Диплом (1207555), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Рекомендуется определять вертикальные нагрузки на шейки оси от обрессоренной части экипажа в прямом участке пути по формуле [2]

; (1.38)

, (1.39)

где – коэффициент динамики (табл.4.5)[2];

– статическая нагрузка от колеса на рельс, Н;

– отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н.

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле

, (1.40)

где – скорость движения, км/ч;

– радиус кривой, м;

– возвышение наружного рельса, м;

– расстояние между осями рельсов =1,6 м.

Непогашенная часть центробежной силы, приходящаяся на одно колесо, и дополнительная нагрузка определяются по формуле

; (1.41)

, (1.42)

где – вес кузова вагона брутто, Н (табл.4 .38),[2];

– ускорение силы тяжести, =9,81 м/с;

– число осей экипажа;

– расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова (для груженого полувагона =2 м);

– расстояние между серединами шеек колесной пары, =2,036м;

– расстояние от точки приложения силы до точки контакта гребня колеса с рабочей гранью рельса =0,55 м.

Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагона:

; (1.43)

. (1.44)

Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов:

; (1.45)

. (1.46)

Реакция рельса А определяется:

, (1.47)

где – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса В:

(1.48)

Реакция рельса В определяется:

(1.49)

Коэффициент устойчивости против всползания гребня колеса тележки на рельс определяется отношением сил, препятствующих подъему этого колеса, к силам вызывающим этот подъем:

(1.50)

Исходные данные для расчета:

Рельсы Р65; шпалы железобетонные эпюрой 2000 шт/км; радиус кривой R=468 м; возвышение наружного рельса h=65 мм; скорость движения поездов V=60 км/ч.

Характеристика грузового вагона:

- масса брутто =92,0 т;

- масса кузова с грузом = 84,4 т;

- необрессоренный вес, приходящийся на одно колесо, =9,95 кН;

- высота центра тяжести кузова =1,8-2,2 м;

- диаметр колеса 0,95 м;

- радиус шейки оси 0,075 м;

- расстояние до приложения рамной силы =0,55 м.

Расчет проводится в режиме тяги и торможения грузового поезда с продольной тормозной силой 0; 700 и 1000 кН.

=(115-9,95)+4,6=109,65 кН

=(115-9,95)(1+0,3)-4,6=131,98 кН

=115+4,6=119,6 кН

=131,98+9,95(1+0,3)=144,92 кН

Величины моментов: ,

M₁=109,65∙0,264=28,95 кН∙м

M₂=131,97∙0,168=22,17 кН∙м

При ускорении =0,30 м/с² рамные силы составят: Y_p-1=44 кН; Y_p-2=69 кН; Y_p-3=84 кН [2, рис. 4.20].

Реакция рельса В:

N_2-1=(144,92∙1,564+22,17-28,95-44∙0,55)/1,564=125,1 кН

N_2-2=(144,92∙1,564+22,17-28,95-69∙0,55)/1,564=116,31 кН

N_2-3=(144,92∙1,564+22,17-28,95-84∙0,55)/1,564=111,04 кН

Силы трения F₂ при трех значениях :

F_2-1=0,25∙125,1=31,28 кН,

F_2-2=0,25∙116,31=29,08 кН,

F_2-3=0,25∙111,04=27,76 кН,

Реакция рельса А:

N_1-1=(119,6+144,92-125,1)cos60°+(44+31,28)sin60°=134,9 кН

N_1-2=(119,6+144,92-116,31)cos60°+(69+29,08)sin60°=159,04 кН

N_1-3=(119,6+144,92-111,04)cos60°+(84+27,76)sin60°=173,52 кН

Сила трения F₁ равна:

F_1-1=0,25∙134,9=33,73 кН

F_1-2=0,25∙159,04=39,76 кН

F_1-3=0,25∙173,52=43,38 кН

Коэффициенты устойчивости колеса на рельсе:

k₁=(119,6+144,92-125,1)sin60/(33,73+(44+31,28)cos60)=1,69

k₂=(119,6+144,92-116,31)sin60/(39,76+(69+29,08)cos60)=1,45

k₃=(119,6+144,92-111,04)sin60/(43,38+(84+27,76)cos60)=1,34

Вывод: Устойчивость колеса грузового вагона обеспечивается при всех трех режимах ведения поезда, т.к. k>1.3.

1.2.4 Расчет устойчивости против поперечного сдвига пути

Одной из основных угроз безопасности движения поездов является поперечный сдвиг рельсошпальной решетки. При неблагоприятных сочетаниях, воздействующих на путь, вертикальных и горизонтальных поперечных сил может произойти поперечный сдвиг рельсошпальной решетки по балласту, особенно загрязненному или в талом состоянии [2].

