ВКР_Корниенко_Р.А. (1220098), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

На железных дорогах России протяженность криволинейных участков пути составляет около 25 % общей длины сети. На некоторых дорогах удельный вес кривых значительно больше: на Красноярской железной дороге – около 50 %, на Кемеровской 40 %, немногим менее – на Восточно-Сибирской железной дороге. В Германии и Швейцарии протяженность криволинейных участков железнодорожном сети доходит до 37 %, во Франции составляет примерно 31 %.

С целью снижения затрат на сооружение железной дороги достигается за счет укладки на трассе кривых с меньшими радиусами. Однако, учитывая тот факт, что данные кривые имеют эксплуатационные недостатки, Строительно-технические нормы ограничивают применяемые при проектировании железных дорог радиусы кривых, подразделяя их на рекомендуемые и допускаемые в трудных условиях.

По возможности необходимо проектировать кривые рекомендуемыми радиусами. В трудных условиях радиусы могут быть уменьшены. Только в особо трудных условиях допускаются еще меньшие радиусы кривых. Целесообразность принятия радиуса еще меньшего значения, должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом. В этом расчете экономию на строительной стоимости, полученную за счет применения кривой меньшего радиуса, необходимо сопоставить с увеличением эксплуатационных расходов, вызванных этой кривой.

В таблице 2.1, представлены допустимые радиусы кривых для различных категорий железных дорог по СТН Ц–01–95.

Таблица 2.1 – Радиусы кривых по СТН Ц–01–95

Категории железных дорог	Радиусы кривых, м
	Рекоменду-емое	Допускаемые
		В трудных условиях	В особо трудных условиях	В согласовании с РЖД
Скоростные	400, 300	2500	2000-1200	1000, 800
Особо-грузонапряженные	4000-2000	1800, 1500	1200, 1000	800-600
I	4000-2500	2000	1800, 1000	800-600
II	4000-2000	1800, 1500	1200, 800	700-400
III	4000-1200	1000, 800	700, 600	500-350
IV – железнодорожные линии	2000-1000	800, 600	500-350	300-200
IV – подъездные пути	2000-600	500	400-200	200
IV – соединительные пути	2000-350	300, 250	200	200

Эксплуатационные недостатки кривых, особенно малых радиусов (350 метров и менее), следующие:

• ограничивается скорость движения поездов;

• быстрее изнашиваются рельсы и колеса подвижного состава;

• сокращается срок службы шпал;

• увеличиваются расходы по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути;

• уменьшается коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами;

• удлиняется трасса;

• требуется усиление пути и контактной сети.

2.1 Особенности устройства пути в кривых участках

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, применение укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых кривых двух – и многопутных линий в соответствии с требованиями габарита [3].

Возвышение наружного рельса предусматривается при радиусе кривой 4000 м и менее.

Рисунок 2.1 – Профиль и план переходной кривой:

НПК – начало переходной кривой; КПК – конец переходной кривой;

h – возвышение наружного рельса в кривой;

ρ – переменный радиус переходной кривой; R – радиус круговой кривой

h, зависит от массы поезда, скорости движения и радиуса кривой. Согласно ПТЭ максимальное возвышение наружного рельса в кривой составляет 150 мм.

Наличие переходных кривых связано с необходимостью плавного сопряжения кривой с примыкающей прямой как в плане, так и в профиле пути.

i=h/l, где l – длина переходной кривой.

Уширение колеи обеспечивает вписывание подвижного состава в кривые. Поскольку колесные пары закреплены в раме тележки таким образом, что в пределах жесткой базы они всегда параллельны друг другу, в кривой только одна колесная пара может расположиться по радиусу, а остальные находятся под углом к нему. Это требует увеличения зазора между гребнями колес и рельсами во избежание заклинивания колесных пар рисунке 2.2.

Ширина колеи, необходимая для свободного вписывания двухосной тележки в кривую

где – стрела изгиба кривой по наружной нити; 4 – допуск на сужение колеи, мм (остальные размеры выражены также в миллиметрах).

