Диплом Макеев (1207444), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Увеличение статической нагрузки с 115 кН(23 т/ось) до 150 кН (30 т/ось) повышает уровень напряжений в элементахверхнего строения пути в 1,23 раза. Напряжения в элементах верхнегостроения пути с увеличением статической нагрузки увеличиваются.На рисунке 1.3 приведены графики зависимостей напряжений в элементах верхнего строения пути от модуля упругости (100, 150 и 200 МПа).При повышении модуля упругости кромочные напряжения в подошверельса к уменьшаются в 1,08 раза, а напряжения в прокладке ш и в балласте под шпалой б увеличиваются в 1,22 раза.Расчетные величины напряжений в элементах верхнего строения путине превышаю оценочных критериев прочности.Лист24Рисунок 1.2 – Графики зависимостей напряжений в элементах верхнего строения путиот статической нагрузкиЛист25Рисунок 1.3 – Графики зависимостей напряжений в элементах верхнего строения путиот модуля упругостиЛист261.2.3 Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребняколеса на рельсПри набегании колеса на рельс оно не должно накатываться своимгребнем на него, т.е.

необходимо предотвратить всползание колеса наголовку рельса. Если колесо приподнято по каким-либо причинам, необходимо, чтобы оно опустилось вниз по плоскости С-С, наклоненной подуглом к горизонту (рисунок 1.4) [4].М1JнSша1YрР1-шЦТa2Р Р2-шHцРM221lрF1CAN10cF2τN2BS1Р1-р и Р2-р – нагрузка от колес на рельсы; Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейкиоси колесной пары; М1 и М2 – моменты, действующие на шейки оси; а1 и а2 – расчетные консоли шейки оси;Yр – рамная сила; lр – расстояние от головки рельса доприложения рамной силы; Iн – центробежная сила; Нц – расстояние от головки рельса до приложения центробежной силы; N1 и N2 - реакции рельсов;Рисунок 1.4 - Расчетная схема для определения устойчивости колеса на рельсеКоэффициентом устойчивости называется отношение всех сил, препятствующих подъему колеса, к силам, вызывающим этот подъем.

Силыподъема колеса действуют в плоскости С-С и направлены вверх, в сторону, обратную соскальзыванию гребня, а силы сопротивления действуют в этой же плоскости, но направлены вниз, в сторону соскальзывания гребня по рабочей грани головки. Силы подъема колеса действуютв той же плоскости, но направлены вверх, в сторону, обратную соскальзыванию гребня.Лист27Рассмотрим условие предельного равновесия колесной пары, когдалевое колесо на рельсе А несколько приподнялось и опирается на рабочую грань головки рельса своим гребнем в точке О.На расчетной схеме вертикальная нагрузка от кузова на колеснуюпару представлена силами Р1-ш и Р2-ш , которые в статике принимаютсяравными.

