Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Иркутский государственный университет путей сообщения"

Кафедра: Путь и путевое хозяйство.

Факультет: Строительство железных дорог

Курсовой проект

Тема: Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода

Выполнил:

студент гр. СЖД-2-11

Перминов Д. П.

Проверил:

Сергеев А.Ю.

Иркутск

2013 год



Содержание

Введение

1. Расчеты рельсовой колеи

1.1 Определение возвышения наружного рельса в кривых участках пути

1.2 Определение длины переходной кривой

1.3 Расчет укороченных рельсов

1.4 Расчет ширины колеи в кривой

2. Расчет и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода

2.1 Расчет основных параметров стрелки

2.2 Расчет основных параметров крестовины

2.3 Расчет основных деталей стрелочного перевода

2.4 Расчет координат переводной кривой

2.5 Расчет основных деталей крестовины

2.6 Определение теоретической и практической длины стрелочного перевода

2.7 Определение длин рельсовых нитей стрелочного перевода

2.8 Проектирование эпюры стрелочного перевода

Список использованной литературы

рельсовый колея стрелочный перевод



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 раз-меры стрелочного перевода должны быть такими, чтобы основные ударно-динамические характеристики (непогашенное ускорение г₀, 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.



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.

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

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



h₁ = 12,5х_ср?/R (1.1)

где х_ср - средневзвешенная по тоннажу скорость, км/ч;

R - радиус кривой, м.

(1.2)

где Q_i- вес поезда i-ой категории, т;

n_i - число поездов этой категории;

х_i - скорость поездов i-ой категории, км/ч.

h₁= 12,5*64,03924/740 = 69,274 мм.

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.

(1.3)

где б_доп - допустимая величина непогашенного центробежного ускорения равная 0.7м/с²

V_мах - максимальная скорость движения в кривой.

R - радиус кривой



h₂=12.5*(120²/740)-163*0,7=129,1432 мм.

h_{маx =} 129,14мм -максимальное значение наружного рельса.

Окончательное значение h следует принимать наибольшее из двух, определяемых по формулам (1.1) и (1.3).

h₂>h_1,=>

Вывод:Принимаем возвышение h равным 130 мм.

1.2 Определение длины переходной кривой

На рисунке 1.2. показана схема положения переходной кривой.

Переходные кривые обеспечивают плавное сопряжение прямой и кривой, они имеют следующие показания:

- обеспечивают плавный переход, не допускают внезапного появления дополнительных сил;

- обеспечивают плавный отвод возвышения наружного рельса и отвод уширения колеи.

1 - прямая, 2 - переходная кривая, 3 - круговая кривая, 4 - уровень головки наружного рельса, 5 - уровень головки внутреннего рельса

Рис.1.2. Схемы положения переходной кривой в плане (а) и профиле (б)



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/с пути за счет изменения переменного радиуса с от с = ? в начале переходной кривой (НПК) до с = 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 lПК изменялись постепенно и монотонно, с заданным графиком, а в начале и в конце ПК они были равны нулю.

(1.4.1)

где ?₁ - длина переходной кривой, м

h - возвышение наружного рельса, м

i - уклон отвода, ‰ (i = 0.8‰, т.кV_мах = 120 км/ч)

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



(1.5)

Определение длины переходной кривой из условия величины нарастания непогашенных поперечных ускорений

(1.6)

где б_доп= 0,7 м./с²

ш - допускаемая величина непогашенных поперечных ускорений. ш = 0,4 м./с².

Исходя из 3-х условий, принимаем длину переходной кривой l = 170 м.

Разбивка переходных кривых

(1.7)

(1.8)

где C - параметр переходной кривой,

ц₀ = угол поворота в пределах переходной кривой.

Определяем параметр С.

С =740*170 =125800м²



Возможность разбивки кривой способом сдвижки определяется из условия:

2ц₀ ? в

где в - угол поворота кривой.

Проверка: 2*6.194? 26 Условие выполнено.