При максимальной вероятной поперечной силе Y_б в расчетах на устойчивость против поперечного сдвига рельсошпальной решетки приняты средние значения вертикальных нагрузок, т. е. Р₁=Р₂=Р_ср. Отсюда и Q₁=Q₂=Q_ср. Расчетная схема приведена на рисунке 1.4.

Р₁ и Р₂ - нагрузка от колес на рельсы; Y_б – боковая сила; Q₁ и Q₂ – давление рельсов на шпалу; Н_ш-1 и Н_ш-2 – 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.

Рисунок 1.4 - Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути

Вертикальное давление от рельса на шпалу определяется:

, (1.51)

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

– расстояние между осями шпал, м.

Удерживающая от сдвига шпалу сила

, (1.52)

где – коэффициент трения шпал о балласт;

– начальное сопротивление смещению шпалы при отсутствии вертикальной нагрузки.

Полная горизонтальная нагрузка на путь

, (1.53)

где – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Сдвигающая шпалу сила, передающаяся от направляющего рельса

, (1.54)

и сдвигающая сила, передающаяся от противоположного колеса той же колесной пары

, (1.55)

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

Следовательно, итоговая сдвигающая шпалу сила

, (1.56)

Отношение удерживающей силы к сдвигающей дает коэффициент запаса устойчивости против сдвига

, (1.57)

Предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной как условие обеспечения против поперечного сдвига пути

, (1.58)

где – коэффициент, зависящий от степени уплотнения, загрязненности и влажности балласта, =2…6кН;

– коэффициент трения скольжения колеса по рельсу при повороте в горизонтальной плоскости, =0,25…0,45;

Так коэффициент относительной жесткости для пути с рельсами Р65 на железобетонных шпалах находится по формуле

(1.59)

Исходные данные для расчета:

- рельсы Р65;

- железобетонные шпалы эпюрой 2000 шт/км;

- балласт щебеночный;

- состояние пути удовлетворительное (f_ш=0,45, f_р=0,25, С_о=4 кН);

- радиус кривой 395 м;

- возвышение наружного рельса h=65 мм.

Характеристика подвижного состава:

- грузовой поезд;

- скорость 60 км/ч;

- расстояние между центрами автосцепок вагонов =13,92 м. Р_ср=138,64 кН

Расчетная тормозная сила =0, 700 и 1000 кН.

Величины боковых сил при расчетном ускорении о расчетных тормозных силах у загруженного вагона определяем по рис. 4.20 [2]

=72 кН, =97 кН, =110 кН

72/138,64=0,52 < 0,98

97/138,64=0,7 < 0,98

110/138,64=0,79 < 0,98

Вывод: Так как условие > выполняется, следовательно, обеспечивается устойчивость пути против поперечного сдвига.

2 ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ И ПЛАН ПУТИ

2.1 Требования, предъявляемые при проектировании к продольному профилю и плану участка

При капитальном ремонте пути продольный профиль пути необходимо выправить с сохранением руководящего уклона.

При проектировании следует задавать максимально возможную длину элементов продольного профиля, но при этом придерживаться наименьшей разницы уклонов соседних элементов.

Существует два варианта исправления продольного профиля:

- для исправления в большую сторону производят подъемку пути;

- для исправления в меньшую сторону производят подрезку балласта.

Круговые кривые радиусом менее 4000 метров сопрягаются переходными кривыми с прямыми участками пути. Длина переходных кривых не должна быть менее 20 метров. Полученные при расчете значения длины переходных кривых округляются в большую сторону до значений кратных десяти. Величина возвышения наружного рельса определяется по средневзвешенной скорости и не должна превышать 150 мм.

В таблице 2.1 приведены минимальные длины прямых вставок между начальными точками переходных кривых, а при их отсутствии - круговых кривых, но по возможности следует принимать их максимальной длины.

В таблице 2.2 приведены значения минимальных длин элементов профиля и разности уклонов соседних элементов.

В ямах (углублениях профиля), которые ограниченных одним или двумя тормозными спусками, а так же на уступах, которые расположены на этих спусках и на горбах (возвышениях профиля), которые расположены от подошвы тормозного спуска ближе чем удвоенная полезная длина приемоотправочных путей запрещено применять допускаемые нормы.

Таблица 2.1 – Минимально допустимые величины прямых вставок между переходными кривыми

Таблица 2.2 – Нормативы для проектирования продольного профиля

Категория пути	Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля iн, ‰, при полезной длине приемо-отправочных путей 850 м	Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны lн, м, при полезной длине приемо-отправочных путей 850 м	Радиус вертикальных кривых при сопряжении элементов продольного профиля Rв, м
5

В таблице 2.2 в рекомендуемые значения приведены в числителе, а допустимые в знаменателе.

Характеристики

Список файлов ВКР