ДИПЛОМ Михоношин АЮ (1207144), страница 3
Текст из файла (страница 3)
На рис. 1.11 представлена схема комплектации узла рельсового скрепления ЖБР-65ПШМ
Рис. 1.11.Схема комплектации узла рельсового скрепления ЖБР-65ПШМ
Скрепления ЖБР65ПШМ предназначены для работы на грузонапряженных участках с большими уклонами и кривыми малого радиуса. Новые подкладочные скрепления более металлоемки, но гораздо экономичнее в производстве, имеют меньшее количество деталей, реже ломаются и проще в эксплуатации.
2. РАСЧЕТ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ НА ПРОЧНОСТЬ
2.1 Цели и исходные предпосылки расчета
Методика содержит способы практического расчета нагрузок и напряжений в элементах верхнего строения пути от воздействия на него подвижного составах[6]. Результаты этих расчетов применяются для:
1. установления условий обращения нового или модернизированного подвижного состава самостоятельно или в комплексе с результатами испытаний и других исследований;
2. проведения технико-экономических расчетов по выбору параметров основных элементов верхнего строения пути для заданных условий эксплуатации;
3. расчетов по установлению рациональных скоростей движения подвижного состава в различных условиях эксплуатации.
Все многообразие сил, действующих на путь, сводится к следующим основным расчетным схемам их приложения:
- вертикальные силы;
- горизонтальные поперечные (боковые) силы.
Определение горизонтальных продольных сил в плетях бесстыкового пути производится согласно "Технических указаний по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути".
2.2 Оценочные критерии прочности пути
В качестве оценочных критериев прочности пути были приняты:
[бк] - допускаемые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава;
[бш] - допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпалах (прокладках на железобетонных) под подкладками, осредненные по площади подкладки;
[бб] - допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне;
[бз] - допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне.
На рис. 2.2 приведена схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основании пути
Рис. 2.1 Схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основание пути.
Нормы (оценочные критерии) допустимого воздействия подвижного состава на железнодорожный путь приняты в соответствии с ГОСТ Р 55050-2012 с изм. от 01.10.2014 «Железнодорожный подвижной состав.
Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний» [7] представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Оценочные критерии прочности пути
| Наименование показателя | Тип железнодорожного подвижного состава | ||||||||||||
| локомотивы | вагоны | ||||||||||||
| кг/см² | МПа | кг/см² | МПа | ||||||||||
| допускаемые динамические напряжения растяжения в кромке подошвы рельса в кривых и прямых участках железнодорожного пути [бк] | 2400 | 240 | 2400 | 240 | |||||||||
| допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпалах (прокладках на железобетонных) под подкладками, осредненные по площади подкладки [бш] | 22 | 2,2 | - | - | |||||||||
| допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне [бб] | 5 | 0,5 | 5 | 0,5 | |||||||||
| допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне [бз] | 1,2 | 0,12 | 0,8 | 0,08 | |||||||||
2.3 Оценка напряжений при проходе локомотивов
Производим расчет оценки напряжений верхнего строения пути при проходе локомотива в прямом и кривом участке пути по двум вариантам. Расчет производим в программе «SYGMA 2003» по исходным данным. Исходные данные для двух вариантов приведены в таблице 2.2; 2.3
2 варианта расчета оценки напряжения при проходе локомотива:
Таблица 2.2
Исходные данные для расчета оценки напряжений при проходе Грузового локомотива на прямом участке пути
| Исходные данные 1-го варианта | |
| Участок пути | прямой |
| Локомотив | 3ТЭ10М |
| Тип рельса | Р65 |
| Износ рельса | 6 |
| Модуль упругости | 1500 |
| Эпюра шпал | 1840 |
| Тип шпал | железобетонные |
| Тип балласта | щебень |
Таблица 2.3
Исходные данные для расчета оценки напряжений при проходе Грузового локомотива на кривом участке пути
| Исходные данные 2-го варианта | |
| Участок пути | кривой |
| Rmin | 300 |
| Локомотив | 3ТЭ10М |
| Тип рельса | Р65 |
| Износ рельса | 6 |
| Модуль упругости | 1670 |
| Тип шпал | Железобетонные |
| Эпюра шпал | 2000 |
| Тип балласта | щебень |
| Толщина балласта | 40 |
Допускаемые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава. График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса приведен на рис 2.2.
