Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода

 

Вывод: для вагона вписывание получилось заклиненное, т.к. расчетная оптимальная ширина колеи не равна номинальной ширины колеи по П.Т.Э (1520 мм).

Рис.1.5. Расчетная схема положения  жесткой базы      экипажа в кривой для определения оптимальной ширины колеи.

 

Часть2. Расчет и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода.

 

2. Расчет основных параметров стрелки.

 

2.1. Расчёт радиусов остряка двойной кривизны.

Радиус остряка R" вне зоны ударного воздействия принимается равным радиусу переводной кривой. Его величина должна быть такой, чтобы при входе колеса на переводную кривую как со стороны стрелки, так и со стороны крестовины горизонтальные поперечные ускорения не превышали допустимых величин.

   м                                                      (2.1)

где υ_бок – допускаемая скорость движения поезда по боковому пути стрелочного перевода (υ_бок =52км/ч)

       γ₀ – допускаемое ударно-динамическое воздействие (γ₀ = 0,44м/с²)

 

рис.2.1.

Радиус остряка в зоне возможных  ударов гребней колёс (рис.2.1) определяется из условия, что внезапно возникающие центробежные ускорения не превышают допустимой величины, т.е.

   м                                                     (2.2)

где J₀ – допускаемая величина внезапно возникающего центробежного ускорения (0,3 м/с²)

 

2.2. Определение начального угла остряка.

Для остряка бокового направления  этот угол можно определить из зависимости, устанавливающей связь максимального зазора между гребнем колеса и рабочим кантом остряка, с которым колесо проходит к остряку δ_мах, углом удара β_у и радиусом R’.

                                       (2.3)

где W₀ – величина, пропорциональная потере кинетической энергии при ударе колеса в остряк (0,216 м/с).

      V_бок – наибольшая скорость по боковому пути (52 км/ч)

      δ_мах – максимальный зазор, при котором ограничивается W₀ (0,04 м)

β_н = 0,595772

 

2.3. Определение длины зоны примыкания криволинейного остряка к боковой грани рамного рельса.

Длина этой зоны λ (см. рис. 2.1) определяется выражением

                                            (2.4)

где b_г – ширина головки остряка на расчетном уровне (для рельсов Р50 = 70 мм)

                                                   (2.5)

β_с = 1,012058

 

Ордината точки изменения  радиуса R' на радиус R" будет равна:

                                             (2.6)

 

2.4. Определение корневой координаты U, стрелочного угла β, полного стрелочного угла β_п

Корневая ордината U (рис.2.2) определяется по формуле:

                                                     (2.7)

где  t_MIN – минимальный желоб между рабочей гранью рамного рельса и нерабочей гранью криволинейного остряка в отведенном положении (67 мм)

        z – стрела прогиба криволинейного остряка, определяется из пропорции:

                                                         (2.8)

где  z и z_с – соответственно стрелы изгиба проектируемого и типового стрелочного перевода,

        R и R_с – соответственно радиусы остряков проектируемого и типового стрелочного перевода.

 

 

 

 

Рис. 2.2.

 

Стрелочный угол β:

                                    (2.9)

β = 1,494133

 

Полный стрелочный угол β_п:

β_п = β + φ                                                         (2.10)

где φ – угол в пределах остряка,

                                   φ=

k – шаг остряка, k =147мм

φ=0,017761

 

 

β_п = 1,494133+0,017761=1,511894

 

 

3. Расчет основных параметров крестовины.

 

Параметр С крестовины:

                                   (2.11)

где S₀ = 1520 мм 

 

                                                       (2.12)

где d = D + 1000;

D, G – параметры, зависящие от типа рельса и конструкции крестовины, для рельсов Р65 и сборной крестовины D = 365 мм, G = 263 мм

d = 365+1000 = 1365 мм=1,365м

 

Угол крестовины:

                                             (2.13)

 

Определим марку крестовины:

1/N = tgα     

tg α = 0,071018;    N = 1/14,08

принимаем N = 14, марка крестовины 1/14, уточняем угол крестовины

α =arctg(1/14)= 4,085616

 

 

4. Расчет основных деталей стрелочного перевода.

 

4.1. Расчет длины остряков.

Длина криволинейного остряка:

                                   (2.14)

Длина прямолинейного остряка:

                            (2.15)

 

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

Рамными называются рельсы, которые  служат основой стрелки и отличаются от стандартных наличием крепёжных  отверстий, а также подстрожкой  боковой грани головки рельса для укрытия остряка от удара подрезанных гребней колёс подвижного состава.

