Диплом Пойманов (1207486), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Дляопределения влияния соседних колес тележки (  Pср и  Pср ) на величинусоответственно изгибающего момента М и нагрузки на шпалу Q следуетвыбрать расчетную ось.Для определения расчетной оси каждое колесо из группы колес поочередно принимается за расчетное, остальные колеса в это время считаютсясоседними.Максимальные напряжения в элементах верхнего строения пути определяются по формулам:- в подошве рельса от его изгиба под действием момента М:0 PIM экв ,Wп 4kWп(1.20)- в кромках подошвы рельса:IPэкв k  f л  f,4kW(1.21)- в шпале на смятие под подкладкой (при деревянной шпале) и впрокладке при железобетонной шпале:Лист17ш Qklш IIPэкв ,2(1.22)- в балласте под шпалой:б klQII ш Pэкв 2,(1.23)где Wп – момент сопротивления рельса относительно его подошвы, см3; f –коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве рельса к кромочным, учитывающий действие горизонтальных нагрузок на рельс и эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки;  – площадь рельсовой подкладки, см2;   – площадь полушпалы с учетом поправки на ее изгиб, см2 .Расчетная формула для определения нормальных напряжений  h вбалласте (в том числе и на основной площадке земляного полотна) на глубине Н от подошвы шпалы по расчетной вертикали имеет вид:бh  бh1  бh2  бh3 ,(1.24)где б h и б h – напряжения от воздействия соответственно 1-ой и 3-ей13шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы; б h – напряжения от2воздействия 2-ой шпалы (расчетной) в сечении пути под расчетным колесом.Нормальные напряжения в балластном слое и на основной площадкеземляного полотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении пути под расчетным колесом.

Расчетное колесо располагается понаправлению оси шпалы.Напряжение от воздействия расчетной шпалы в сечении пути под колесом, кгс/ см², определяется по формуле:бh2   0,635mC1  1,275(2  m)C2  б ,(1.25)где χ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределениядавления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки.

Дляпути с железобетонными шпалами χ =0,7; m – переходный коэффициентот осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению подЛист18осью шпалы, при m <1 принимается m = 1, при при m >2 принимаетсяm=2,m8,91,ббр  4,35(1.26)C1, С2 – коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h. Для железобетонных шпал b=27,5 см.C1 bb3,2h 24h 3(1.27)C2 bh,b  4h 2(1.28)2где  б – расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении,кг/см2;бh1  Б1 А ,(1.29)бh3  Б3 А ,(1.30)где A – коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l ш , ширину шпалы b и глубину h и определяется по формуле:А  1   2  0,5(sin 21  sin 2 2 ) ,(1.31)Углы 1 и  2 (в радианах) между вертикальной осью и направлениями откромки шпалы до расчетной точки (рисунок 1.1) определяются по формулам:1  arctglш  0,5b,h(1.32) 2  arctglш  0,5b,h(1.33) б1 ,  б 3 – средние значения напряжений по подошве соседних с рас-четной шпал, кг/см².Приведенные формулы применимы при h  15 см.Лист19l1l2l1+lшlш+l1+l2lшРдинРсрРсрhОРисунок 1.1 – Учет нагрузок от осей экипажа при определении напряженийна основной площадке земляного полотнаНапряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяются по формуле:бб1 klш IIPэкв б1 ,2IImaxPэквб1  Pдин  lш  Pср ( 2  3 ) ,бб 3 klш IIPэкв б 3 ,2IImax Pэквб 3  Pдин  lш  Pср ( 2  3 ) ,(1.34)(1.35)(1.36)(1.37)где  l – ордината линии влияния перерезывающей силы;  i – то же пришдвухосной тележке - 1 при х = l1 + lш ,  2 =0; при трехосной тележке - 1 прих = l1 - lш ,  2 при х = l2 + lш;  i – то же при двухосной тележке - 1 при х = l1- lш,  2 =0; при трехосной тележке - 1 при х = l1+ lш ,  2 при х = l2 - lш .Исходные данные для расчета: подвижная нагрузка локомотив 2ТЭ10В,V=60 км/ч, кривая R=290 м, шпалы железобетонные.Ppmax =109×(7,9 +8,0×10-4 ×602 ) =1175 кг,Pср =11500 +0,75×1175 =12381 кг,S p = 0,08×1175 = 94 кг,к=41100-1= 0,014214 см ,64×2,1×10 ×3208Лист20Sнп = 0,565×10-8 ×0,931×0,87×0,322×1×51Sинк = 0,735×0,403×Sннк =11002230 ×12381×60 = 733,40 кг,0,0142141100×0,047 =1077,37 кг0,0142140,052×0,403×1100×602 22301052 0,014214×1100 - 3,26×0,0142142 ×2230= 94,4 кгS = 942 +733,402 +0,95×94,42 +0,05×1077,372 = 783,08 кгmaxPдин=12381+ 2,5×783,08 =14338,7 кг2ТЭ10В, трехосная тележка, колесная формула 185-185, т.е.