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

Проверка проводится исходя из условия:

Вывод: условие не выполняется, таким образом, в качестве переходной кривой нужно применить кривую, разбиваемую по закону радиоидальной спирали:

Расчеты координат для разбивки переходной кривой.

l	x	y
10	10,000	0,001
20	20,000	0,011
30	30,000	0,036
40	40,000	0,085
50	50,000	0,166
60	59,999	0,286
70	69,997	0,454
80	79,995	0,678
90	89,991	0,966
100	99,984	1,325
110	109,975	1,763
120	119,961	2,289
130	129,941	2,911
140	139,915	3,635
150	149,880	4,471
160	159,834	5,427
170	169,776	6,509

Определим основные элементы, необходимые для разбивки переходной кривой способом сдвижки

а) Определим угол наклона переходной кривой. ц₀₌6,581(град)

б) Определим расстояние от начала переходной кривой до отнесенного тангенсного столбика.

(1.9)

где m - расстояние от начала переходной кривой (от точки А), до отнесенного тангенсного столбика (до точки Т)

х₀-конечная абсцисса переходной кривой.

в) Определим величину сдвижки.

(1.10)

где р - величина сдвижки

y-конечная ордината переходной кривой.



г) Определим расстояние от начала переходной кривой до первоначального положения тангенсного столбика.

(1.11)

где m₀ - расстояние от начала переходной кривой (от точки А) до первоначального положения тангенсного столбика (до точки Т₀).

д) Вычислим длину оставшейся части круговой кривой.

(1.12)

где L_К - длина оставшейся части круговой кривой.

1.3 Расчет укороченных рельсов

Укладка укороченных рельсов по внутренней нити кривой имеет целью установку рельсовых стыков по наугольнику. Вызвано это тем, что длина кривой по внутренней нити меньше, чем по наружной. Ввиду большой трудности обеспечить точное совпадение стыков по наугольнику допускают некоторый их разбег.

В России применяют 4 типа укороченных рельсов. Для рельсов, длиной 12,5 м стандартные укорочения равны 40, 80, 120 мм, а для рельсов длиной 25 м: 80, 160 мм. При этом несовпадение стыков допускают на величину, не превышающую половины стандартного укорочения.

Определение числа укороченных рельсов

Укороченные рельсы на внутренней нити укладываются для того, чтобы добиться расположения стыков по наугольнику.

Число укороченных рельсов определяется по формуле:

(1.13)

где Е_С - суммарное укорочение в пределах кривой.

ДК - стандартное укорочение рельса (160 мм).

(1.14)

где: Е_ПК - укорочение на переходной кривой.

Е_КК - укорочение на круговой кривой.

Е_ПК = (1.15)

где: S₁ -ширина колеи по осям рельсов 1.6 м.

-длина переходной кривой.

С- параметр переходной кривой.

Е_КК = (1.16)



где в-угол поворота кривой 30?

ц_0- угол поворота в пределах поворота переходной кривой.

Е_КК =

(10шт)

Принимаем для укладки 10 укороченных рельс.

Установление порядка укладки укороченных рельсов

Расчетное укорочение 1-го рельса или его части для круговой кривой определяется по формуле:

е_кк = (1.17)

где?_нр - длина нормального рельса, или его части, перешедшей на другой элемент с учетом зазора.

Расчетное укорочение 1-го рельса в пределах переходной кривой определяется по формуле:

е_пк = (1.18)

где ?_пк - участок переходной кривой от начала или конца ее, включая рельс, для которого определяется укорочение.

а₁ - участок переходной кривой от начала или конца ее за вычетом длины рельса, для которого определяется укорочение.

Расчет порядка укладки укороченных рельсов выполняется в табличной форме.



1.4 Расчет ширины колеи в кривой

Железнодорожный путь в кривых участках имеет следующие особенности: уширение колеи при R>350 м, возвышение наружного рельса над внутренним, переходные кривые, укороченные рельсы на внутренних рельсовых нитях, увеличенные междупутные расстояния при наличии двух и более путей.

На ж.д. России ПТЭ установлена следующая ширина рельсовой колеи на кривых участках пути:

при R350м S = 1520 мм;

при R =349-300м S = 1530мм;

при R299м S = 1535 мм.

Уширение или ширина колеи в кривой определяется расчетом вписывания железнодорожных экипажей в кривую исходя из следующих двух условий:

ширина колеи должна быть оптимальной, т.е. обеспечивать наименьшее сопротивление движению поездов, наименьшие износы рельсов и колес, предохранять рельсы и колеса от повреждаемости и путь от искажения в плане, не допускать провала колес между рельсовыми нитями;

ширина колеи не должна быть меньше минимально допускаемой, т.е. должна исключать заклинивание ходовых частей экипажей между наружной и внутренней рельсовыми нитями.

