Антиплагиат (1221755), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При взаимодействии рабочей поверхности с балластом проявляется э ффект клина. В результате происходит обж имбалластного материала в перпендикулярном клину направлении.Результат уплотнения, выраж аемый через относительную осадку уплотнения слоя балласта ��од подошвами шпал, напрямуюзависит от геометрических параметров виброплит (рисунок 3.13). К ним относятся длины , м, высоты , м, и углы атаки , град,первого и второго уплотнительных клиньев.Длина первого основного клина виброплиты выбирается исходя из необходимости гарантировать минимальное времявибрац ионного воздействия на балластный слой.Остальные геометрические параметры, характеризующ ие технологию подбивки: - заглубление и заход клина, м; - расстояниемеж ду торц ами шпал и боковой поверхностью корпуса виброплиты, м; размеры корпуса и конструктивных э лементовопределяются в ходе проектирования.
Первый клин производит основное уплотнение с формированием ядра, а второй клинвыполняет функц ии повторного уплотнения, формируя уплотненный объем на всю ширину.- длина и ширина шпалы, м; - э пюра шпал,м; - высота уплотняемого слоя и выправочная подъемка, м; - высота и длинауплотнительных клиньев и виброплиты, м; - углы атаки основного и дополнительного клиньев к оси пути, град; - заходуплотнительного клина за торц ы шпал, м; - величина заглубления уплотнительного клина ниж е подошвы шпалы, м; - призмабалласта высотой , подаваемая уплот-нительным клином в подшпальную зону, м3Рисунок 3.13 - Схема уплотнения балластного слоя в подшпальной зоне основными виброплитами машин ВПОПосле прохода второго уплотнительного клина образуется дополнительный уплотненный объем балласта под конц ами шпал.Ввиду вибрац ионного характера воздействия на балласт будем считать, что при э том изменяется показатель уплотнения иядра, полученного в результате прохода первого клина.
Таким образом, первый начальный объем балласта на единиц у длиныпути, м3, характеризуется относительной осадкой уплотнения. Второй клин при работе не заходит за торц ы шпал (для него),http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055852&repNumb=113/2316.06.2015Антиплагиаттак как в противном случае появятся пустоты под конц ами шпал («отрясенности»), сниж ающ ие несущ ую способностьбалластной призмы.3.2.3 Уплотнение балластного основания рабочим органом динамического стабилизатора путиЭксплуатируемыев настоящ ее время на сети ОАО «РЖ Д» динамические стабилизаторы пути имеют рабочий орган, состоящ ийиз трех вибрац ионных блоков, совершающ их согласованные по фазе колебания, создающ ие в РШР продольные бегущ иеволны,имитирующ иеподвиж нуюпоезднуюнагрузку.Колебательныедвиж ениясовершаютсявгоризонтальнойивертикальной плоскостях, причем частота вертикальных колебаний , рад/с, в 2 раза превышает частоту горизонтальныхколебаний , рад/с, а вертикальные колебания отстают по их расчетной начальной фазе на угол от горизонтальных колебаний.Это э квивалентно опереж ению по начальной фазе горизонтальных колебаний на по отношению к вертикальным колебаниям.Результирующ ая траектория вибрац ионного движ ения подошвы шпалы в поперечной плоскости представляет собойвырож денную седлообразную фигуру Лиссаж у.
В горизонтальной плоскости совершаются синусоидальные колебания счастотой , а в вертикальной плоскости - такж е синусоидальные колебания с частотой . При э том одновременно производитсяпогруж ение шпалы в балластный слой, поэ тому на колебательные движ ения накладывается постоянное смещ ение подошвышпалы вниз со скоростью подачи .Мож но провести кинематический и силовойанализ взаимодействия подошвы шпалы, движ ущ ейся по траектории фигурыЛиссаж у, и балластного слоя. Рассмотрим только качественный характер проц ессов, происходящ их при внедрении шпалы вбалластный слой (рисунок 3.14).а - траектория движ ения; б - силовое воздействие на балласт в одном ц икле горизонтальных колебаний (косой удар справа); в- то ж е (косой удар слева)Рисунок 3.14 Проц есс погруж ения шпалы в балластный слой при динамической стабилизац ии путиПри уплотнении происходит виброударное взаимодействие подошвы шпалы с уплотняемым балластом.
Особенностью проц ессаявляется то, что в течение ц икла горизонтальных колебаний сначала происходит косой удар справа налево (б), а затем косойудар слева направо (в). При отрывном реж име взаимодействия (а) поверхность шпалы в точке 1 ударяет по поверхностибалласта, после чего балласт обж имается в вертикальном направлении на величину до точки 2. В э той точке имеет местоотрыв поверхности шпалы от балласта, после чего происходит упругая отдача балласта вверх. После прохода крайней точки 3траектории шпала движ ется вниз до удара в точке 4 с балластом.
