Schematy wejścia załogi na krzywych. Ruch wózka załogi z stała prędkość wzdłuż krzywej kołowej powoduje jej obrót (obrót) względem środka tej krzywej, tj. ruch taki można uznać za składający się z ruchu translacyjnego wykonywanego w kierunku osi wzdłużnej sztywnej podstawy wózka i jego obrotu względem pewnego punktu 0, zwanego środkiem (biegunem) obrotu, który przyjmuje się być punktem przecięcia osi wzdłużnej sztywnej podstawy wózka z promieniem prostopadłym do niej (lub promieniem prostopadłym).
W zależności od stosunku wymiarów toru szynowego do pary kół, sił działających na wagon, promienia łuku i prędkości ruchu, mogą istnieć różne schematy wpasowania (montowania) wózka w łuki. Można rozróżnić pomiędzy zaciętymi i niezaciętymi. Napis niezakleszczony dzieli się z kolei na wymuszony i swobodny.
Zablokowany obwód występuje przy minimalnym teoretycznie możliwym dla danego pojazdu rozstawie toru, gdy przy wybranych przejazdach osi pojazd nie ma możliwości poprzecznego poruszania się po torze szynowym (rys. 7.8, A). W przypadku wózków dwuosiowych i trójosiowych, gdy okucie jest zakleszczone, pomiędzy kołem a szyną powstają siły działające na zewnętrzne osie wózka wzdłuż zewnętrznych gwintów szyny. Trzecia siła występuje wzdłuż gwintu wewnętrznego dla osi tylnej wózka w wersji dwuosiowej i dla osi środkowej w wersji trójosiowej. Kiedy pasowanie jest zakleszczone, w wyniku montażu kół wzdłuż gwintu zewnętrznego, biegun obrotowy 0 znajduje się pośrodku sztywnej podstawy 1 żelbetowego.
Układ dopasowania bez zakleszczeń występuje, gdy sztywna podstawa pojazdu może poruszać się w kierunku poprzecznym z powodu wolnych szczelin lub najeżdżania par kół. Środek obrotu O jednocześnie przesunięty na tylną oś.
Gdy w pierwszej osi wzdłuż gwintu zewnętrznego i w tylnej osi wzdłuż gwintu wewnętrznego występują siły poprzeczne, obserwuje się pasowanie wymuszone (ryc. 7.8, B); jeśli ostatnia siła wynosi zero, wówczas taki napis nazywa się wolnym (ryc. 7.8, V).
Ryż. 7.8. Schematy mocowania sztywnych podstaw załogi w łukach: A- zacięty; B- wymuszony; V- wolny („$=- punkt styku obrzeża koła z szyną); strzałka pokazuje siły prowadzące
Pasowanie wciskowe jest niedopuszczalne w eksploatacji, gdyż powoduje bardzo duże opory ruchu (duże tarcie obrzeży kół na bocznych krawędziach główki szyny), boczne zużycie szyn i obrzeży kół.
W przypadku przemieszczania pojazdów wieloosiowych o dużej sztywnej podstawie, aby zapewnić swobodną jazdę kół, konieczne jest poszerzenie toru szynowego.
Szerokość toru na zakrętach. Za schemat konstrukcyjny wyznaczania szerokości toru na łukach przyjmuje się klinowy schemat mocowania wagonu kolejowego, w którym zewnętrzne koła zewnętrznych osi sztywnej podstawy wraz z ich obrzeżami opierają się o zewnętrzną szynę łuku, a koła wewnętrzne osi środkowych opierają się o szynę wewnętrzną. Środek obrotu pojazdu, jak omówiono powyżej, znajduje się pośrodku sztywnej podstawy (podstawy sztywne dwuosiowe, podstawy sztywne wieloosiowe z symetrycznym układem osi i ich torów jezdnych). Do szerokości toru otrzymanej na podstawie takiego schematu obliczeniowego (prowadzącej do pasowania wciskowego) należy dodać pewną wartość, którą przyjmuje się jako minimalny odstęp wynoszący 5 min pomiędzy bocznymi krawędziami roboczymi szyn a obrzeżami kół na prostym odcinku. W ten sposób można uniknąć zakleszczenia wkładania.