Колесная колея q - расстояние между рабочими гранями гребней колес в расчетной плоскости. Расстояние между внутренними гранями колес Т - насадка колес. Толщина гребней колес в расчетной плоскости равна h₁ и h₂. Между вертикальными плоскостями, где измеряется насадка колес и толщина гребней, имеется расстояние м = 1 мм для вагонных колес и м = 0 для локомотивных колес.

В результате движения экипажа по кривой различают следующие виды вписывания: свободное, принудительное и заклиненное.

Свободное вписывание экипажа - в этом случае положение жесткой базы такое, что направление движения колес осуществляется только наружной рельсовой нитью и имеется одна точка контакта.

Заклиненное вписывание - это предельное положение, при котором экипаж не имеет возможности поперечного смещения в колее.

Принудительное вписывание - в этом случае ширина колеи несколько увеличивается против заклиненной, и движение направляется обеими нитями. Принудительное вписывание имеет две точки касания.

Характер вписывания устанавливается сравнением ширины колеи по П.Т.Э для данного радиуса с оптимальной и минимально допустимой шириной колеи. Оптимальная ширина колеи - для свободного вписывания, минимально допустимая - для заклиненного вписывания.

Рис.1.4. схемы вписывания жестких баз в экипажи.

Определение оптимальной ширины колеи.

За расчетную схему определения оптимальной ширины колеи примем такую, при которой железнодорожный экипаж своим наружным рельсом передней оси жесткой базы прижимается к наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы либо занимает радиальное положение, либо стремится его занять; при этом центр поворота экипажа находится на пересечении этого радиуса с продольной геометрической осью жесткой базы экипажа. Кроме того:

Если расчетная ширина колеи S окажется больше нормативного значения S_н для данного радиуса кривой согласно ПТЭ, то следует перейти к определению минимально допустимой ширины колеи, приняв соответствующую расчетную схему.

Если расчетная ширина колеи S получается меньше стандартной для прямого участка пути (S_о = 1520 мм), то это будет означать, что конструктивные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа позволяют проходить ему кривую данного радиуса без уширения колеи. В таком случае ширина колеи принимается по ПТЭ в зависимости от величины радиуса.

Оптимальная ширина колеи определяется по формуле:

(1.19)

Где q_мax - ширина колесной пары (1509мм - локомотив;1511мм - вагон)

f_n - стрела изгиба наружной нити кривой

з - поперечные разбеги крайней и средней осей подвижного состава

S_мax - ширина колеи по П.Т.Э.

4 - допуск на сужение.

(1.20)

b₁ - расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом

R - радиус кривой, м

- длина жёстой базы.

(1.21)



где r - радиус колес

tgф - угол наклона рабочей грани гребняф_ваг = 60?, ф_лок = 70?

а) для локомотива ВЛ80

?_п=

S_опт=1509+6,11-16,5+4=1502,61мм

Вывод: для локомотива вписывание получилось свободное, т.к. расчётная оптимальная ширина колеи меньше номинальной ширины колеи по П.Т.Э. для кривых данного радиуса (1520 мм).

б) для шестиосного вагона

S=1511+8,295-1+4=1518,3

Вывод: для вагона вписывание получилось свободное, т.к. расчетная оптимальная ширина колеи меньше 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.



2. Расчет и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода

Соединения и пересечения рельсовых путей -- это особые устройства верхнего строения пути, которые служат для перемещения по ним поезда или отдельных экипажей с одного рельсового пути на другие, поворота экипажей на 180°, а также для пересечения путей в одном уровне.

По количеству и расположению в плане соединяемых и пересекающихся путей в зависимости от назначения соединения и пересечения могут быть представлены следующими видами:

одиночными стрелочными переводами, перекрестными стрелочными переводами, глухими пересечениями, съездами, стрелочными улицами и сплетениями путей.

Стрелочные переводы лежат на переводных брусьях, деревянных или железобетонных, аналогичных деревянным или железобетонным шпалам, но отличающихся от них по длине.

Одиночные стрелочные переводы по геометрическим формам в плане разделяются на обыкновенные стрелочные переводы (рис.2.1а), симметричные (рис.2.1б), разносторонние несимметричные (рис.2.1в) и несимметричные односторонней кривизны (рис.2.1г).