Происходит обж им балласта до точки 5 на величину , послекоторой шпала снова отрываетсяот балласта.Одновременно с вертикальным обж имом подошва шпалы смещ ается сначала влево на величину, а затем вправо на величину .При смещ ении шпалы в контакте подошвы и балласта возникает сила нормального давления , а такж е сила трения (см. рисунок3.13, б, в). При вибрац ионном смещ ении шпалы влево реактивная сила трения, воздействующ ая на балласт, направлена влево,а при смещ ении вправо - вправо.
Результирующ ая сила воздействия направлена под углом трения , к силе нормальногодавления. Сила трения совершает работу на участках горизонтальных перемещ ений и , а сила нормального давления - научастках вертикальных перемещ ений и . При расчете захватываемого при вибрац ионном воздействии объема необходимоучитывать угол передачи давления в щ ебеночном балласте .Амплитуды и горизонтальной и вертикальной составляющ их колебаний шпалы определяются из анализа динамическихколебательных систем «виброблок - путь». Используя принц ип суперпозиц ии, общ ую колебательную систему мож но разлож итьна две отдельных подсистемы - со смещ ениями составляющ их масс в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Модели, вкоторых рассматривается одна масса виброблока и пути, дают сильнозаниж енные значения амплитуд. В них не учитываютсявертикальные и горизонтальные упругие связи рельсовых скреплений, упругость балластного слоя и сниж енная поперечнаяупругость пути в ц елом. Для учета э тих факторов необходимо анализировать слож ные многомассные колебательные схемы,что сущ ественно увеличивает объем излагаемого материала.В приведенных выше моделях не учитывается торсионная (скручивающ ая) ж есткость РШР в ц елом. При относительнонебольшом смещ ении по высоте линии действия горизонтальной составляющ ей относительно уровня верха головки рельса(УВГР) такое упрощ ение оправдано.3.2.4 Стабилизац ия балластного основания при воздействии на него нагрузки от поездовИспользование комплексов путевых машин на обслуж ивании пути, включая динамические стабилизаторы пути (ДСП), позволяетснять до 30—50 % поездной нагрузки в период стабилизац ии и увеличить до 30 % длительность периода нормальнойэ ксплуатац ии.
Обычно период стабилизац ии соответствует 0,5 - 2,0 млн т брутто, а период нормальной э ксплуатац ии - 30 - 60млн т брутто пропущ енной нагрузки. В э том ж е источнике приведены результаты опытов по стабилизац ии балластного слоя споездной осевой нагрузкой 250 кН и 300кН. В первом случае осадка стабилизац ии составляла 11 мм, а во втором 13 мм.
Иначеговоря, увеличение нагрузки примерно в 1,2 раза приводит к увеличению осадки стабилизац ии в том ж е соотношении. Этоподтверж дает модель проц есса стабилизац ии балластного слоя, излож енную в п. 3.1.2 и п. 3.2.3.На изменение качества пути при э ксплуатац ии влияют следующ ие факторы: высокое первоначальное качество пути после еготехнического обслуж ивания, зависящ ее от применяемых технологий и методов, качества путевых машин и материаловверхнего строения пути; достигнутая в период стабилизац ии осадка. На уровень накопления неровностей влияют моментинерц ии рельсов, располож ение шпал по э пюре; минимальные радиусы кривых, изменения вдоль пути вертикальнойж есткости, спектр поездных нагрузок и др.Исследованиями, проведенными в Техническом университете г. Грац а (Австрия), установлено, что площ адь контакта подошвышпалы и балласта для деревянных шпал колеблется в пределах 4 - 10 %, а для железобетонных шпал - в[24]пределах 1 - 9 %.