Rozważmy przypadek określenia minimalnej wymaganej szerokości toru kolejowego S od warunku wpasowania wózka trzyosiowego ze sztywną podstawą żelbetową T w łuk o promieniu R(ryc. 7.9). Wybrano ten schemat, ponieważ obecnie na drogach Federacji Rosyjskiej wózek trzyosiowej lokomotywy ma największy rozstaw osi.
Ryż. 7.9.
Wprowadźmy następującą notację:
O- środek obrotu sztywnej podstawy załogi; przy wózku symetrycznym środek obrotu leży na osi środkowej pary kół; Q- szerokość pary kół;
/ - odległość od środka obrotu do punktu obrzeża pierwszego koła spoczywającego na szynie zewnętrznej;
/ - strzałka zgięcia szyny zewnętrznej, mierzona od cięciwy przechodzącej przez punkt styku koła z szyną; / = -;
- ? jest sumą osi poprzecznych.
Zapiszmy wyrażenie na szerokość toru przy zakleszczeniu 5-tej linii:
Ale z rozważenia diagramu prostego odcinka ścieżki (7.2) wynika 
Rozmiar wysięgnika z zostanie określony z uwzględnieniem (patrz rys. 7.9), który wynosi w przybliżeniu /» 0,5/, żelbet:
Jeżeli obliczona wartość 8 jest większa od zera, konieczne jest poszerzenie toru.
Z dwóch ostatnich wyrażeń jasno wynika, że w zasadzie szerokość toru na zakrętach powinna być większa niż na prostych. Wynika z tego również, że im większa sztywna podstawa i im mniejszy promień krzywizny, tym większe jest wymagane poszerzenie, im większy rozbieg par kół, tym mniejsze wymagane poszerzenie.
Z wyrażenia na wielkość poszerzenia (7.16) można wyznaczyć promień krzywizny, na której występuje pasowanie zakleszczone.
Biorąc 8 = 0, otrzymujemy
Na przykład z /, żelbet = 4,6 m, 5 = 7 mm, ?y=0 wartość R= 378 m.
Poszerzenie nowoczesnym taborem rozpoczyna się od promienia bardziej stromego niż 350 m według następujących norm: przy promieniu od 349 m do 300 m – o 10 mm, a przy promieniu mniejszym niż 299 m – o 15 mm.
W przypadku obwodu niezakleszczonego położenia środka obrotu nie można określić jednoznacznie jedynie geometrycznie, jak w przypadku pasowania zakleszczonego. W związku z tym konieczne jest określenie sił poprzecznych i środka obrotu podczas wpasowywania sztywnej podstawy pojazdu w łuk.
Ciągły obrót wagonu względem środka obrotu następuje pod wpływem sił powstających w punktach styku obrzeży kół osi prowadzących z boczną krawędzią główki szyny. Są to siły prowadzące G (ryc. 7.10).
W styku kół z szynami powstają siły tarcia równe iloczynowi sił prostopadłych do płaszczyzny styku kół i szyn oraz współczynnika tarcia ślizgowego /R ( . Na ryc. Zamiast tych sił na rys. 7.10 pokazano reakcje szyny o równej im wartości i przeciwnym znaku. Wskazano składowe poprzeczne sił tarcia N/, i podłużne - V fa .
Suma algebraiczna docisku grzbietu Y i siły tarcia N tego samego koła nazywa się siłą boczną:
Jeżeli zestaw kołowy znajduje się przed środkiem obrotu podstawy sztywnej, różnicę należy uwzględnić we wzorze (7.18) dla koła zewnętrznego i sumę sił dla koła wewnętrznego; przy odwrotnym ułożeniu - zestaw kołowy znajduje się za środkiem obrotu, znaki są również przyjmowane w odwrotnej kolejności.
Siły przewodnie(patrz rys. 7.10) uważa się za dodatnie, jeżeli są skierowane na zewnątrz toru, a odpowiadające im reakcje gwintów szyny skierowane są do wewnątrz toru. Siły boczne są ogólnie uważane za dodatnie, jeśli działają w kierunku sił prowadzących, a odpowiednie reakcje gwintów szyny działają w kierunku przeciwnym.