Одиночные обыкновенные стрелочные переводы являются основным видом как среди одиночных стрелочных переводов, так и в системе многих других видов соединений и пересечений рельсовых путей. Они имеют господствующее на всех железных дорогах мира.

Основными элементами современного одиночного обыкновенного стрелочного перевода (рис.2.2) являются: стрелка с переводным механизмом, крестовина с контррельсами (крестовинная часть), соединительные пути, переводные брусья или другое подрельсовое основание.

Стрелка современного стрелочного перевода состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, двух комплектов корневых устройств, переводного механизма с внешними замыкателями остряков, опорных и упорных приспособлений, скреплений и других деталей.

Крестовинная часть стрелочных переводов состоит из собственно крестовины (сердечник и два усовика), двух стыковых устройств крестовины, двух контррельсов, лежащих против крестовины, опорных приспособлений, скреплений и других деталей.

Рис. 2.1Схемы одиночных стрелочных переводов

Рис 2.2 Одиночный обыкновенный стрелочный перевод

1-переводной механизм; 2-рамный рельс; 3-острие остряка; 4-остряк; 5-корень остряка; 6-усовик; 7-сердечник

2.1 Расчет основных параметров стрелки

Выбор формы и конструкции криволинейного остряка.

На железных дорогах Российской Федерации применяются стрелочные переводы преимущественно с криволинейными остряками секущего типа одинарной и двойной кривизны. Применение остряков двойного радиуса вызвано стремлением снизить уровень динамического воздействия подвижного состава на элементы стрелки при движении его на боковой путь.

По конструкции, в зависимости от типа корневого устройства, различают остряки поворотные при корневом устройстве вкладышно-накладочного типа и гибкие при корневом устройстве в виде обычного стыка.

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 х_бок - допускаемая скорость движения поезда по боковому пути стрелочного перевода (х_бок =41 км/ч)

г₀ - допускаемое ударно-динамическое воздействие (г₀ = 0,51 м/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)

гдеJ₀ -допускаемая величина внезапно возникающего центробежного ускорения (0.32 м/с²)

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 д_мах, углом удара в_уи радиусоиR'.



(2.3)

Где W₀-величина, пропорциональная потере кинетической энергии при ударе ко-леса в остряк (0.23 м/с).

V_бок- наибольшая скорость по боковому пути (41 км/ч)

д_мах- максимальный зазор, при котором ограничивается W₀ (0.04 м)

в_н=0,83°

Определение длины зоны примыкания криволинейного остряка к боковой грани рамного рельса. Длина этой зоны л определяется выражением

(2.4)

гдеb_г - ширина головки остряка на расчетном уровне (для рельсов Р65=73мм)

(2.5)

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

(2.6)



Определение корневой координаты U, стрелочного угла в, полного стрелочного угла в_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)

z и z_с- соответственно стрелы изгиба проектируемого и типового стрелочного перевода,

R и R_с- соответственно радиусы остряков проектируемого и типового стрелоч-ного перевода.

U =73+67+ 11,02= 151,0208384,мм

Стрелочный угол в:



(2.9)

в = 1,97°

Полный стрелочный угол:

в_п = в + ц (2.10)

где

в_п=1,97184+0,0000342431=1,971881679°

2.2 Расчет основных параметров крестовины

Параметр С крестовины:

С = (2.11)

гдеS₀ = 1520 мм

С = 252807,4617

(2.12)

где d = D + 1000; D, G - параметры, зависящие от типа рельса и конструкции крестовины ,для рельсов Р65 и сборной с литым сердечником D =316 мм,



G =283мм d = 316+1000 = 1316мм

Угол крестовины:

(2.13)

Определим марку крестовины :

По формуле 2.13

1/N = tgб tg5,36644=0,093936992; N = 10,6454335

принимаем N = 11, марка крестовины 1/11, уточняем угол крестовины

б=arctg(1/11)= 5,194428908

2.3 Расчет основных деталей стрелочного перевода

Расчет длины остряков

Длина криволинейного остряка:

(2.14)



Длина прямолинейного остряка:

(2.15)

Расчет длины рамного рельса. Раскладка брусьев под стрелкой

Рамными называются рельсы, которые служат основой стрелки и отлича-ются 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 остря-ка 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=500 мм)

с - стыковой пролет (420 мм)

д - стыковой зазор (8 мм)

к - смещение начала остряка относительно оси переводного брусак = 41 мм

рис.2.3.

