Материал: Zhdp_stas

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

«Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения»

Кафедра «Железнодорожный путь»

Пояснительная записка к курсовому проекту

На тему: «Проектирование и расчет рельсовой колеи в кривом участке

железнодорожного пути;

Проектирование конструкции одиночного

стрелочного перевода»

СОДЕРЖАНИЕ

Разбивку переходной кривой производят в предположении, что на местности известно положение тангенса первоначальной круговой кривой (точки T). Необходимо знать сдвижку p круговой кривой и расстояние от начала переходной кривой (точки НПК) до точки тангенса Т0 (m-расстояние от начала переходной кривой до нового положения Т). Для определения положения начала переходной кривой необходимо вычислить величину . Из приведенной схемы (рис. 1.7.) находим: 16

x 17

НПК 17

0 17

10 17

20 17

30 17

40 17

50 17

60 17

70 17

80 17

90 17

100 17

106,61 17

y 17

0 17

Вычислив величину укорочения при­нимаем ближайшее большее стандартное укорочение К =120 мм. 17

Порядок расчета укороченных рельсов в кривой: 17

Длина рельса с учетом зазора, м 20

Величина принятого укорочения 20

Сумма принятого укорочения 20

Величина несовпадения стыков 20

Укладываемый рельс 20

1 20

3 20

4 20

5 20

6 20

Прямая 20

8 20

8 20

- 20

- 20

НПК1 20

Переходная кривая l0=107,14 м 20

КПК1 20

4,51 20

4,51 20

0 20

12,51 20

17,02 20

0 20

12,51 20

29,53 20

0 20

12,51 20

42,04 20

0 20

12,51 20

54,55 20

120 20

12,51 20

67,06 20

0 20

12,51 20

79,57 20

120 20

12,51 20

92,08 20

0 20

12,51 20

104,59 20

120 20

2,55 20

107,14 20

- 20

НКК 20

Круговая кривая lкк=31,16 м 20

ККК 20

9,96 20

9,96 20

120 20

12,51 20

22,47 20

0 20

8,69 20

31,16 20

- 20

КПК2 20

Переходная кривая l0=107,14 м 20

НПК2 20

3,82 20

103,32 20

120 20

12,51 20

90,81 20

120 20

12,51 20

78,30 20

0 20

12,51 20

65,79 20

120 20

12,51 20

53,28 20

0 20

12,51 20

40,77 20

0 20

12,51 20

28,26 20

0 20

12,51 20

15,75 20

120 20

12,51 20

3,24 20

0 20

3,24 20

0 20

- 20

Прямая 20

9,27 20

- 20

- 20

2.Расчет одиночного обыкновенного стрелочного перевода 21

2.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 21

2.2. определение размеров сборной , типа общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой частью усовиков , крестовины. 22

2.3. Определение радиуса остряка и переводной кривой 26

2.4.Расчет длины остряка 29

2.4.1 Расчет длины рамного рельса 32

2.5 Определение основных и осевых размеров стрелочного перевода 34

2.6 Определение длин рельсов, входящих в стрелочный перевод 38

2.7 Компоновка эпюры стрелочного перевода. 41

Литература 44

1. Проектирование и расчет рельсовой колеи.

   1. Устройство рельсовой колеи в прямых участках пути.

В соответствии с п. 3.9 ПТЭ шириной колеи называется расстояние между внутренними гранями головок рельсов. В пути номинальный размер ширины рельсовой колеи измеряется на уровне 13 мм от поверхности катания колеса по рельсу. Объясняется это тем, что расчетная плоскость располагается на 10 мм ниже поверхности катания головки рельса для новых бандажей. С увеличением износа поверхность катания бандажа колеса, следовательно, и расчетная плоскость понижаются.

Между рельсовой колеей и шириной колесной пары существует определенное соотношение. На прямых участках всегда имеется свободный зазор между внутренними гранями головок рельсов и гребнями колес подвижного состава, благодаря чему обеспечивается свободный проход подвижного состава при минимуме сил взаимодействия колеса и рельса.

На рис. 1.1 представлена схема для определения величины зазора между гребнем колеса и головкой рельса.

Рис. 1.1. Схема для определения зазора между рельсовой колеей и шириной колесной пары

На схеме обозначено:

S - ширина рельсовой колеи;

q - ширина колесной пары (колесная колея), мм;

Т - насадка колес, мм;

h - толщина гребня колеса, мм;

μ - утолщение гребня колеса в сечении выше расчетной плоскости; для вагонных колес μ = 1 мм, для локомотивных μ = 0;

δ - зазор между гребнем колеса и рабочей гранью рельса.

Опасный предел в сторону сужения колеи определяется из условия заклинивания колесной пары с максимальной насадкой, т. е.

Опасный предел в сторону уширения колеи определяется из условия предупреждения провала колеса внутрь колеи. Расчетная схема показана на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. Схема определения предельно допустимой (максимальной) рельсовой колеи.