Длина рамного рельса определяется по формуле:

                                                    (2.16)

где  m₁ – передний вылет рамного рельса

        l'₀ – проекция остряка на направление рамного рельса

       m₂ – задний вылет рамного рельса

По условиям раскладки переводных брусьев и расположения начала остряка  со сдвижкой его относительно оси  бруса на величину k (рис.2.3) передний вылет

                                                 (2.17)

 где n₁ – число пролетов величиной а (от 5 до 9)

        а – величина пролета у стрелки (а = 450 мм)

        с – стыковой пролет (440 мм)

        δ – стыковой зазор (8 мм)

        к – смещение начала остряка относительно оси переводного бруса к = 41 мм

 

 

рис.2.3.

 

 

                                                (2.18)

где n₂ – число пролетов под задним вылетом рамного рельса (2 шт.)

 

Длина рамного рельса:

 

Длина остряка по условиям раскладки  брусьев:

                                                 (2.19)

где n – число пролетов под остряком

а_пм – пролет, в котором располагается электропривод (635 мм)

                                               (2.20)

                     

 

5.Расчет координат переводной кривой.

 

За начало координат принимают  точку, лежащую на рабочей грани рамного рельса против корня остряка. Абсциссы Х принимают последовательно, через 2 м. Конечную абсциссу определяют по формуле:

                                              (2.21)

Начальная ордината  у₀ = U =0,157548 м;  при х = 0

 

Текущая координата определяется по формуле:

                                          (2.22)

где  β – стрелочный угол (угол в корне остряка)

        γ_n – угол в точке переводной кривой, соответствующий определённой абсциссе х_п и определяемый через sin γ_n

                                                 (2.23)

где х_п – абсциссы точек переводной кривой, принимаемый равными 2,4,6,8…n, м.

Расчет ведется в табличной  форме. Конечная ордината при = 21,273420 м проверяется по формуле:

                                                (2.24)

 где d – прямая вставка перед крестовиной:

                                                (2.25)

 

 

 

Табл.2 Расчет ординат переводной кривой.

 

xn			cosγn	γn	Yn=Y0+R"(cosβ-cosγn),м
0	0	0,026384	0,999651	1,511867	0,157548
2	0,004217	0,030601	0,999531	1,753581	0,214450
4	0,008435	0,034819	0,999393	1,995385	0,279888
6	0,012653	0,039037	0,999237	2,237223	0,353861
8	0,016871	0,043255	0,999064	2,479102	0,435895
10	0,021088	0,047472	0,998872	2,720967	0,526939
12	0,025306	0,05169	0,998663	2,962939	0,626044
14	0,029524	0,055908	0,998435	3,204963	0,734158
16	0,033742	0,060126	0,998190	3,447045	0,850334
18	0,037959	0,064343	0,997927	3,689130	0,975045
20	0,042177	0,068561	0,997646	3,931340	1,108291
21,273420	0,044862	0,071246	0,997458	4,085556	1,197438

 

 

6. Расчет основных деталей крестовины.

 

Основные размеры крестовины зависят  от её конструкции, угла и марки, величины пролёта между брусьями и числа брусьев под ней.

 

6.1. Минимальная длина сборной крестовины с литым сердечником.

Крестовина состоит из передней (усовой) и задней (хвостовой) частей, которые называются также вылетами крестовины.

Минимальная длина переднего вылета крестовины определяется условием расположения накладок и постановки болтов в переднем стыке крестовины.

При соблюдении условия длина переднего  вылета крестовины определяется по формуле:

                                       (2.26)

где n – минимальная длина передней (усовой) части крестовины

      – ширина подошвы рельса  (132 мм);

       b – ширина головки рельса  (70 мм);

       2υ – расстояние между подошвами усовиков крестовины в месте установки первого болта в переднем стыке крестовины  (183 мм);

      – длина накладки (для Р65 = 820 мм);

      x₁ – расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия (50 мм).

 

Длина заднего вылета крестовины определяется примыканием двух рельсов к торцу сердечника крестовины.

                                                   (2.27)

где  q – минимальная длина задней (хвостовой) части крестовины

       Δ – зазор между подошвами рельсов, примыкающих к сердечнику (5 мм);

                                                      

 

6.3. Практическая длина крестовины

Практическая длина крестовины определяется по условию рационального  распределения брусьев под ней  и конструктивного оформления всего  узла. Она не должна быть меньше теоретической. При этом необходимо соблюдение следующих условий:

1. С целью большей устойчивости  пролеты между осями брусьев  в пределах крестовины рекомендуется  принимать одинаковыми:

                                (2.28)

Рис.2.5.

Принимаем а = 450 мм

–    Стыки крестовины делают «на весу», чтобы достичь большей  равноупругости перевода.

–    Переводные брусья под  крестовиной укладывают перпендикулярно  биссектрисе угла крестовины.

 

Определение практической длины крестовины производится следующим образом: задний вылет крестовины остается неизменным. Передний вылет крестовины получают заново из условия равномерной раскладки брусьев под крестовиной.