Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода

Федеральное агентство железнодорожного транспорта.

Федеральное государственное  бюджетное образовательное 

Учреждение высшего  профессионального образования

 

Иркутский Государственный  Университет Путей Сообщения

 

 

Кафедра: ППХ.

Дисциплина: Железнодорожный  путь.

 

 

 

Курсовой проект

 

Тема: «: Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода.»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка  И-08-С-682

Янашек А.В.

Проверил:

Преподаватель

Тужилина Л.В.

 

 

 

 

 

Иркутск 2012

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Стр.

Введение…………………………………………………………………………………...6

1. Расчеты рельсовой колеи………………………………………………………………6

1.1. Определение возвышения  наружного рельса в кривых  участках пути…………...

1.1.1 Определение возвышения  наружного рельса из условия  обеспечения 

         равномерного вертикального износа рельсов обеих нитей кривой.……………..6

1.1.2. Расчёт возвышения  наружного рельса исходя из  условия обеспечения

          пассажиром комфортабельной езды……………………………………..………..7

2. Определение длины переходной кривой…………………………………………7

1.2.1 Определение длины переходной  кривой из условия не превышения 

         допустимого уклона отвода возвышения наружного рельса……………...……..7

2. Определение длины переходной кривой из условия скорости подъема

          колеса  по наружному рельсу………………………………..……………………..8

3. Определение длины переходной кривой из условия величины

          нарастания непогашенных поперечных ускорений……………………………...8

1.2.4 Разбивка переходных кривых………………………………………………………8

1.2.4.1. Определим вид переходной  кривой и координаты ее для разбивки

             в прямоугольной системе…………………………………………...…………...9

2. Определим основные элементы, необходимые для разбивки

        переходной кривой способом сдвижки………………………………………….....9

1.3 Расчет укороченных рельсов………………………………………………………..10

1.3.1 Определение числа укороченных рельсов……………………………………….10

2. Установление порядка укладки укороченных рельсов………………………...11
4. Расчет ширины колеи в кривой………………………………………………….13

2. Расчет основных параметров стрелки………………………..……………………...18

2.1.Расчёт радиусов остряка двойной кривизны…………………………………...….18

2.2. Определение начального угла остряка…………………………………………….19

2.3. Определение длины зоны примыкания криволинейного остряка

к боковой грани рамного рельса………………………………………..……………....19

2.4. Определение корневой координаты U, стрелочного угла β, полного стрелочного угла βп……………………………………………...…......................................................19

3. Расчет основных параметров крестовины………………………………………...…20

4. Расчет основных деталей стрелочного перевода……………………………...…….21

4.1 Расчет длины остряков……………………………………………………………....21

4.2 Расчет длины рамного рельса. Раскладка брусьев под стрелкой………...……….21

5. Расчет координат переводной кривой………………………………………….........23

6. Расчет основных деталей крестовины…………………………………………….....24

6.1.Минимальная длина сборной крестовины…………………………………………24

6.3. Практическая длина крестовины…………………………………………………..25

6.4.Расчет контррельса и усовика………………………………………………………26

6.4.1.Ширина желобов у контррельса и в крестовине………………………………...26

6.4.2 Длина усовиков крестовины………………………………………………………27

6.4.3 Расчет длины контррельса………………………………………………………...28

7. Определение теоретической и практической длины стрелочного перевода……...29

7.1 Определение теоретической длины стрелочного перевода………………………29

7.2 Определение практической длины стрелочного перевода……………………....30

7.3 Определение полуосей стрелочного перевода…………………………...…….....30

7.4 Установление ширины колеи………………………………………………...…….31

7.5 Определение длин рельсовых нитей стрелочного перевода…………………......31

8. Проектирование эпюры стрелочного перевода……………………………...……..33

8.1.Раскрой рельсовых нитей на соединительных путях стрелочного перевода..………………………………………………………………………………...33

8.2.Раскладка брусьев под переводной частью стрелочного перевода……………...33

Библиографический список…………………………………………………………….35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Целью курсового проекта является ознакомление студента с основными  вопросами устройства, расчёта и  работы стрелочного перевода и его  отдельных частей.

Предварительно студент получает задание, в котором содержаться исходные данные: скорость движения по боковому пути проектируемого стрелочного перевода, тип и длина рельсов, конструкция крестовины. Геометрические размеры стрелочного перевода должны быть такими, чтобы основные ударно-динамические характеристики (непогашенное ускорение γ₀, внезапно возникающее ускорение j₀ и величина, пропорциональная потере кинетической энергии W₀) не превышали допустимых значений, приведённых в задании.

Курсовой проект состоит  из двух частей:

1.Расчёт рельсовой колеи.

2.Расчёт и проектирование стрелочного  перевода.

В пояснительной записке приводятся расчёты основных размеров стрелки, крестовины, а также геометрических и осевых размеров стрелочного перевода.

На листе миллиметровой бумаги вычерчивается схема разбивки и эпюра укладки стрелочного перевода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 1. Расчеты рельсовой  колеи.

 

1.1. Определение  возвышения наружного рельса  в кривых участках пути.