Рассчитанный передний вылет рамного рельса необходимо проверить на соответствие требованиям отвода ширины колеи от начала остряков к переднему стыку рамного рельса. Эта проверка производится при значении отвода i=0.001-0.003 по формуле

(2.18)

где S_остр- ширина колеи в начале остряка (для марки крестовины 1/10 и Р65S_остр=1524 мм)

S_рр- ширина колеи в переднем стыке рамных рельсов (1520 мм)

(2.19)



Где n₂ - число пролетов под задним вылетом рамного рельса ( 2шт)

=1440 мм

Длина рамного рельса:

L_рр=2675+1440+7987,013=12102,013 мм

Длина остряка по условиям раскладки брусьев:

(2.20)

гдеn - число пролетов под остряком

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

(2.21)

шт

Принимаем 13 пролетов по 500 мм и 2 пролет по 1пролет 506 мм.

2.4 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:



(2.22)

Начальная ордината у₀ = U =152мм; при х = 0

Текущая координата определяется по формуле:

(2.23)

где в- стрелочный угол (угол в корне остряка)

г_n - угол в точке переводной кривой, соответствующий определённой абсциссе х_п и определяемый через sinг_n

(2.24)

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

Расчет ведется в табличной форме. Конечная ордината при =мм проверяется по формуле:

(2.25)

где d - прямая вставка перед крестовиной

(2.26)



рис.2.4.

Таблица расчета ординат переводной кривой.

хn	xn/R//	sinгn	cosгn	Yn
0	0	0,029906	0,999553	0,152
2	0,005632	0,035538	0,999368	0,221993
4	0,011264	0,04117	0,999152	0,298758
6	0,016896	0,046802	0,998904	0,386815
8	0,022528	0,052434	0,998624	0,486174
10	0,02816	0,058066	0,998313	0,596844
12	0,033792	0,063698	0,997969	0,718835
14	0,039424	0,06933	0,997594	0,852159
16	0,045056	0,074962	0,997186	0,996829
16,616	0,046791	0,076697	0,997054	1,043675

2.5 Расчет основных деталей крестовины

Расчет длины крестовины

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

Минимальная длина сборной крестовины с литым сердечником

Длина переднего вылета крестовины с условием расположения накладок и постановки болтов в переднем стыке крестовины. Накладки не должны заходить за первый изгиб усовиков, т.е. за горло крестовины.

При соблюдении условия длина переднего вылета крестовины определяется по формуле:

, (2.27)

где В- ширина подошвы рельса, (132мм)

b- ширина головки рельса, (70мм)

2- расстояние между подошвами усовиков крестовины в месте установки пер вого болта в переднем стыке крестовины;(183мм)

принимается из условия свободной постановки болта и зависит от длины болта и величины зазоров;

- длина накладки, (820мм)

-расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия(50мм)

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

(2.28)

гдеД - зазор между подошвами рельсов, примыкающих к сердечнику (5 мм);



(2.29)

n - минимальная длина передней (усовой) части крестовины

q - минимальная длина задней (хвостовой) части крестовины

L_кр=3541+2691=6232мм

Длина крестовины:

(2.30)

(2.31)

(2.32)

Принимаем 11 пролетов по 500 мм и 1 пролет 472 мм.

Рис.2.5.

Расчет контррельса и усовика



Ширина желобов у контррельса и в крестовине

Безопасный проход колёсных пар через крестовину обеспечивается двумя основными условиями (рис.2.6.)

Рис. 2.6.

Расстояние между рабочей гранью контррельса и сердечником крестовины должно быть не менее 1472 мм, чтобы исключить возможность удара гребня колеса в сердечник крестовины, а расстояние между рабочей гранью контр-рельса и рабочей гранью усовика должно быть не более 1435 мм, чтобы колёсные пары не могли заклиниться между контррельсом и усовиком.

С учётом допусков на износ контррельса и на монтажные неточности уста-новлена нормальная ширина желоба у контррельса

t_кр=44 мм.

Нормальная ширина желоба крестовины t_у на протяжении от сечения 0 мм и до сечения 50 мм составляет 46 мм.