Bezpłatny wstęp jeżeli w momencie wejścia załogi na gwint zewnętrzny stykający się z pierwszym kołem w kierunku jazdy pojawią się siły prowadzące Y.H i są nieobecne na wewnętrznym wątku V.
Nazywa się siłę boczną przenoszoną przez ramę wózka przez parę kół na szyny siła ramy Na r. Uznaje się, że siłę tę przyłożono do osi geometrycznej zestawu kołowego i jest ona dodatnia, jeżeli jest skierowana na zewnątrz łuku, równa różnicy sił poprzecznych przenoszonych przez tę samą oś na gwint szyny zewnętrznej i wewnętrznej:
Dla pierwszej osi prowadzącej
Ryż. 7.10.
Podstawiając te wartości do wzoru (7.19), otrzymujemy
Na SH_n =#!_ W =fP znajdźmy Г=У, -2 fP.
Siły boczne GB powstające podczas ruchu pojazdów osiągają duże wartości (czasami 100 kN i więcej). Wpływ sił poprzecznych na osiągi toru jest bardzo duży. Wyjaśnia to szereg środków mających na celu poprawę dopasowania załóg do zakrętów i zmniejszenie sił poprzecznych.
W znanych pozycjach środka (bieguna) obrotu O załogi (patrz rys. 7.10), szerokości toru (mierzonej pomiędzy osiami główek szyn) i odległości /, od środka O do dowolnej /-tej pary kół, znany jest kierunek ruchu każdego koła. Kierunek ten jest prostopadły do promienia - wektora dt, prowadzone od centrum O do środka powierzchni styku koło-szyna, w przybliżeniu do punktu przecięcia osi główki szyny z osią geometryczną zestawu kołowego.
Siła tarcia każdego koła (zewnętrznego, wewnętrznego) dowolnej i-tej osi jest skierowana w kierunku przeciwnym do ruchu koła. Poprzeczne i wzdłużne Vf składowe tej siły wyznacza się z następujących wyrażeń:
Wszystkie siły ścinające: tarcie SH T, przewodniki V uważa się, że są stosowane nie promieniowo, ale prostopadle do osi wzdłużnej pojazdu.
Wytrzymałość T, przyłożona w odległości od pierwszej osi wózka, jest wypadkową składowej odśrodkowej ciężaru załogi (na wózek), powstałej w wyniku podniesienia szyny zewnętrznej i składowej normalnej siły uciągu na wózek :
gdzie a n jest wyjątkowym przyspieszeniem poprzecznym;
do t- liczba wózków w wagonie;
Lu- długość pociągu;
L x - długość części ogonowej pociągu, licząc od środka załogi, której dopasowanie uwzględnia się;
Lc- długość danego wózka pomiędzy osiami sprzęgła automatycznych sprzęgów;
FK- siła uciągu wytwarzana przez lokomotywę na zakręcie (podczas pchania lub hamowania lokomotywy). F K zrobione ze znakiem minus; podczas pchania b x - długość głowy).
Z kolei
gdzie v jest prędkością pociągu;
I - podniesienie poręczy zewnętrznej.
Moment tłumienia M, powstające pod wpływem sił tarcia w czopie zwrotniczym i ślizgaczach, zależy od obciążenia wagonu i położenia ładunku względem osi wzdłużnej wagonu. Przeciwstawia się zakrzywionemu obrotowi pierwszego wózka (patrz ryc. 7.10) względem korpusu, który obracając się, ciągnie za sobą drugi wózek, ułatwiając jego obrót. W konsekwencji znaki Md momentu tłumiącego dla pierwszego i drugiego wózka będą różne.
Aby wyznaczyć moment tłumienia A/d, oznaczamy: współczynniki tarcia ślizgowego w sworzniu zwrotnicy – do c shk, w ślizgaczach – do c sc (wartości tych współczynników mieszczą się w przedziale 0,1-0,2); nacisk na sworzeń królewski i suwaki każdego wózka - przelotowy Q ŁUK I Q CK; obliczony promień obrotu wózka względem korpusu na sworzniu królewskim - przelotowy g SzK, na slajdach - przez g SK. Następnie:
Normalną pozycją nadwozia w wózkach typu kingpin jest to, że opiera się ono na sworzniach królewskich, z których każdy stanowi połowę masy nadwozia: QCK= 0 i (2 ШК = 0,5(2 korpus. Przy dużej rolce część obciążenia można przenieść na prowadnice boczne, np.
