Паксеев диплом (1207476), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

мм;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

_кг;

кг;

кг.

К= см^-1

Таблица 1.6 - Значения  и  в зависимости от k l_i для 4х-oсного вагона

кг;

кг;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см².

Полученные в результате расчета напряжения σпр и σб сравниваем с допускаемыми [σпр] и [σб]. В соответствии с [9] принимаем [σпр]=15 кг/см2, [σб] = 3 кг/см2. Данные расчетов не превышают допустимые значения следовательно в уменьшении скорости на данном участке в уменьшении скорости не требуется,следовательно данную конструкцию можно эксплуатировать с установленной скоростью.

Расчетные напряжения изгиба и кручения в рельсах также не превышает предельно допустимого значения определенное по формуле 1.2 _.

Напряжения в балласте под шпалами определяются из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.

кг/см²;

кг/см²;

кг/см²;

кг/см²;

1.2.3 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.

Рисунок 1.3 – 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:

; (1.30)

, (1.31)

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

; (1.32)

, (1.33)

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=0,35

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

, (1.34)

где r_k – радиус колеса, м;

r_ш – радиус шейки оси, м.

У грузового вагона l_р= 0,475+0,075=0,550, м.

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

, (1.35)

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

- коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А.

Реакция рельса А определяется по формуле:

, (1.36)

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:

. (1.37)

Реакция рельса В определяется по формуле:

. (1.38)

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

, (1.39)

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:

, (1.40)

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

(1.41)

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:

, (1.42)

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:

; (1.43)

, (1.44)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле:

, (1.45)

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:

м/с²;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

;

.

Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, при разных тормозных силах N_T=0 кг; N_T=70000 кг; N_T=100000 кг

1.2.4 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 состояние.

Рисунок 1.4 – 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:

, (1.47)

где к_в – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, к_в = 1,578, м^-1;

l – расстояние между осями шпал, м.

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

, (1.48)

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:

, (1.49)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу,

f_p=0,25.

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:

, (1.50)

, (1.51)

где к_г – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной плоскости, м^-1.

(1.52)

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле

, (1.53)

При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, которая определяется по формуле

(1.54)

где N_т – тормозная сила, кг;

L_c – расстояние между центрами автосцепок вагона, м.

Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих сил определяется по формуле

, (1.55)

После сокращения на l / 2 формула примет вид

, (1.56)

Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е. примем n = 1. При этом получим

, (1.57)

Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой Р_ср оказывается в предельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величины

. (1.58)

После деления левой и правой части на величину Р_ср получим предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной

, (1.59)

где f_ш – железобетонные шпалы на щебне, f_ш = 0,45.

Путь можно считать устойчивым, если > .

Расчет:

м/с²;

кг;

кг;

Величины боковых сил Y_б при расчетном ускорении и тормозных силах N_T=0; N_T=70000 кг; N_T=100000 кг

кг;

Характеристики

Список файлов ВКР