Рисунок 2.2 – Схема свободного вписывания в кривую двухосной тележки:

Sк – ширина колеи в кривой; qmax – максимальное расстояние между наружными гранями гребней колес; fn – стрела изгиба кривой наружного рельса; L – длина базы тележки; λ – расстояние от геометрической оси второй колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом; bк – расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом

ПТЭ устанавливают следующие нормативные значения ширины колеи в кривых в зависимости от радиуса кривой приведено в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Нормативные значения ширины колеи

2.2 Положения тележки в круговой кривой

Тележка в круговой кривой может занимать три положения: хордовое, свободное и наибольшего перекоса, рисунок 2.3. Установка тележки в одно из указанных положений осуществляется в зависимости от параметров кривой, радиуса и возвышения рельса, жесткой базы тележки и скорости движения.

Рисунок 2.3 – Положения тележки в круговой кривой

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

Хордовое положение тележки характеризуется наличием точек контакта гребней колесных пар с боковой гранью головки наружного рельса кривой. В точках контакта возникают реакции рельсов и , рисунок 2.3, а.

В свободном (перекосном) положении гребень колеса задней колесной пары не имеет точки контакта с головкой наружного рельса, рисунок 2.3, б.

Положение наибольшего перекоса характеризуется наличием контакта гребня первой по ходу движения колесных пар с боковой гранью головки наружного рельса, а гребня второй колесных пары с боковой гранью головки внутреннего рельса рисунок 2.3, в.

Как показывают исследования при прохождении кривых малого радиуса тележки само устанавливается в перекосное положение, т.е. между хордовой и продольной осью тележки образуется угол, называемый углом перекоса тележки. В результате увеличении этого угла–увеличивается давление на рельс гребня набегающего колеса, увеличивается износ контактирующих поверхностей гребня колеса и головки рельса.

2.3 Модель вписывания тележки в круговую кривую

Модель тележки при вписывании в кривую имеет ряд упрощений:

а) вписывание тележки в кривую рассматривается как движение плоской неизменяемой фигуры рисунок 2.4 в плоскости рельсовой колеи. Точкам соответствуют точки контакта поверхностей катания колес и головок рельсов. Кинематическая схема тележки при ходовой установке рисунок 2.4;

б) скорость центра шкворневого (пятникового) узла постоянна;

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

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

д) силовая нагрузка, перпендикулярная плоскости рельсовой колеи, равномерно распределяется на четыре колеса тележки;

Рисунок 2.4 – Кинематическая схема тележки при ходовой установке

е) 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.

Чтобы тележка при движении по круговой кривой все время занимала хордовое положение, необходимо обеспечить движение точек по соответствующим дугам окружностей, при этом скорость точек должна удовлетворять соотношениям

где и – радиусы окружностей, соответствующих внутренней и наружной рельсовым нитям рисунок 2.4.

Движение тележки, удовлетворяющее этим соотношениям, можно считать состоящим из двух движений: поступательного – вместе с центром С и вращательного – вокруг оси перпендикулярна плоскости рельсовой колеи и проходит через центр тележки – С.

Равномерное вращение тележки вокруг оси может осуществляться, если сумма моментов всех внешних сил, действующих на тележку относительно этой оси, равна нулю.

Известно, что движение тележки в круговой кривой с сохранением хордового положения и с постоянной угловой скоростью может происходить без касания наружного рельса гребнем набегающего колеса. При этом сила давления гребня на рельс минимальна, что является положительным фактором. Однако, при ходовой установке тележки в кривой существуют две причины появления неуравновешенных составляющих касательных сил в точках контакта колес, способствующих разворачиванию тележки вокруг оси . Касательные силы (силы криппа) – эти силы следствие дополнительных упругих смещение точек контакта поверхностей катания колес относительно рельса, величины сил пропорциональны скоростям упругого проскальзывания по рельсам контактных точек колес.

Причины появления дополнительных упругих скоростей контактных точек колес: приводит к возникновению в точках контакта колес с рельсами дополнительных скоростей упругого проскальзывания

Первая, рисунок 2.5 – вращение тележки вокруг оси (по часовой стрелке) с угловой скоростью

Характеристики

Список файлов ВКР