Пояснительная_записка (1199188), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Таблица 2.2 Расчетные параметры верхнего строения пути

Продолжение таблицы 2.2

Расчет:

мм;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг.

Ординаты линии влияния изгибающих моментов  и ординаты линии влияния прогибов рельса  в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью показаны в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Значения  и  в зависимости от k l_i для 4х-oсного вагона

V, км/ч	k, см-1	li, см	k li,		
60	0,01	185	1,85	-0,1945	0,1078

кг;

кг;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см².

Полученные в результате расчета напряжения σ_к, σ_ш и σ_б сравнивают с допускаемыми [σ_к], [σ_ш] и [σ_б]. В соответствии с [2] принимаем [σ_к] =1600 кг/см², [σ_ш] = 15 кг/см², [σ_б] = 3 кг/см².

Т.к. полученные результаты не превышают максимально допустимых норм, то данная конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких-либо изменений.

Расчет на прочность при разных состояниях РСШ и повышениии нагрузки на ось приведен в Приложении Б. График зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от скорости при повышении нагрузки на ось для деревянного подрельсового основания представлен на Плакате 1.

1. Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс

При набегании колеса на рельс оно не должно накатываться своим гребнем на него, т.е. необходимо предотвратить вползание колеса на головку рельса. А если колесо окажется по некоторым причинам приподнятым, то необходимо, чтобы оно опустилось вниз по плоскости С-с, наклоненной под углом к горизонту. [2]

На рис. 2.2 изображена расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.

Рис. 2.2 Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе: Р_1-ш и Р_2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р_1-р – полная динамическая вертикальная нагрузка передаваемая от левого колеса на рельс A в точке O; Р_2-р- правая динамическая вертикальная нагрузка, передаваемая от правого колеса на рельс B по кругу катания колеса; М₁ и М₂ – моменты, действующие на шейки оси; а₁и а₂ – расчетные консоли шеек оси; Y_р – рамная сила; l_р – расстояние от головки рельса до приложенной рамной силы; J_н – центробежная сила; Н_ц – расстояние от головки рельса до места приложения центробежной силы; F₁ и F₂ – силы трения гребня и поверхности катания колес по рельсам; N₁ и N₂ – реакции рельсов; S₁ – расстояние между точками контакта колес с рельсами; S_ш - расстояние между точками приложения сил к шейкам оси.

Моменты действующие на шейки оси определяется по формуле:

; (2.17)

, (2.18)

Вертикальные нагрузки на шейки оси от необрессоренной части экипажа определяется по формуле:

; (2.19)

, (2.20)

где Р_ст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н;

q_к – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н;

к_Д – коэффициент динамики, к_Д=0,137

Динамическая рамная сила maxY_р, приложенная на расстояние l_р от точки контакта левого колеса с рельсом А. При этом обычно принимают, что:

, (2.21)

где r_k – радиус колеса, м;

r_ш – радиус шейки оси, м.

По формуле (2.21) расстояние l_p грузового вагона равно

l_p = 0,475+0,075=0,550, м.

Сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельса определяется по формуле:

, (2.22)

где N₁ – нормальная к плоскости C-C реакция рельса А, кг;

- коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А.

Реакция рельса А определяется по формуле:

, (2.23)

где N₂ – вертикальная реакция рельса B, кг;

F₂ – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса B, кг;

- угол горизонталью рабочей гранью головки рельса:

. (2.24)

Реакция рельса В определяется по формуле:

. (2.25)

Коэффициент устойчивости против вползания колеса на рельс определяется отношением сил, препятствующим подъему колеса, к силам вызывающим этот подъем:

, (2.26)

где Y_р – рамная сила, кг.

При расчетах можно принять угол τ между горизонталью и касательной к рабочей грани головки рельса в точке O касания гребня колеса с рельсом упорной нити для вагонов равным 60⁰. У четырехосного грузового вагона l_р = 0,55 м, а₁ = 0,264 м, а₂ = 0,168 м, f_p = 0.25.

Непогашенная часть центробежной силы, приходящаяся на одно колесо, определяется по формуле:

, (2.27)

где g – ускорение силы тяжести, 9,81, м/с²;

n – число осей экипажа;

а_нп – непогашенное ускорение, м/с²;

Q_куз – вес кузова брутто, кг

(2.28)

где Q_бр – грузоподъемность, кг (для 4-осного полувагона Q_бр=91500 кг);

Q_тел – вес тележки ЦНИИ-Х3, кг (Q_тел=4650 кг)

Дополнительная нагрузка определяется по формуле:

, (2.29)

где Н_ц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова (у груженого полувагона Н_ц = 2 м);

S_ш – расстояние между серединами шеек колесной пары (у грузового полувагона S_ш = 2,036 м);

Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов определяется по формулам:

; (2.30)

, (2.31)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле:

, (2.32)

где V – скорость движения, км/ч;

R – радиус кривой, м;

h – возвышение наружного рельса, м;

S₁ – расстояние между осями рельсов, S₁ = 1,6 м.

Величину возвышения наружного рельса принимаем

Расчет:

Q_куз принимаем равной 93 т.

мм;

м/с²;

кН;

кН;

кН;

кН;

кН;

кНм;

кНм.

Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, при разных тормозных силах N_T=0 кг; N_T=700 кН; N_T=1000 кН

Устойчивость колеса грузового вагона гарантируется при коэффициенте устойчивости к ≥ 1,3, в данном случае гарантированная устойчивость обеспечена.

1. 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 состояние. [2]

Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути:

Р₁ и Р₂ – нагрузка от колеса на рельсы; Y_б – боковая сила на упорный рельс; Q₁ и Q₂ – давление рельсов на шпалу; Н_ш-1 и Н_ш-z – поперечные силы, действующие на шпалу от двух рельсов; С₀ – начальное сопротивление смещению шпалы; F_тр – сила трения шпалы по балласту; f_р – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Из расчета на прочность известно [2], что:

, (2.33)

где к_в – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, к_в = 0,991, м^-1;

l – расстояние между осями шпал, м.

Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечному перемещению в балласте определяется по формуле:

, (2.34)

где С₀ – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствии вертикальной нагрузки, С₀ = 200 кг;

F_тр – сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки, кг;

- коэффициент трения шпалы по балласту.

Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил, приложенных к рельсам и определяется по формуле:

, (2.35)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, от первых направляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.

Поперечная сдвигающая сила Н_ш-1, действующая на шпалу от наружного рельса, и поперечная сила Н_ш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего) рельса и препятствующая сдвигу, определяется по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР