Козятников Вадим Леонидович 2016 (1207552), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

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

, (1.23)

где r_k – радиус колеса, м

r_ш – радиус шейки оси, м.

У грузового вагона l_р= 0,475+0,075=0,55 м.

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

, (1.24)

где N₁ – нормальная к плоскости реакция рельса А;

- коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А.

Реакция рельса А определяется по формуле

, (1.25)

где и - нагрузка от колес на рельсы;

N₂ – реакции рельсов;

F₂ – силы трения гребня и поверхности катания колес по рельсам;

τ - угол горизонталью рабочей гранью головки рельса.

, (1.26)

где - коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А;

Реакция рельса В определяется по формуле

, (1.27)

Коэффициент устойчивости против вкатывания колеса на рельс определяется по формуле

, (1.28)

где N₂ – реакции рельса В;

Y_р – рамная сила;

F₁ – силы трения гребня и поверхности катания колес по рельсам;

τ - угол горизонталью рабочей гранью головки рельса.

При расчетах можно принять угол τ между горизонталью и касательной к рабочей грани головки рельса в точке 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.

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

, (1.29)

, (1.30)

где Р_ст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н;

q_к – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н;

к_Д – коэффициент динамики.

Непогашенная часть центробежной силы определяется по формуле

, (1.31)

где Q_куз – вес кузова брутто, Н;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с²;

n – число осей экипажа;

а_нп – непогашенное ускорение.

Дополнительная нагрузка определяется по формуле

, (1.32)

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);

Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагона определяется по формулам:

, (1.33)

, (1.34)

Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельса определяется по формулам:

, (1.35)

, (1.36)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле

, (1.37)

где V – скорость движения, км/ч;

R – радиус кривой, м;

h – возвышение наружного рельса, м;

S₁ – расстояние между осями рельсов, S₁ = 1,6 м.

Расчет:

;

Поскольку устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только при коэффициенте устойчивости k ≥ 1,3, в данном случае к = 1,47, следовательно, устойчивость колеса против вкатывания полностью обеспечивается.

1.4. 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 [9].

Рисунок 1.6 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути.

Р₁ и Р₂ – нагрузка от колеса на рельсы; Y_б – боковая сила; 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, что

, (1.38)

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

l – расстояние между осями шпал, м.

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

, (1.39)

где С₀ – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствии вертикальной нагрузки, С₀ = 2…6 кН;

F_тр – сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки;

- коэффициент трения шпалы по балласту.

Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил, приложенных к рельсам и определяется по формуле

, (1.40)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, f_p = 0,25…0,45.

Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, от первых направляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.

Поперечна 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

, (1.41)

, (1.42)

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

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле

, (1.43)

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

, (1.44)

где N_т – тормозная сила, т;

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

, (1.45)

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

, (1.46)

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

, (1.47)

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

, (1.48)

где f_ш – деревянные шпалы на щебне, f_ш = 0,35…0,40.

Путь можно считать устойчивым, если

Расчет:

,

,

Так как допускаемое отношение боковых сил к средней вертикальной нагрузке равны (1,14=1,14), то поперечная устойчивость рельсошпальной решетки в кривой радиусом R=468 м обеспечена.

2. Продольный профиль и план пути

2.1 Характеристика участка проектирования.

Существующий профиль участка Ипполитовка – Озерная Падь представляет собой ломанную линию с попикетно изменяющимися уклонами.

Максимальный уклон на участке – 11,5‰

Минимальный уклон на участке – 6,4‰

Минимальный радиус – 470м.

План линии представлен прямыми и кривыми участками пути, кривые составляют 35% от общей протяжённости участка.

2.2 Требования предъявляемые к плану и профилю, в соответствии с СП 237.1326000.2015.

Продольный профиль главных путей при производстве работ по капитальному ремонту на старогодних или новых материалах должен быть выправлен, как правило, при сохранении руководящего уклона.

Выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов по нормативам, представленным в таблице 2.1.

Т аблица 2.1 – Нормативные показатели для проектирования продольного

Примечание: В числителе приведены рекомендуемые значения, в знаменателе-допускаемые.

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля не должна превышать значений , указанных в таблице 2.1. При большей разности уклонов смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных площадок или элементов переходной крутизны, длина которых при указанных значениях должна быть не менее значений , приведенных в таблице 2.1. При алгебраической разности уклонов менее указанной в таблице 2.1 длину разделительных площадок и элементов переходной крутизны следует пропорционально уменьшать, но не менее чем до 25 м.

Уменьшенную длину элементов определяют по формуле [4]

, (2.1)

где и - алгебраические разности уклонов, ‰, по концам профиля, причем , ≤ .

Допускаемые нормы не следует применять:

Характеристики

Список файлов ВКР