ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА (1219135), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Рисунок 1.2 – Круговая гистограмма протяжённости кривых и прямых участков Ружинской дистанции пути в %

1.5 Итоговая оценка анализа дефектов рельсов участка Ружино - Бикин

Анализ Ружинской дистанции чётного пути показал, что на спроектированном учаске с 8767 км по 8771 км (104 км) от станции Звеньевой до станции Дальнереченск-I со преобладает сложный план и профиль с крутыми подъёмами и спусками.

Грузонапряжённость:

- 2012 г – (110 т.км/км);

- 2013 г – (118 т.км/км);

- 2011 г – (103 т.км/км).

Пропущенный тоннаж колеблется в пределах от 52 до 1138 млн.т.бр. в год.

Периодичность прохода дефектоскопных тележек на участке колеблется в пределах от двух до девяти в месяц.

Протяжённость участков в километрах и количество в процентах:

- прямых – 63,2 км (60,77 %);

- кривых радиуса от 251 до 400 м – 0 км (0 %);

- кривых радиуса от 401 до 700 – 12,4 км (11,92 %);

- кривых радиуса от 701 до 1200 м – 9 км (8, 65 %);

- кривых радиуса от 1201 до 2000 м – 11,4 км (10, 96 %);

- кривых радиуса от 2001 до 4000 м – 8 км (7, 69 %).

Общее количество остродефектных рельсов – 251 штук, из них:

- второй группы – 113 шт (41,39 %);

- сварных стыков – 20 шт (7,32 %);

- третьей группы – 5 шт (1,83 %);

- пятой группы – 90 шт (32,97 %);

- девятой группы – 45 шт (16,48 %).

Очагов выхода остродефектных рельсов 10 штук, которые приходятся на участки с большим пропущенным тоннажом.

На прямые участки приходиться – 171 шт (62,64) % ОДР .

На кривые участки – 102 шт (37, 36 %) ОДР, из этого числа радиуса:

- 251-400 м – 0 шт (0 %);

- 401-700 м – 48 шт (17,58 %);

- 701-1200 м – 20 шт (7, 33 %);

- 1201-2000 м – 12 шт (4, 39 %);

- 2001-4000 м – 22 шт (8, 06 %).

Отсюда следует, что выход остродефектных рельсов сконцентрирован не в кривых участках пути, как предполагалось ранее, а на участках с большим пропущенным тоннажом.

В связи с этим проводим мониторинг проведения, направленный на продление срока службы рельсов как в прямых, так и кривых участках пути.

В эксплуатации процессы развития дефектов и повреждений рель­сов в прямых и кривых участках пути различаются как по структуре образующихся дефектов, так и по интенсивности их развития.

Так как в прямых участках пути после пропуска по рельсам 100-150 млн. т брутто груза в зависимости от многих факторов (качества рельсов, плана и профиля пути, его жесткости, скоростей движения, осевых нагрузок и др.) под рабочей выкружкой головки могут обра­зовываться внутренние продольные трещины (ВПТ), эпицентрами ко­торых являются строчки-дорожки неметаллических включений в рель­совой стали.

ВПТ дефектоскопами не обнаруживаются, но и опасности для разрушения рельсов они сами по себе еще не представляют. Однако, в своем развитии ВПТ нередко приводят к образованию контактно-усталостных дефектов 11, 21 и З0Г. Поэтому рельсы, пропустившие нормативный тоннаж и, как правило, пораженные ВПТ, целесообразно перекладывать в менее грузонапряженные участки, где процессы развития ВПТ, а, следовательно, и появление дефектов в рельсах за­медляются.

2 ВПИСЫВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ В КРИВОЙ УЧАСТОК ПУТИ

2.1 Движение подвижного состава в кривом участке пути

Движение подвижного состава (ПС) в кривом участке пути связано с изменением направления его скорости. Даже при постоянной скорости, движение отдельных частей ПС происходит с ускорением, направленным по нормали к кривой. Это ускорение возникает под действием внешних сил – поперечных реакций рельсов на колесные пары, называемые направляющие силы. Такие силы, особенно в кривых малого радиуса, могут в несколько раз превосходить силы, возникающие при боковых колебаниях ПС на прямых участках пути. К тому же на прямых участках пути эти силы достигают больших значений лишь на коротких отрезках пути, где гребни колес набегают на рельсы. В кривых с радиусом менее 600 м гребни колес при их движении могут быть прижаты на всем протяжении кривой, поэтому основными зонами выхода из строя рельсов и колесных пар являются кривые участки пути, особенно малого радиуса.

Приведём расчёт вписывания модели ПС на примере двухосной тележки нового грузового электровоза переменного тока 2ЭС5К «Ермак» в кривой участок пути заданного радиуса с определением силы давления на рельс гребня набегающего колеса.

2.2 Исходные данные

В качестве исходных данных используются следующие параметры:

- радиус кругового участка пути – R=635 м;

- возвышение наружного рельса в кривой – h=135 м;

- масса тележки – м_т=24 т;

- момент инерции массы тележки – J_т=57,6 тм²;

- жёсткая база тележки – 2ат=2,9 м;

- база секции электровоза – в=8,5 м;

- нагрузка от колеса на рельс – Р=235 кн;

- конусность поверхности катания колеса – i=0,05 ;

- радиус окружности катания колеса – r=0,625 м;

- скорость движения – V=80 км/ч или – v 22,22 м/с;

- половина расстояния между контактными точками колес – S=0,8 м;

- динамический коэффициент упругого проскальзывания – =2,1 с/м.