 

При движении железнодорожного экипажа по кривой появляется центробежная сила. Эта сила создает дополнительное давление на наружную рельсовую нить, в связи, с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои рельсовых нитей или увеличивается напряжение в них; появляется непогашенное центробежное ускорение, при больших значениях которого пассажиры испытывают неприятное ощущение.

Чтобы снизить боковое  давление на рельсы наружной рельсовой  нити, избежать отбоя этих рельсов, уменьшить их перегрузку, добиться равномерности износа рельсов обоих нитей и оградить пассажиров от неприятных воздействий, делают возвышение наружного рельса в кривой.

Возвышение наружного  рельса исходя из технико-экономических  соображений устанавливается таким, при котором были бы оптимальные условия работы рельсов как наружной, так и внутренней нитей и пассажиры были защищены от неприятных воздействий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.1.Положение экипажа  в кривой с возвышением наружного  рельса.

1.1.1 Определение  возвышения наружного рельса  из условия обеспечения равномерного вертикального износа рельсов обеих нитей кривой.

                                                (1.1)

где n_i – число поездов этой категории;

       Q_i  – вес поезда i-ой категории, т;

       υ_ср – скорость поездов, км/ч;

       R – радиус кривой, м.

 

 

1.1.2. Расчёт  возвышения наружного рельса  исходя из условия обеспечения  пассажиром комфортабельной езды.

Как известно, при проходе экипажем кривого участка пути возникает  центробежное ускорение, которое необходимо погасить, иначе пассажиры будут чувствовать себя некомфортно. Испытаниями было установлено, что максимальная величина непогашенного ускорения должна находиться в пределах от 0,4до 0,8 м/с²

На основании вышесказанного норма  непогашенного ускорения принята  в размере 0,7 м/с². С учетом этой величины формула для определения возвышения имеет вид:

                                                (1.2)

где  α_н – допустимая величина непогашенного центробежного ускорения 0,7 м/с²

       υ_max –  максимальная скорость движения в кривой.

       R – радиус кривой

мм

Окончательное значение h следует принимать наибольшее из двух, определяемых по формулам (1.1) и (1.2). Принимаем возвышение h равным 129,14 мм.

 

1.2 Определение длины переходной кривой.

 

1.2.1 Определение длины  переходной кривой из условия  не превышения допустимого уклона отвода возвышения наружного рельса.

Переходные кривые обеспечивают плавный переход подвижного состава  из прямой в круговую кривую или  из круговой кривой одного радиуса с одним возвышением в кривую другого радиуса с другим возвышением наружного рельса.

В пределах переходной кривой (ПК) плавно нарастает кривизна К = 1/ρ пути за счет изменения переменного радиуса ρ от ρ = ∞ в начале переходной кривой (НПК) до ρ = R в конце переходной кривой (КПК). В пределах ПК плавно увеличивается возвышение наружного рельса от 0 в НПК до h в КПК; делается отвод уширения колеи, если последнее имеется в круговой кривой.

Основные требования к устройству и содержанию ПК сводятся к тому, чтобы появляющиеся, развивающиеся и исчезающие силовые факторы (ускорения, силы, моменты) в пределах длины l ПК изменялись постепенно и монотонно, с заданным графиком, а в начале и в конце ПК они были равны нулю.

                                                              (1.3)

где ℓ₁ – длина переходной кривой, м

       h – возвышение наружного рельса, м,

       i – уклон отвода, ‰ (i = 0,8‰, т.к V_мах = 120 км/ч)

1.2.2 Определение длины переходной  кривой из условия скорости  подъема колеса по наружному рельсу.

                                                  (1.4)

 

1.2.3 Определение длины  переходной кривой из условия величины нарастания непогашенных поперечных ускорений.

                                                    (1.5)

где α_п = 0,7 м./с² 

       ψ – допускаемая величина непогашенных поперечных ускорений. ψ = 0,4 м/с²

 

Исходя из 3-х условий, наибольшее значение получилось по условию скорости подъема колеса по наружному рельсу l = 161,43 м.

Принимаем длину переходной кривой, округляя до 10-х, т.е. l = 160 м. 

 

1.2.4 Разбивка переходных  кривых.

                                                                                                                          (1.6)

где C – параметр переходной кривой,

       φ₀ – угол поворота в пределах переходной кривой.

 

Возможность разбивки кривой способом сдвижки определяется из условия:

2φ₀ ≤ β

 где β – угол поворота  кривой.

                             (1.7)

Вывод: Условие выполняется, значит разбивка кривой способом сдвижки возможна.

                                                  

        Определим вид переходной кривой и координаты ее для разбивки в прямоугольной системе.

Для этой цели делается проверка возможности применения в качестве переходной кривой кубической параболы исходя из условия:

 

R ≤ 1,602*C^5/9

1,602*118400^5/9 =658,46

740≤ 658,46

 

Вывод: условие не выполняется, применяем кривую, разбиваемую по закону

радиодальной спирали.

Уравнения радиодальной спирали имеют вид:

 

 

Для нахождения координаты x и y задаются длинами переходной кривой, например