L1= L2=Lmin=185 см, L0 = 370 см, Pср =12800 кг при скорости 60 км/ч, к =0,014214 см1maxPдин=14338,7 кг.х=3,14= 55 см <185 см , следовательно за расчетную ось при рас4×0,014214чете PэквI принимаем первую ось.х=3×3,14=165,7 см <185 см , следовательно за расчетную ось при4×0,014214расчете PэквII принимаем первую ось.Тогда для второй оси тележки KL1 = 0,014214×185 = 2,63 и ординаты линийвлияния имеют значения  2 =-0,0982 и  2 =-0,0276; для третьей осиK ( L1  L2 ) = 0,014214×370 = 5,26 соответственно  3 =0,0073 и  3 =0,0019;IPэкв=14338,7 +(-0,0982+0,0073)×12381=13213,3 кгIIPэкв=14338,7 +(-0,0276 +0,0019)×12381=14020,5 кг0 =13213,32= 557,3 кг/см4×0,014214× 4172 k =1,64×557,3 = 914 кг/смш =0,014214×512×14020,5 = 9,81 кг/см2×518б =0,014214×512×14020,5 =1,64 кг/см2×309227,5 27,53C1 == 0,2252×60 24×603Лист21C2 =27,5×60= 0,10927,52 + 4×602m=8,9=1,49 >11,64 + 4,35 h = 0,7×0,635×1,49×0,225 +1,275×(2 -1,49)×0,109 ×1,64 = 0,32 кг/см221 = arctg51+ 0,5×27,5= 0,823 рад602 = arctg51- 0,5×27,5= 0,555 рад60А = 0,823 - 0,555+0,5×(sin2×0,823 - sin2×0,555) = 0,273 радIImaxPэквб1  Pдин  lш  PсрiKlш = 0,014214×51= 0,72 , следовательно  l =0,6869;ш 2 при х = 185+51=236 см, 3 =0Kl1 = 0,014214×236 = 3,35 ,  2 =-0,0414IIPэквб1 =14338,7×0,6869 +12381(-0,0414 +0) = 9336,7 кг Б1 =0,014214×512×9336,7 =1,09 кг/см2×3092 2 при х = 185-51=134 см 3 =0Kl1 = 0,014214×134 =1,90 ,  2 =0,0932IIPэквб 3 =14338,7×0,6869 +12381(0,0932+0) =11003,2 кг Б3 =0,014214×51211003,2 =1,29 кг/см2×3092h =0,7×0,255×1,09 = 0,062 кг/см23,14h =0,7×0,255×1,29 = 0,073 кг/см23,1413 h = 0,062+0,367 +0,073 = 0,502 кг/см2Для четырехосного вагона на тележках ЦНИИ-ХЗ-0 в кривой радиусом 290 м произведены расчеты напряжений в рельсе, под шпалой, вЛист22балласте и на основную площадку земляного полотна на ЭВМ.