1. Особенности рельсовой колеи в кривых участках пути

При прохождении ПС по кривым участкам путь испытывает значительные дополнительные воздействия от колес ПС. Чтобы избежать резких ударов гребней колес о рельсы при входе поезда в кривые, значительных перегрузок наружных рельсовых нитей из-за появления центробежных сил, облегчить вписывание ПС в кривые и прохождение по ним:

- увеличивают ширину колеи в круговой кривой;

- наружные рельсовые нити располагают выше внутренних (Возвышение наружного рельса. Согласно ПТЭ максимальное возвышение рельса в кривой составляет 150 мм.);

- в местах сопряжений прямых участков пути с кривыми устраивают переходные кривые. Переходная кривая представляет собой кривую с изменяющейся кривизной оси (т.е. радиус изменяется от бесконечности до радиуса круговой кривой). В пределах этой кривой происходит плавное уширение колеи и плавное возвышение наружного рельса;

- уменьшают расстояния между шпалами.

Устройство кривого участка пути представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема кривого участка пути радиусом 635 м

Нормальная ширина колеи S_К=1520 мм относится к прямым участкам и к кривым радиусом 350 м и более. Для кривых радиусом от 349 до 300 м она равна S_К=1530 мм , а при радиусах кривых менее 300 м – S_К=1535 мм . Уширение колеи в кривых малых радиусов устраивают для облегчения прохождения по ним подвижного состава.

2.4 Положения тележки в круговой кривой

Тележка в круговой кривой может занимать три положения: хордовое, свободное и наибольшего перекоса представлены на рисунке 2.2.

Рисунок 1.1 – Положения тележки в круговой кривой

а – хордовое; б – свободное (перекосное); в – наибольшего перекоса

Установка тележки в одно из указанных положений осуществляется в зависимости от параметров кривой (радиуса и возвышения рельса), жесткой базы тележки и скорости движения.

Хордовое положение тележки характеризуется наличием точек контакта гребней колес КП с боковой гранью головки наружного рельса кривой. В точках контакта возникают реакции рельсов N₁ и N₂. Хордовое положение представлено на рисунке 2.2 – а.

В свободном (перекосном) положении гребень колеса задней КП не имеет точки контакта с головкой наружного рельса. Перекосное положение представлено на рисунке 2.2 – б.

Положение наибольшего перекоса характеризуется наличием контакта гребня первой по ходу движения КП с боковой гранью головки наружного рельса, а гребня второй КП с боковой гранью головки внутреннего рельса. Положение наибольшего перекоса представлено на рисунке 2.2 – в.

Как показывают исследования при прохождении кривых малого радиуса тележки самоустанавливаются в перекосное положение, т.е. между хордой и продольной осью тележки образуется угол, называемый углом перекоса тележки. В результате увеличения этого угла – увеличивается давление на рельс гребня набегающего колеса, увеличивается износ контактирующих поверхностей гребня колеса и головки рельса. Максимальный угол перекоса тележки в большинстве случаев меньше предельного угла, определяемого базой тележки и шириной рельсовой колеи.

2.5 Модели вписывания тележки в круговую кривую

Модель тележки при вписывании в кривую имеет ряд упрощений:

Первое – писывание тележки в кривую рассматривается как движение плоской неизменяемой фигуры А₁А₂А₃А₄, так как представлена на рисунке 2.3, в плоскости рельсовой колеи. Точкам A_I, где I=1, 2, 3, 4 соответствуют точки контакта поверхностей катания колес и головок рельсов;

Второе – скорость центра шкворневого (пятникового) узла постоянна;

Третье – продольные касательные силы в точках контакта колес с рельсами уравновешиваются вращающими моментами тяговых двигателей тележки и силами сопротивления ее движению в кривой;

Четвёртое – поперечная внешняя сила, приложенная в центре шкворневого (пятникового) узла тележки, уравновешивается центробежными силами;

Пятое – силовая нагрузка, перпендикулярная плоскости рельсовой колеи, равномерно распределяется на четыре колеса тележки;

Шестое – продольные касательные силы в точках контакта возникают вследствие упругих смещений колес относительно рельсов, эти смещения пропорциональны разности скорости контактной точки колеса от вращения вокруг оси КП и скорости центра тележки.

Кинематическая схема тележки при хордовой установке представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Кинематическая схема тележки при хордовой установке

Чтобы тележка при движении по круговой кривой все время занимала хордовое положение, необходимо обеспечить движение точек А_I по соответствующим дугам окружностей, при этом скорости точек должны удовлетворять соотношениям и рассчитываются по формулам [2.1 и 2.2]:

где R=634,24 м – радиус внутренней рельсовой нити.

Скорость движения точки V₁ равной скорости движения точки V₄ рассчитывается по формуле (2.1):

.

где R=635,76 м – радиус наружной рельсовой нити.

Скорость движения точки V₂ равной скорости движения точки V₃ рассчитывается по формуле (2.2):

.

Движение тележки, удовлетворяющее этим соотношениям, можно считать состоящим из двух движений: поступательного – вместе с центром С и вращательного - вокруг оси Z_C с постоянной угловой скоростью, которое рассчитывается по формуле [2.3]:

Постоянная угловая скорость рассчитывается по формуле (2.3):

Ось Z_C перпендикулярна плоскости рельсовой колеи и проходит через центр тележки – C.

Равномерное вращение тележки вокруг оси Z_C может осуществляться, если

сумма моментов всех внешних сил, действующих на тележку относительно этой оси, равна нулю.

Характеристики

Список файлов ВКР