Длина усовиков крестовины

Развернутая длина усовиков крестовины определяется по формуле:



(2.33)

(2.34)

где n- длина передней (усовой) части крестовины,

t_Г - ширина желоба в горле крестовины (64 мм)

б- угол крестовины

(2.35)

где г - угол отгиба усовика крестовины в пределах вредного пространства.

l_в- проекция отрезка усовикаl₂ на направление рабочей грани рельса прямого пути.

(2.36)

(2.37)

=0,02294455 г = 1,31439525

Длина участка l₃ определяется при условии, что ширина желоба t_у равная 46 мм, сохраняется от математического центра крестовины до той точки сердечни-ка, где сечение его равняется 50 мм.



(2.38)

= 650мм

За пределами участка l₃усовик крестовины изгибается под углом г₁ и про-должается до конца участка l₄, где величина желоба достигает 64 мм,т.е. t_Г=64мм.

Угол г₁ является углом удара колеса в усовик крестовины при движении экипажа со стороны хвостовой части крестовины в направлении к стрелке (рис 2.7.).Поэтому угол г₁ должен быть небольше г₁ = 0,8г

Длина участка l₄ определяется по формуле

(2.39)

l₄= 980,686976мм

Проектная длина усовика должна быть такой, чтобы он не доходил до стыка в хвосте крестовины на величину:

(2.40)

В противном случае накладка будет заходить в желоб крестовины, а это вызовет необходимость создания специальных накладок - вкладышей.

В связи с этим длину участка l₄ следует определять по выражению:

(2.41)

где l₅ = 150;

Вывод: т.к. условие выполняется, принимаем l₄ =2691-650-150-316 =1575.

Полная длина усовиков крестовины:

l_ус=3033,77+784,29+650+1575+150=6193,06

Расчет длины контррельса

Длина контррельса (рис.2.11) определяется по формуле:

(2.42)

Рис.2.8.

Длина участка контррельса определяется по формуле:

х₀ = (2.43)

х₀ = = 2142,1мм

l₁ = (2.44)

где t_кр = 44 мм; г₂ =1?

l₁ = =1227,671мм

l₂ = 150м



Полная длина контррельса:

Длина контррельса корректируется из условия монтажа стыка.

2.6 Определение теоретической и практической длины стрелочного перевода

Определение теоретической длины стрелочного перевода

Расстояние от начала остряков до математического центра крестовины - это теоретическая длина стрелочного перевода (рис.2.9)

рис.2.9

(2.45)

где L_Т- теоретическая длина перевода;

-проекция остряка на рамный рельс;

б- угол крестовины;

в_П- полный стрелочный угол;

d-прямая вставка перед крестовиной.

=30804,94мм



Определение практической длины стрелочного перевода

Расстояние от оси зазора в переднем стыке рамного рельса до оси зазора в заднем стыке крестовины - это практическая длина перевода (рис.2.9).

(2.46)

где L_П- практическая длина перевода;

m₁-передний вылет рамного рельса;

L_Т- теоретическая длина перевода;

q- задний вылет крестовины;

д-величина стыкового зазора.

L_П=2675+30805+2691+8=36179мм

Определение полуосей стрелочного перевода

Установив значения R", d, L_T и L_П, находят малые полуоси (а₀; b₀) и большие полуоси (а; b) стрелочного перевода, необходимые для разбивки перевода на месте укладки.

Определение малых полуосей а₀ и b₀:

b₀ = S^. N (2.47)

b₀ = 1520^. 13 = 19760 мм

а₀ = L_Т-b₀ (2.48)

а₀ = 30805-19760=11045 мм

Определение больших полуосей b и а:



(2.49)

где m₁-передний вылет рамного рельса

а =11045+2675+4=13724 мм

(2.50)

где q-длина заднего вылета крестовины

b =19760+2691+4=22455 мм

Установление ширины колеи

Ширина колеи устанавливается в следующих местах:

1) Начало рамных рельсов (передний стык) - S_рр=1520мм

2) Начало остряков - S_остр=1524

3) Корень остряков по прямому - S_кп=1521(мм) и боковому - S_кб =1520(мм) путям.

4) Переводная кривая (S_кр)=1520

5) Крестовина (S_к)=1520

Размеры ширины колеи устанавливаются по П.Т.Э, расчетом, а так же принимаются из типовых эпюр, проверенных многолетним опытом эксплуатации.