Nacisk pionowy na wózki KVZ-TsNII przenoszony jest tylko przez suwaki. W tym przypadku?) shk = 0; QCK= 0,5 Q Ky3 -
Aby znaleźć siły kierujące Fj_ H i F 3 _ B, układamy dwa równania momentu: jedno względem środka Z j pierwszej osi i drugiej - względem środka C 3 tylnej osi. Po dokonaniu niezbędnych przekształceń pośrednich otrzymujemy:
Jeśli oś środkowa ma wystarczającą liczbę przebiegów poprzecznych, aby przesunąć wymaganą ilość, wówczas następuje to w wyrażeniach dla A I W terminy z mnożnikiem (/ 2 /^/ 2) są uważane za równe zero, ponieważ w mocy R e tion nie ma składników poprzecznych # 2 _ n i # 2 _ - Zamiast terminu /d 2 należy zapisać 2/5] z uwagi na to, że w tym przypadku V2 = fP. Górne znaki A/d odnoszą się do wózka przedniego, dolne zaś do tylnego. W przypadku wózka dwuosiowego terminy zawierające / 2 i d2. Wzory obowiązują dla dowolnego położenia bieguna obrotu.
Z odległości bieguna /| zależą tylko funkcje A I W. Dla danej szerokości rozstawu wartość / zależy od sił współdziałania pojazdu z torem i nie może być uznana za niezależną do momentu, gdy wewnętrzne koło tylnej osi osiągnie swój grzbiet do gwintu wewnętrznego. Gdy tylko koło to dotknie i zacznie dociskać swój grzbiet do tego gwintu (dla danej szerokości rozstawu kół), wartość / staje się stała i niezależna od oddziaływań siłowych pojazdu i toru.
Jeżeli znana jest przerwa w ścieżce 5, odległość między biegunami /j wyznaczana jest z zależności
Tutaj 5 określa się biorąc pod uwagę starty wzdłuż pierwszej i ostatniej osi pojazdu.
Jeżeli ma zostać określony rozstaw kół (jak w tym przypadku), to zawsze można go tak ustawić, aby przy dowolnych wartościach działających sił koło tylnej osi toczące się po gwincie wewnętrznym stykało się lub było dociskane swym wierzchołkiem przeciwko temu wątkowi, tj. tak aby spełnione były warunki (7.22).
Za dane R., T i wartości L/d U\_ n i T 3 _ in są funkcjami A I W, a ten drugi - według funkcji /,. W tym przypadku funkcja A ma maksimum przy = Lq, funkcja W I (A + B) - przy /, = 0,5L Q. Jak widać ze wzoru (7.23), /] nie może być mniejsze niż 0,5 Lq.
Ważne jest, aby mieć takie wartości A I W, przy którym Y X_H i T3_in będą minimalne. Zwłaszcza wielka wartość ma minimalną sumę U[_ n + T 3 _ v, która charakteryzuje opory ruchu wózków w zależności od poziomu sił prowadzących. Zazwyczaj Ln = 0,5 l 0. W tym przypadku członek z telewizja suma Tj_ H + T 3 _ in jest równa zero. Wynika z tego ważny wniosek, że wskazana wielkość zależy od wartości pozostałej części siły odśrodkowej i składowych normalnych sił trakcyjnych. Ponieważ funkcja A Na Lq > I jest mniejsze od maksimum, zatem w konsekwencji A przy odprawie /, Ф Lq nie będzie maksymalne, dlatego najlepsze oddziaływanie sił pomiędzy wózkiem a torem będzie miało miejsce w punkcie kontrolnym/|. Jednak /| nie może być dowolnie duży z następujących powodów. Siła prowadząca T 3 _ in fizycznie nie może być ujemna, będąc naciskiem obrzeża koła na gwint szyny, zatem /, fizycznie nie może być większa od wartości, przy której Y 3 _ in = 0. Zatem w granicach wcześniej przyjętych założeniach, najlepszą szerokość toru wyznacza się z warunku V 3 _ в = 0, tj. z warunku swobodnego napisu. Nie zaleca się szerokości toru większej niż U 3 _ in = 0, ponieważ nie powoduje to zmiany rozmiaru
Wiele prac poświęcono wyznaczeniu sił poprzecznych działających na tor jazdy pojazdu po łukach. Stworzenie wykresów-paszportów do dopasowywania załóg do krzywizn okazało się owocne. Określenie głównych cech takiego paszportu odbywa się w zależności od wyjątkowego przyspieszenia i n. W tym przypadku prowadnice, siły poprzeczne, ramy i odległości biegunów są często aproksymowane za pomocą zależności liniowych:
Gdzie a, b, c, d- współczynniki empiryczne.