Из схемы видим, что

где – минимальное значение толщины гребня,

– утолщение гребня в сечении, расположенном выше расчетной плоскости,

– минимальное значение насадки колес, ;

– радиус выкружки головки рельса в зоне перехода к боковой грани, мм;

Таким образом,

Принимая во внимание упругие отжатия рельсов под нагрузкой, а также изгиб осей груженых вагонов, предельное значение ширины колеи в сторону уширения устанавливается 1546 мм. Наличие колеи, превышаю­щей опасные пределы, как в сторону сужения, так и уширения, не допуска­ется и относится к неисправностям самой высокой степени.

2. Устройство рельсовой колеи в кривых участках пути.

При движении железнодорожного экипажа по кривым возникают дополнительные по сравнению с прямыми участками силы взаимодействия пути и подвижного состава: центробежная сила, направленная наружу кривой; вертикальный перегруз одной из рельсовых нитей и недогруз дру­гой; радиальное давление, приложенное к рельсу наружной нити со сторо­ны реборды колеса передней оси жесткой базы экипажа; сила ветра, которая в отдельных случаях может оказывать значительное воздействие на путь и подвижной состав. Для снижения воздействия этих сил в кривых участках устраивается возвышение наружного рельса, между прямыми и круговыми кривыми устраиваются переходные кривые.

С целью обеспечения расположения рельсовых стыков в одном ство­ре («по наугольнику») необходимо укладывать по внутренней нити укоро­ченные рельсы, поскольку длина внутренней рельсовой нити короче на­ружной.

Для облегчения вписывания тележек подвижного состава в кривых с радиусами менее 350 м необходимо устраивать уширение рельсовой колеи.

В кривых участках подуклонка наружных рельсов должна быть не менее 1/60 и не более 1/12, а внутренней нити в кривых при возвышении наружного рельса свыше 85 мм - не менее 1/30 и не более 1/12.

На двухпутных линиях устраиваются уширенные междупутья. Уширение осуществляется в пределах переходных кривых.

Ширина рельсовой колеи в кривых определяется из условия вписы­вания тележек подвижного состава (жесткой базы) в кривые соответст­вующего радиуса. Вписывание должно быть наиболее благоприятным и близким к свободному. В табл. 1.1 приведены нормы ширины колеи в кри­вых в зависимости от радиуса согласно ПТЭ.

В соответствии с правилами ПТЭ при радиусе R₁ = 240 м принимаем S_ПТЭ = 1535 мм.

В зависимости от длины же­сткой базы, радиуса кривой и ширины колеи вписывание может быть сво­бодным и заклиненным.

При свободном вписывании наблюдается минимальное взаимодействие ходовых частей подвижного состава и колеи с наимень­шими износами рельсов, колес и затратами энергии на движение.

При заклиненном вписывании колесные пары жесткой базы тележек не имеют никакой поперечной свободы, вследствие чего создаются небла­гоприятные условия взаимодействия подвижного состава и рельсовой ко­леи в кривой. В нормальных условиях эксплуатация заклиненное вписыва­ние не допускается.

1. Определение оптимальной ширины колеи.

Исходные данные: R₁ = 240 м, S_ПТЭ = 1535 мм. Локомотив ТЭП 10 : радиус колеса по кругу катания r = 525 мм; колёсная формула 3-3; длина жёсткой базы = 4200мм; поперечные разбеги осей η (каждой крайней = 1,5мм; средней у трёхосной тележки = 14мм).

Рис. 1.3. Схема для определения оптимальной ширины колеи при свободном вписывании трехосной жесткой базы с поперечными разбегами осей.

Точкой С обозначен центр вращения тележки. При свободном вписывании он находится на задней оси и внутреннее колесо этой оси своим гребнем касается внутренней нити кривой, не взаимодействуя с ней.

Оптимальная ширина колеи , мм , определяется по формуле:

где - максимальный размер колесной пары, мм (см. рис 2.1. и данные табл. 2.1);

– стрела изгиба наружной рельсовой нити, мм, измеренная от хорды AB, определяемая по формуле:

где R – радиус кривой по сои пути, мм;

λ – расстояние от центра вращения тележки до геометрической оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L₀, мм;

b – расстояние в плане от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребнем колеса головки рельса, определяемое по формуле:

здесь r – радиус колеса по кругу катания, мм;

τ – угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту; для вагонов τ = 60^о, для локомотивов τ = 70^о;

4 – допуск на сужение колеи;

ζ – геометрическая величина, которая возникает при вписывании как двухосных, так и трехосных экипажей с поперечными разбегами осей и которая в зависимости от величины Ση и соотношения между Ση и f_B может принимать различные значения.

Находим оптимальную ширину колеи:

где f_B – стрела изгиба внутренней рельсовой нити.

Если Ση < f_B, то ζ = Ση=15,5 мм, при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае S_опт вычисляется по формуле:

При определении оптимальной ширины колеи возможны следующие случаи:

1. если , то вписывание в условиях оптималь­ной ширины колеи обеспечено;

2. если , то свободное вписывание в этих условиях не обеспечено; следует перейти к определению ми­нимально допустимой ширины колеи.