Результаты расчетов приведены в Приложении. Графики зависимости напряжений от модуля упругости, статической нагрузки при скорости движения60 км/ч в кривой радиусом 290 м предGjставлены на рисунках 1.2, 1.3.1.2.3 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) [5].Коэффициентом 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.Рассмотрим 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 рисунке 1.4 показаны внешние силы и моменты, действующие на рельсы.Рекомендуется определять вертикальные нагрузки на шейки оси отобрессоренной части экипажа в прямом участке путиP1ш  Pст  qkP2ш  ( Pст  qk )(1  k д )(1.38)(1.39)где к Д – коэффициент динамики; Pст – статическая нагрузка от колесана рельс, Н; q k – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н.Лист23Рисунок 1.2 – Графики зависимостей напряжений в элементах верхнего строенияпути от модуля упругостиЛист24Рисунок 1.3 – Графики зависимостей напряжений в элементах верхнего строенияпути от статической нагрузкиЛист25М1а1YрР1-шЦТJнSшa2Р Р2-шHцРM221lрF1CAN10F2τN2BS1cР1-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 определения устойчивости колеса на рельсеВеличина непогашенного ускорения определяется по формулеа НП V2hgS13,6 2 R(1.40)где V – скорость движения, км/ч; R – радиус кривой, м; h – возвышениенаружного 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 P Qкузgn(1.41)aНПQкуз ( Н ц  I p )gnS ша НП(1.42)где Qкуз – вес кузова вагона брутто, Н; g – ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с; n – число осей экипажа; H ц – расстояние от уровня головокрельсов до центра тяжести кузова (для груженого полувагона H ц =2 м);S ш – расстояние между серединами шеек колесной пары, S ш =2,036м; l р –Лист26расстояние от точки приложения силы Yр до точки контакта гребня колеса с рабочей гранью рельса l р =0,55 м.Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагона:P1шр  ( Pст  qk )  Pц(1.43)P2шр  ( Pст  qk )(1  k д )  Pц(1.44)Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов:P1 p  P1шp  qk  Pст  Pц(1.45)P2 p  P2шр  qk (1  k )(1.46)Реакция рельса А определяется по формуле:N1  ( P1 p  P2 p  N 2 ) cos   (Y p  F2 ) sin (1.47)где F2 – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головкирельса В:F2  f р N 2.(1.48)Реакция рельса В определяется, какN2 Р2 S1  М 2  М 1  Yрl рS1.(1.49)Коэффициент устойчивости против всползания гребня колеса нарельс определяется отношением сил, препятствующих подъему колеса,к силам вызывающим этот подъем:( Р1р  Р2р  N 2 )sin k.F1  (Yр  F2 ) cos (1.50)Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс проведем при следующих исходных данных: рельсы Р65;шпалы железобетонные 2000 шт/км; радиус кривой R=290 м; возвышение наружного рельса h=110 мм; скорость движения V=60 км/ч.Характеристика грузового вагона: масса брутто Qбр =92,0 т, масса кузова с грузом Qкуз = 84,4 т, необрессоренный вес, приходящийся на одноколесо, q k =9,95 кН, высота центра тяжести кузова H ц =2 м, диаметр ко-Лист27леса 0,95 м, радиус шейки оси 0,075 м, расстояние до приложения рамной силы l p =0,55 м.Расчет проводится в режиме тяги и торможения тяжеловесного поезда с продольной тормозной силой 0; 700 и 1000 кН.а нп =6020.110- 9.81= 0.28 м/с 223,6 × 2901.600ΔPц =84.4×10×(2 - 0.55)0.28 = 4.29 кН9.81× 4×2.036kд =PpPст - q=200 10 +16×10-4 ×602 11500 - 995= 0.30P1-шр =(115-9,95)+4,29=109,34 кНP2-шр =(115-9,95)(1+0,30)-4,29=132,28 кНP1-p =115+4,29=119,29 кНP2-p =132,28+9,95(1+0,30)=145,22 кНВеличины моментов: M1  P1шр  а1 , M2  P2шр  а 2M1=109,34∙0,264=28,87 кН∙мM2=132,28∙0,168=22,22 кН∙мПри ускорении a нп =0,28 м/с2 рамные силы составят: Yp-1=44 кН; Yp2=68кН; Yp-3=85 кН [5, рис.

Характеристики

Список файлов ВКР