При движении происходит уменьшение или увеличение вертикальных нагрузок от колебаний кузова на рессорах. Появление дополнительных сил равновероятно на правой и левой стороне колесной пары.Рекомендуется определять вертикальные нагрузки на шейки оси отобрессоренной части экипажа в прямом участке пути по формуламP1-ш = Pст - qk ,P2-ш = (Pст - qk )(1+k д ) ,(1.40)(1.41)где kд – коэффициент динамики (табл.4.5)[4];Рст – статическая нагрузка от колеса на рельс, Н;qk – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н.Величина непогашенного ускорения определяется по формулеV2hаНП =-g,23,6 R S1(1.42)где V – скорость движения, км/ч;R – радиус кривой, м;h – возвышение наружного рельса, м;S1 – расстояние между осями рельсов, S1=1,6 м.Непогашенная часть центробежной силы, приходящаяся на одно колесо, и дополнительная нагрузка определяются по формулеIH =ΔP =QкузgnaНП ,Qкуз (Нц -Ip )gnSш(1.43)аНП ,(1.44)где Qкуз – вес кузова вагона брутто, Н (табл.4 .38),[4];g– ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с;Лист28n – число осей экипажа;Нц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжестикузова (для груженого полувагона Нц =2 м);Sш – расстояние между серединами шеек колесной пары,Sш=2,036м;lp – расстояние от точки приложения силы Yp до точки контактагребня колеса с рабочей гранью рельса lp =0,55 м.Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагонаP1-шр = (Pст - qk )+ ΔPц ,(1.45)P2-шр = (Pст - qk )(1+k д ) - ΔPц .(1.46)Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов:P1-p = P1-шp + qk = Pст + ΔPц ,(1.47)P2-p = P2-шр + qk (1+k) .(1.48)Реакция рельса А определяется по формулеN1 = (P1-p +P2-p -N2 )cosτ +(Yp +F2 )sinτ ,(1.49)где F2 – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головкирельса В:F2=fp N2(1.50)Реакция рельса В определяется, какN2 =Р2S1 +М2 -М1 - YрlрS1.(1.51)Коэффициент устойчивости против всползания гребня колеса нарельс определяется отношением сил, препятствующих подъему колеса,к силам вызывающим этот подъем:k=(Р1р +Рр2 -N2 )sinτ.F2 +(Yр +F1 )cosτ(1.52)Выполним расчеты для следующих исходных данных:- шпалы железобетонные 2000 шт/км;- кривая радиусом R=587 м;- возвышение наружного рельса h=100 мм;Лист29- скорость движения V=80 км/ч.Характеристика грузового вагона:- масса брутто Qбр=92,0 т;- масса кузова с грузом Qкуз= 84,4 т;- необрессоренный вес, приходящийся на одно колесо, qk=9,95 кН$- высота центра тяжести кузова Нц=2 м;- диаметр колеса 0,95 м;- радиус шейки оси 0,075 м;- расстояние до приложения рамной силы lp=0,55 м.Расчет выполним в режиме тяги и торможения тяжеловесного поездас продольной тормозной силой 0; 700 и 1000 кН.8020.100анп =9.81= 0.23 м/с 223,6 × 5871.600ΔPц =kд =84.4×10×(2 - 0.55)0.23 = 3.52 кН9.81× 4×2.036PpPст - q=200 10 +16×10-4 ×802 11500 - 995= 0.39P1-шр=(115-9,95)+3,52=108,57 кНP2-шр=(115-9,95)(1+0,39)-3,52=142,50 кНР1-р=115+3,52=118,52 кНР2-р=142,50+9,95(1+0,39)=156,33 кНВеличины моментов: М1= P1-шр ×а1, М2= P2-шр ×а2M1=108,57∙0,264=28,66 кН∙мM2=142,50∙0,168=23,94 кН∙мОпределим реакцию рельса В при трех величинах рамной силы, которые получим из рис.

4.20 [4] при ускорении анп=0,23 м/с2:Yp-1=41 кН; Yp-2=66 кН; Yp-3=82 кН;N2-1=(156,33∙1,564+23,94-28,66-41∙0,55)/1,564=138,89 кНN2-2=(156,33∙1,564+23,94-28,66-66∙0,55)/1,564=130,10 кНN2-3=(156,33∙1,564+23,94-28,66-82∙0,55)/1,564=124,48 кНСилы трения F2 при трех значениях Yp:Лист30F2-1=0,25∙138,89=34,72 кН,F2-2=0,25∙130,10=32,53 кН,F2-3=0,25∙124,48=31,12 кН,Реакция рельса А:N1-1=(118,52+156,33-138,89)cos60°+(41+34,72)sin60°=133,56 кНN1-2=(118,52+156,33-130,10)cos60°+(66+32,53)sin60°=157,70 кНN1-3=(118,52+156,33-124,48)cos60°+(82+31,12)sin60°=173,15 кНСила трения F1 равна:F1-1=0,25∙133,56=33,39 кНF1-2=0,25∙157,70=39,43 кНF1-3=0,25∙173,15=43,29 кНКоэффициенты устойчивости колеса на рельсе:k1=(118,52+156,33-138,89)sin60/(33,39+(41+34,72)cos60)=1,65k2=(118,52+156,33-130,10)sin60/(39,43+(66+32,53)cos60)=1,41k3=(118,52+156,33-124,48)sin60/(43,29+(82+31,12)cos60)=1,30Вывод: Устойчивость колеса грузового вагона обеспечивается привсех трех режимах ведения поезда, т.к.

k≥1.3.1.2.4 Расчет устойчивости против поперечного сдвига путиПоперечный сдвиг рельсошпальной решетки под поездом являетсяпрямой угрозой безопасности движения поездов. При неблагоприятныхсочетаниях воздействующих на путь вертикальных и горизонтальныхпоперечных сил может произойти поперечный сдвиг рельсошпальнойрешетки по балласту, особенно загрязненному или в талом состояние [4].При максимальной вероятной поперечной силе Yб в расчетах на устойчивость против поперечного сдвига рельсошпальной решетки приняты средние значения вертикальных нагрузок, т.