Размеры ширины колеи.



2.7 Определение длин рельсовых нитей стрелочного перевода

Стрелочный перевод состоит из рамных рельсов, остряков, крестовины, контррельсов и рельсовых нитей l₁, l₂, l₃ и l₄. Длины рамных рельсов, остряков, крестовины, контррельсов были определены раньше. Сейчас определению подлежат длины рельсовых нитей l₁, l₂, l₃ и l₄(рис.2.10).

рис.2.10.

(2.51)

гдеS_к-увеличение длин l₁ и l₄, принимаемое для совмещения стыков при расположении брусьев перпендикулярно биссектрисе угла крестовины;

зазоры в стыках, равные 8 мм;

(2.52)

- зазоры в стыках, для гибкого корневого крепления = 0;

- зазоры в стыках, равный 0.



= 19312,7мм

(2.53)

проекция остряка

(2.54)

S_остр- ширина колеи в начале остряка,

S_кр- ширина колеи в переводной кривой.

2.8 Проектирование эпюры стрелочного перевода

Эпюрой стрелочного перевода называется масштабный чертеж, на котором указываются все основные размеры стрелочного перевода, полученные расчетом и принятые конструктивно. Элементы, необходимые для разбивки его на месте укладки - это: L_п, L_т, a_о, b_о, a, b, в_н , в_с , в_п , б, длина рельсов, величина зазоров, R', R'', ширина колеи в ответственных местах. При проектировании эпюры стрелочного перевода производится раскрой рельсовых нитей и раскладка переводных брусьев.

Раскрой рельсовых нитей на соединительных путях стрелочного перевода

При раскрое рельсовых нитей на соединительных путях (l₁, l₂ ,l₃ ,l₄) на рельсы стандартной длины (12.5 и 25 м) и рельсовые рубки должны учитываться следующие основные требования:

1.Длина рельсов и рельсовых рубок должна быть максимальной. Укладка рубок короче 6 м не допускается.

2.Количество стыков должно быть сведено к минимуму, особенно при проектировании стрелочных переводов для высоких скоростей движения.

3.При раскрое рельсовых нитей на соединительных путях С.П. величину зазора д в стыках внутренней нити стрелочной кривой принимают 6 мм, в остальных местах 8 мм. Количество зазоров изменяется в зависимости от типа перевода.

По условию централизации стрелочных переводов стыки между стрелкой и крестовиной располагают на внешних нитях перевода на расстоянии не более 1.5 м от соответствующих стыков на внутренних нитях, но так, чтобы каждая пара стыков на внешних (или внутренних) нитях имела нормальное расположение относительно переводных брусьев.

4.Раскрой рельсов соединительных путей должен быть таким, чтобы весь стрелочный перевод можно было разделить на блоки для механизированной укладки в путь с применением укладочных кранов на железнодорожном ходу.

Раскладка брусьев под переводной частью стрелочного перевода.

В обыкновенных переводах в промежутке между передним стыком рамного рельса и центром перевода брусья укладываются перпендикулярно оси прямого пути. Под крестовиной брусья раскладываются перпендикулярно биссектрисе угла. На соединительных путях, начиная с центра перевода, брусья разворачивают веером на 8 - 10 пролетах. Сначала брусья укладывают у стыков, а на остальном протяжении - равномерно.

Длина переводных брусьев устанавливается следующим образом. По наружной нити прямого пути брусья укладывают по шнуру с вылетом не менее 0,59 м, считая от рабочей грани рельсовой нити. Аналогичные требования предъявляются к величине вылета на внутренней нитке. Диапазон длины брусьев 3 - 5.5 м, с шагом 0,25 м.



Список использованной литературы

1.Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь: Учебник для вузов железнодорож-ного транспорта. 3-е издание, переработан и дополнен. Москва: Транспорт,1987 -479 с.

2.Основы устройства и расчётов железнодорожного пути /Т.Г.Яковлева, В.Я.Шульга, С.В.Амелин и др.; под редакцией С.В.Амелина и Т.Г.Яковлевой Москва: Транспорт,1990.-367 с.

3. ''Проектирование одиночного обыкновенного стрелочного перевода.'' Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов 4-го курса специальности ''Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство.''/А.В. Валуй, Л.В. Тужилина, Е.В. Филатов.

Размещено на Allbest.ru

...