Рис. 2.2. График зависимости напряжений от скорости, в кромке подошвы рельса
Из графика видно, что скорость и напряжение растяжения в кромке подошвы рельса линейно зависимы, вследствие чего при увеличении скорости увеличивается напряжение.
При скорости 90 км/ч напряжение растяжения в прямом участке пути составляет 816,05 кг/см
, в кривом участке пути составляет 774,79 кг/см , что меньше допускаемого значения бк - 2400 кг/см . Применяемый рельс типа Р - 65 соответствует условиям эксплуатации для локомотива 3ТЭ10М. Напряжение в кривом участке пути выше, чем в прямом участке пути, по причине того что рельс испытывает дополнительные нагрузки в продольном профиле и плане пути.
Произведен расчет допускаемого напряжения на смятие в прокладке под подкладкой при железобетонной шпале, осредненные по площади подкладки. График зависимости напряжений на смятие в прокладке при железобетонной шпале приведен на рис. 2.3.
Рис. 2.3. График зависимости напряжений от скорости на смятие в прокладке при железобетонной шпале
Из графика видно, что скорость и напряжение на смятие в прокладке под подкладкой при железобетонной шпале линейно зависимы, вследствие чего при увеличении скорости увеличивается напряжение. При скорости 90 км/ч напряжение растяжения в прямом участке пути составляет 12,99 кг/см , в кривом участке пути составляет 12,00 кг/см , что меньше допускаемого значения [бш] – 22 кг/см . Напряжение в кривом участке пути меньше, чем в прямом участке пути ввиду того, что эпюра шпал в кривой составляет 2000 шт./км (в прямом – 1840 шт./км), тем самым напряжение распределяется более равномерно
Произведен расчет допускаемого напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне. График допускаемого напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне приведен на рис. 2.4.
Рис. 2.4. График зависимости напряжения от скорости на сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне
По графику видно, что напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне также изменяются по линейному закону и не превышают допускаемого значения 5,0 кг/см
, что соответствует условиям эксплуатации.
Произведен расчет допускаемого напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне и приведен в виде графика на рис. 2.5
Рис. 2.5. График зависимости напряжений от осевой нагрузки сжатия на основной площадке земляного полотна
По графику видно, что напряжения в прямом и кривом участке пути также изменяются по линейному закону и не превышают допускаемого значения 0,73 кг/см , что соответствует условиям эксплуатации. Состояние основной площадки земляного полотна в подрельсовой зоне полностью соответствует условию эксплуатации.
2.4 Оценка напряжений при проходе грузовых вагонов
Выполнен расчет напряжений верхнего строения пути при проходе грузовых 4-х осных вагонов при разных значениях осевой нагрузки и разных скоростях движения в прямом участке пути по пяти вариантам. Расчет произведен в программе «SYGMA 2003» по исходным данным. Исходные данные для все трех типов нагрузки (Рос - 25 т/ось, Рос - 27 т/ось, Рос - 30 т/ось) приведены в таблице 2.4:
Таблица 2.4
Исходные данные для расчета оценки напряжений при проходе грузовых вагонов
| Участок пути – прямой |
| Вагоны – 4-х осные ЦНИИ - Х3 |
| Тип рельса – Р-65 |
| Износ рельса – 6 мм |
| Модуль упругости U – 1500 кг/см² |
| Тип шпал – железобетонные |
| Эпюра шпал – 1840 шт./км |
| Тип балласта – щебень |
| Участок пути – прямой |
График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса при разных осевых нагрузках приведен на рис. 2.7.
Рис. 2.7. График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса
Из графика видно, что при рассматриваемых скоростях 50 км/час, 70 км/час, 90 км/час и осевых нагрузках от 23 до 30 т/ось, применяемый тип рельсов Р-65 соответствует условиям эксплуатации и не превышает допускаемого значения в 2400 кг/см .
На рис. 2.8. представлен график зависимости напряжений от скорости, на смятие в прокладке при железобетонной шпале при разных осевых нагрузках
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