В стабилизированном состоянии после работы ДСП э тот показатель увеличивается до 40 %, что позволяетлучшепередаватьнагрузкинабалластныйслой.Улучшениюпередачинагрузокспособствуетоптимальныйгранулометрический состав балласта.4 КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА МАШИНЫ НА ОСНОВАНИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА РАБОТУ4.1 Габаритные размеры и вес машиныРазмеры и вес машины принимаем для ВПР-02.4.2 Определение производительности машиныЦикл подбивки и выправки пути состоит из затрат времени на опускание и заглубление подбоек (), сж атия подбоек (),раскрытия и подъем подбивочных блоков (), захват рельсошпальной решетки () и передвиж ение машины () к очереднойподбиваемой шпале.Тогда(4.1)Время технологических операц ий:Определяется минимально необходимым количеством вибровоздействий.Определим ц икл подбивки и выправки пути для заданной машины, при установленной производительности,http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055852&repNumb=114/2316.06.2015АнтиплагиатВремя ц икла определим по формуле:(4.2)где - число одновременно подбиваемых шпал для ВПР-02, ().ТогдаСледовательно зная время ц икла подбивки и выправки пути для заданной машины мож ем найти составляющ ие параметроввибрирования.Минимальнодопустимое время воздействия на балласт:(4.3)где - угловая частота колебаний подбоек, (, );- минимально необходимое количество воздействий на балласт, ();Тогда время воздействия на балласт будет равноСледовательно принимаю для своей машиныВремя на раскрытие и подъем подбивочных блоков () принимаю в соответствии с рекомендуемыми значениями,т.е.
(), захватрельсошпальной решетки () и передвиж ение машины к очередной подбиваемой шпале ().Скорость обж атия принимаю в соответствии с рекомендуемыми значениями:4.3 Определение потребной мощ ностиМощ ностьшпалоподбивочноймашиныскладываетсяизмощ ности,расходуемойпривиброуплотнениибалласта,затрачиваемой на привод подбивочных блоков, холостого хода () и из мощ ности затрачиваемой на привод вспомогательногооборудования (компрессоров, генераторов и т.д.) и передвиж ения машины.Следовательно:(4.4)где - мощ ность, затрачиваемая на вибрирование, кВт;- число подбивочных блоков на машине для ВПР-02, ();- КПД передачи от двигателя к подбойкам, ();- мощ ность затрачиваемая на обж атие щ ебня, кВт;- мощ ность затрачиваемая на холостой ход, кВт;- КПД привода механизмаобж атия шпал, ();- сумма мощ ностей дополнительных механизмов, кВт;- КПД передачи от двигателя к задействованным механизмам, ();- КПД привода дополнительных механизмов, ().Составляющ ие затрат мощ ности определяются из выраж ений:(4.5)(4.6)где - скорость обж атия щ ебня, (= 0,12 м/с);- количество пар подбоек в блоке, (= 4);- время отрыва подбойки от щ ебня, сек.;- время контакта подбойки со щ ебнем, сек.;- период колебаний, сек.где - частота колебаний подбоек, ();- усилие обж атия, Н.(4.7)где - давление при виброуплотнении, (МПа);- площ адь подбойки, м2, ()Находим усилие обж атия и период колебаний:ТогдаМощ ность, расходуемая при холостом реж име работы для упрощ ения расчета принимается, с учетом коэ ффиц иента запаса,40-45%, от .ТогдаМощ ность затрачиваемая на привод дополнительных механизмов принимаю в соответствии с сущ ествующ ими на машинеВПР-02:- мощ ность затрачиваемая на работу двух компрессорных установок, ();- мощ ность затрачиваемая на два генератора обеспечивающ их работу системы э лектрооборудования автоматики и системыосвещ ения и сигнализац ии, ().Тогда общ ая потребнаярабочая мощ ность составит:Таким образом, подводя итог выполненному выше расчету, мож но отметить следующ ее: полученная максимальная мощ ностьприоптимальныхпараметрахвиброуплотнениянепревышаетмаксимальнуюмощ ностьсущ ествующ егодвигателяустановленного на машине ВПР-02.4.4 Усилие подъема и сдвига рельсошпальной решеткиУсилие подъема и сдвига рельсошпальной решетки определяется по следующим формулам:(4.8)(4.9)где - модуль упругости рельсовой стали, ();-[23]соответствующие моменты инерции поперечного сечения рельса[51]по осям x и у , ();- величины подъема и сдвига путевой решетки, ();-погонное сопротивление подъему путевой решетки, Н/ см;(4.10)- погонный вес путевой решетки, ();-[23]погонное сопротивление балласта подъему в начальный момент на высоту до 25см, ();-http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13055852&repNumb=115/2316.06.2015Антиплагиаткоэффициент, зависящий от объема дозировки и типа верхнего строения пути, ();-[23]коэ ффиц иент ж есткости, ;- расстояние меж ду точками защ емления пути, ();Находим погонное сопротивление подъему путевой решетки по формуле (4.10):Находим усилие подъема и сдвига рельсошпальной решетки по следующ им формулам (4.8) и (4.9):После произведенного выше расчета мож но отметить: максимальное усилие подъема пути, которое мож но реализовать насущ ествующ их машинах, равно 250 кН, а максимальное усилие сдвига 170 кН, следовательно, усилие подъема находится в зонедопуска, а усилие сдвига превышает реально сущ ествующ ее значение на 20%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
