Проектирование и расчет рельсовой колеи

Содержание

Введение

1. Определение возвышения наружного рельса в кривой

1.2 Обеспечение комфортабельности езды пассажиров, характеризуемого допускаемым не погашенным ускорением

2. Определение необходимой ширины рельсовой колеи в кривых

2.1 Ширина колеи заклиненного вписывания для двухосной тележки

3. Проектирование переходных кривых

4. Расчёт числа и порядка

укладки укороченных рельсов на внутреннюю нить кривой

Библиография

Введение

В данной расчетно–графической работе определяются необходимые возвышения наружной рельсовой нити, ширина рельсовой колеи в круговой кривой при разных видах вписывания подвижного состава, разбивочные параметры переходной кривой, количество и порядок укладки укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити.

1. Определение возвышения наружного рельса в кривой

рельса состав кривая колея

При движении подвижного состава по кривой появляется центробежная сила. Эта сила создаёт дополнительное давление колёс на наружную рельсовую нить, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои нитей, увеличивается напряжение в рельсах, пассажиры испытывают неприятные ощущения. С целью нейтрализации вредного влияния центробежной силы на путь и на пассажиров наружная рельсовая нить приподнимается (возвышается) над внутренней.

Величина возвышения наружной рельсовой нити определяется исходя из двух требований: 1) Обеспечения одинакового вертикального износа обеих рельсовых нитей. Для этого используют следующую формулу:

h = 12,5∙K(υ²ср/R), мм (1.1)

где К – коэффициент увеличения, возвышения наружного рельса, учитывающий смещения центра тяжести подвижного состава в сторону кривой. Принимаем К=1, т.к. υmax =110 км/ч; υср – среднеквадратическое средневзвешенное по тоннажу скорость, км/ч; R – радиус кривой, в м;

υср = (1.2)

где ni – число поездов одинаково веса, движущихся с одинаковой скоростью, в шт.;

Qi – вес поездов, в т.;

υi – фактические скорости движения поездов, км/ч;

1.2Обеспечение комфортабельности езды пассажиров, характеризуемого допускаемым не погашенным ускорением

hо = 12,5(υ²max. /R) – 115, мм (1.3)

υmax. – максимальная скорость пассажирских поездов для кривой R.

За окончательное значение возвышения принимаем большее из двух, величину расчётного возвышения округляем до значения кратного 5мм в большую сторону.

Наибольшим допускаемым возвышением согласно ПТЭ на железных дорогах РФ является возвышение 150мм.

Если h≤150 мм, то к дальнейшим расчетам принимается h расчетное.

Если h>150 мм, то к дальнейшим расчетам принимается hmax=150 мм, при этом должны пересчитать радиус кривой R1, который должен соответствовать h.

К = 1.

υср =

υср = 84,69 (км/ч);

h = 12,5∙1∙(84,69²/700) = 128,09 (мм); кратно 5 h=130 (мм);

hо = 12,5∙(110²/700) – 115 = 101,07 (мм).

Вывод: в кривой R = 700 метров оптимальным является возвышение h=130мм при заданных скоростях движения поездов.

2. Определение необходимой ширины рельсовой колеи в кривых

Ширина рельсовой колеи в кривых определяется из условия вписывания тележек подвижного состава в кривые соответствующего радиуса. Вписыванием подвижного состава в кривую называется установившееся положение колесных пар жесткой базы относительно рабочих граней рельсовых нитей. Длиной жесткой базы называется расстояние между крайними осями тележки остающимися при движении взаимно параллельными.

Схема свободного вписывания двухосной тележки в кривую

Схема заклиненного вписывания двухосной тележки в кривую

Оптимальную ширину колеи в этом случае определяем по формуле:

Sопт = qmax+fн - η1+4, (2.1)

где qmax-максимальная ширина колёсной пары (qmax=1509мм); fн – стрела изгиба наружной рельсовой нити на длине, равной длине двух жёстких баз – это расстояние между двумя крайними осями; η1 – это поперечные разбеги крайних осей тележки; 4 – допуск на сужение колеи;

fн = (L+ b)²/2R, мм (2.2)

где L – длина жёсткой базы, (L=300см); b – расстояние от оси одной колёсной пары до точки касания гребня колеса с рельсом (забег колеса);

b = (L∙rк/R)∙tgτ, (2.3)

где rк – радиус колеса, rк=62,5 (см); τ – угол наклона внешней грани гребня колеса к горизонту, τ=70º;

qmax = 1509мм, L = 3000мм, rк = 625(мм),

b = ((3000·625)/700000)∙tg70 = 7,35 (мм),

fн = ((3000+7,35)²/2∙700000) = 6,46 (мм),

Sопт = 1509+6,46-1+4 =1518,46 (мм).

2.1 Ширина колеи заклиненного вписывания для двухосной тележки

Определяем по формуле:

Sзак = qmax+fн – fвн-∑η1+4 мм (2.4)

fн = (L+2b)²/8R, мм (2.5)

fвн = (L - 2b)²/8R, мм (2.6)

b = (L∙r/2R)∙tgτ мм (2.7)

Минимально допустимая ширина колеи определяется из условия недопущения заклиненного вписывания тележки:

Smin = Sзак + δmin/2 (2.11)

где Sзак – ширина колеи при заклиненном вписывании;

δmin – суммарный минимальный зазор между гребнями колёс и головкой рельса на расчетном уровне (δmin=7мм);

δmin – 7мм,

b = ((3000·625)/2∙700000)∙ tg70= 3,67 (мм),

fвн = (3000-2·3,67)²/8∙700000 = 1,59 (мм),

fн = ((3000+2·3,67)²/8∙700000) = 1,61 (мм),

Sзак = 1509+1,61-1,59-1+4 = 1512,02(мм),

Smin = 1512,02+7/2 = 1515,52 (мм).

Вид вписывания, который обеспечивает номинальная ширина колеи в данной кривой, определяется путем сравнения с ней расчетных значений ширины колеи.

Вывод: S<[S], что означает – вписывание в кривую свободное.

3. Проектирование переходных кривых

Прямые и круговые кривые во избежание внезапного возникновения центробежной силы плавно сопрягают с помощью переходных кривых (ПК). Основное назначение переходных кривых заключается в обеспечении плавного изменения центробежных сил при входе и выходе экипажа из круговой кривой (КК). На их протяжении осуществляются плавные отводы, вызванные наружной рельсовой нитью и уширением колеи в круговой кривой. Длина переходной кривой lо определяется из условия равномерного отвода возвышения:

lо = hр/[i], (3.1)

где hр – расчётное возвышение; i – нормативный уклон отвода возвышения, i=0,8 при υmax =110 км/ч.

lо = 130/1 = 130 (м).

Расчётная длина переходной кривой округляется в большую сторону до значения кратного 10 м.

lо = 130 (м).

Определяем угол поворота линии в пределах переходной кривой:

φо = lо/2R, (рад) (3.2)

φо = 130/2∙700 = 0,0928 (рад)=5,32(град).

 Скачать реферат