е. Р1=Р2=Рср. Отсюда иQ1=Q2=Qср. Расчетная схема приведена на рисунке 1.5.Лист31P1P2Рср fрYбQ1Q2Hш-1С0Hш-2FтрР1 и Р2 - нагрузка от колес на рельсы; Yб – боковая сила; Q1 и Q2 – давлениерельсов на шпалу; Нш-1 и Нш-2 – поперечные силы, действующие на шпалу от двухрельсов; С0 – начальное сопротивление смещению шпалы; Fтр – сила трения шпалыпо балласту; fр – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.Рисунок 1.5 - Расчетная схема определения поперечной устойчивости путиВертикальное давление от рельса на шпалу определяется:Q=klPср ,2(1.53)где k – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, м-1;l – расстояние между осями шпал, м.Удерживающая от сдвига шпалу силаT = C0 + 2Qfш = C0 + 2Pсрklfш ,2(1.54)где fш – коэффициент трения шпал о балласт;С0 – начальное сопротивление смещению шпалы при отсутствиивертикальной нагрузки.Полная горизонтальная нагрузка на путьН1=Yб ± μтр,(1.55)где μтр – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.Сдвигающая шпалу сила, передающаяся от направляющего рельсаHш1 = Yk гl,2(1.56)и сдвигающая сила, передающаяся от противоположного колеса тойже колесной парыHш2 = -Pсрμтрk гl,2(1.57)Лист32где kг – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной плоскости, м-1.Следовательно, итоговая сдвигающая шпалу силаHш = Hш1 +Hш2 = (Y -Pсрμтр )k гl,2(1.58)Отношение удерживающей силы к сдвигающей дает коэффициентзапаса устойчивости против сдвигаklfшT2n==,Hш (Y - P μ ) k гlср тр2C0 + 2Pср(1.59)Предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной как условие обеспечения против поперечного сдвига пути Yб  2С0k+ 2fш +μтр , =kг Pср  Pсрlk г(1.60)где С0 – коэффициент, зависящий от степени уплотнения, загрязненности и влажности балласта, С0=2…6кН;μтр – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу при повороте в горизонтальной плоскости, μтр =0,25…0,45;Так коэффициент относительной жесткости kг для пути с рельсамиР65 на железобетонных шпалах находится по формулеkг = 4Uг.4EIг(1.61)Расчеты выполним для следующих исходных данных:- рельсы Р65 на железобетонных шпалах с эпюрой 2000шт/км;- балласт щебеночный, состояние пути удовлетворительное (fш=0,45,fр =0,25, Со=4 кН);- участок пути – кривая радиусом R=587 м, возвышение наружногорельса h=100 мм.Характеристика подвижного состава: грузовой поезд, движущийся соскоростью V=80 км/ч, расстояние между центрами автосцепок вагоновLc=13,92 м, Рср=145,36 кН.Лист33Расчеты проводим при тормозной силе Nт=0, 700 и 1000 кН.8020.100анп =9.81= 0.23 м/с 223,6 × 5871.600Величины боковых сил Yб при расчетном ускорении о расчетныхтормозных силах N у загруженного вагона определяем по рис.

4.20 [4]Yб-1=68 кН, Yб-2=95 кН, Yб-3=108 кНkг = 4U16704== 0,024520 см-1 = 2,4520 м-1664×2.1×10 ×Jг4×2,1×10 ×550kв = 4U1670=4= 0,015778 см-1 =1,5778 м-1664×2.1×10 ×Jв4×2,1×10 ×3208 Yб 2× 41.5778+ 2×0.45+ 0.25 = 0.97 =2.4520 Pср  145.36×0,5×2.452Yб-1= 68/145,36=0,47PсрYб-2= 95/145,36=0,65PсрYб-3= 108/145,36=0,74Pср YБ Y > Б выполняется, то устойчивостьРср Рср Вывод: Так как условие пути против поперечного сдвига полностью обеспечивается.Лист342 ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ И ПЛАН ПУТИ2.1 Требования, предъявляемые при проектировании профиля ипланаПродольный профиль главных и станционных путей при производстве работ по капитальному ремонту пути должен быть выправлен, какправило, при сохранении руководящего уклона.Выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов по нормативам, представленным втабл.

Характеристики

Список файлов ВКР