамная сила maxYр, приложенная на расстояние lр от точкиконтакта левого колеса с рельсом А.

При этом, согласно [9],обычнопринимают, чтоl p  rk  rш ,(2.42)где rk – радиус колеса, м; rш – радиус шейки оси, м.У грузового вагона lр= 0,475+0,075=0,550 м.Сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельса определяетсяпо формуле [9]F1  f p  N1 ,(2.43)где N1 – нормальная к плоскости реакция рельса А; f p - коэффициент тренияскольжения колеса по рельсу А.Реакция рельса А определяется по формуле [9]N1   P1p  P2P  N2   cos    Yp  F2   sin  ,(2.44)где Р1-р и Р2-р - нагрузка от колес на рельсы; N2 – реакции рельсов; F2 – силытрения гребня и поверхности катания колес по рельсам;τ - угол горизонталью рабочей гранью головки рельса.F2  f p  N2 ,(2.45)гдеf p - коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А;Реакция рельса В определяется по формуле [9]N2 КоэффициентР 2  S1  М 2  М1  Yp  lpS1устойчивостипротив,вползания(2.45)колесанарельсопределяется по формуле [9](Р1р  Р 2р  N 2 )  sin к,F1   Yp  F2   cos (2.46)где N2 – реакции рельса В; Yр – рамная сила; F1 – силы трения гребня иповерхности катания колес по рельсам; τ - угол горизонталью рабочей граньюголовки рельса.При расчетах можно принять угол τ между горизонталью и касательнойкрабочей грани головки рельса в точке касания гребня колеса с рельсомупорной нити для вагонов равным 600.

У четырехосного грузового вагона lр =0,55 м, а1 = 0,264 м, а2 = 0,168 м, fp = 0.25.Вертикальные нагрузки на шейки оси от необрессоренной частиэкипажа определяется по формуле [9]Р1ш  Рст  qк ,(2.47)Р2ш  (Рст  qк )  1  к Д  ,(2.48)где Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н; qк – отнесенный к колесу веснеобрессоренной части экипажа, Н; кД – коэффициент динамики.Непогашенная часть центробежной силы определяется по формулеJн Qкузgn а нп ,(2.49)где Qкуз – вес кузова брутто, Н; g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2; n – числоосей экипажа; анп – непогашенное ускорение.Дополнительная нагрузка определяется по формуле [9]Р Qкуз   Нц  lp g  n  Sш,(2.50)где Нц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова, (угруженного полувагона Нц = 2 м); Sш – расстояние между серединами шеекколесной пары,( у грузового полувагона Sш = 2,036 м);Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагона определяется поформулам:Р1шр   Рст  qк   Рц ;(2.51)Р2шр   Рст  qк   1  к Д   Рц .(2.52)Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельса определяется поформуламР1р  Р1шр  qк  Рст  Рц ;(2.53)Р2р  Р2шр  qк  1  к  .(2.54)Величина непогашенного ускорения определяется по формуле [9]V2h,а нп g3,62  RS1(2.55)где V – скорость движения, км/ч; R – радиус кривой, м; h – возвышениенаружного рельса, м; S1 – расстояние между осями рельсов, S1 = 1,6 м.Расчет:Исходные данные:Рельсы Р65, шпалы железобетонные 2000 шт./км, радиус кривой R=284 м,возвышение наружного рельса h=114 мм.Характеристика грузового вагона.

Характеристики

Список файлов ВКР