пз_С_А_Королёв (1207533), страница 4
Текст из файла (страница 4)
(1.27)
Углы и
, радиан, определяются по формулам
, (1.28)
где и
– средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпалы, кг/см2.
Напряжения в балласте под соседними с расчетными шпалами определяется из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.
, (1.29)
где ηlш– ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=lш;
–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l1+ lш;
–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l1–lш;
Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем вагоны 4-осные на тележках ЦНИИ-ХЗ. Характеристики 4-осного вагона приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Характеристики 4-осного вагона
Тип и серия подвижного состава | Рст,кг | qк , кг | Ж, кг/мм | d, см | n,шт | fст, мм | Li, см | l0 | Vконстр. км/ч |
4-осные на тележках ЦНИИ-ХЗ | 11000 | 995 | 200 | 95 | 2 | 48 | 185 | 675 | 120 |
Характеристика пути:
Рельсы типа Р65 новые; шпалы железобетонные; эпюра шпал в кривой - 2000 шт/км; радиус кривой R = 412 м; балласт щебеночный, толщина под шпалой 0,40 м; толщина песчаной подушки 0,20 м.
Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути сведены в
таблице 1.5.
Таблица 1.5 - Расчетные параметры верхнего строения пути
Наименование расчетных параметров | Условное обозначение | Единица измерения | Величина | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||
Приведенный износ | hпр | мм | 6 | ||||
План линии | R | м | 412 | ||||
Модуль упругости подрельсового основания | U | кг/см2 | 1670 | ||||
Коэффициент относительной жесткости рельсового основания | K | см -1 | 0,014 | ||||
Момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси | Jв | см4 | 3208 | ||||
Расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса. | Zг | см | 9,71 | ||||
Zп | см | 7,69 | |||||
Ширина головки и подошвы рельса. | bг | см | 7,5 | ||||
bn | см | 15 | |||||
Момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве. | Wn | см3 | 417 |
Окончание таблицы 1.5
Коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути. | L | - | 0,261 |
Коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы подвижного состава, приходящегося на одно колесо, и массы пути, участвующих во взаимодействии. | α0 | - | 0,403 |
Расстояние между осями шпал. | lш | см | 51 |
Площадь рельсовой подкладки. | ω | см2 | 518 |
Площадь полушпалы с поправкой на изгиб. | Ωα | см2 | 3092 |
Расчет:
мм;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
К=
см-1
Таблица 1.6 - Значения и в зависимости от k li для 4х-oсного вагона
V,км/ч | k, см-1 | li, см | k li, | | |
60 | 0,014 | 185 | 2,59 | -0,1033 | -0.0246 |
кг;
кг;
кг/см2;
кг/см2;
кг/см2;
кг/см2;
кг/см2.
Полученные в результате расчета напряжения σпр и σб сравнивают 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.
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.
Т.к. полученные результаты не превышают максимально допустимых норм то данная конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких-либо изменений.
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.
Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р1-р – полная динамическая вертикальная нагрузка передаваемая от левого колеса на рельс A в точке O; Р2-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; Yр – рамная сила; lр – расстояние от головки рельса до приложенной рамной силы; Jн – центробежная сила; Нц – 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; Sш - 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 Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н;
qк – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н;
кД – коэффициент динамики, кД=0,28
Динамическая рамная сила maxYр, приложенная на расстояние lр от точки контакта левого колеса с рельсом А. При этом обычно принимают, что
, (1.34)
где rk – радиус колеса, м;
rш – радиус шейки оси, м.
У грузового вагона lр= 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 Yр – рамная сила, кг.