Jako przykład na ryc. 7.11 pokazuje wykres uderzenia bocznego w tor wagonu towarowego na wózkach TsNII-KhZ ze sztywną podstawą L Q = 1,85 m, a obciążenie od pary kół na szynach wynosi 220 kN. Współczynnik tarcia pomiędzy kołami a szynami wynosi /= 0,25.
Normy i tolerancje szerokości toru na zakrętach. Rozstaw torów na łukach należy tak dobrać, aby zapewnić swobodny montaż najmasywniejszych wagonów (wagonów towarowych). Musi także zapewniać szerokość toru wykonalność techniczna wpasowując się w zakręty najbardziej niekorzystnych załóg pod względem uderzenia w tor bez zakleszczania się. Warunek ten określa minimalną dopuszczalną szerokość toru. Maksymalnie dopuszczalne
Ryż. 7.11. Wykres-zaświadczenie bocznego uderzenia w tor na łuku wagonu na wózkach TsNII-KhZ (18-100); szerokość toru określa się na podstawie warunku niezawodnego zapobiegania wpadaniu kół taboru w tor.
Obecnie na drogach Federacji Rosyjskiej szerokość toru na prostych odcinkach toru i na zakrętach o promieniu 350 m i większym wynosi 1520 mm. Szerokość toru na bardziej stromych zakrętach powinna wynosić 1530 mm dla promienia od 349 do 300 m; o promieniu 299 m i mniejszym - 1535 mm.
W tym przypadku wymagane jest, aby nachylenie zakrętów szerokości toru nie było większe niż:
- 1 mm na 1 m długości toru na odcinkach z prędkością do 140 km/h;
- 1 mm w odległości 1,5 m przy prędkościach 141-160 km/h;
- 1 mm w odległości 2 m przy prędkościach 161-200 km/h.
Likwidację poszerzeń toru na łukach wykonuje się wzdłuż łuków przejściowych.
Budowa toru jazdy na łukach o małych promieniach. Jeżeli promień łuku jest tak mały, że maksymalna standardowa szerokość toru wynosząca 1535 mm jest mniejsza niż wymagane minimum, określone według schematu pasowania klinowego z dodatkiem minimalnej szczeliny wynoszącej 8 min, na takich łukach boczne zużycie szyny i awaria torów kolejowych gwałtownie wzrasta.
Aby ułatwić pracę gwintu zewnętrznego na takich łukach, wewnątrz toru wzdłuż gwintu wewnętrznego układane są przeciwszynowe szyny. W tym przypadku zestaw kołowy prowadzący, którego koło biegnie po gwincie wewnętrznym, opiera się o przeciwszynę, nie rozsuwając gwintu zewnętrznego (rys. 7.12). Na bardzo stromych zakrętach czasami konieczne jest ułożenie przeciwszyn na obu gwintach wewnątrz toru. Szyny przeciwstawne zwiększają opór
Ryż. 7.12. Położenie par kół na łuku w obecności przeciwszyny utrudnia ruch, dlatego w praktyce ich montaż stosuje się tylko na łukach o promieniu około 160 m lub mniejszym. Rowek pomiędzy przeciwszyną a szyną wewnętrznego gwintu łuku powinien mieć szerokość 60-85 mm. Szyny przeciwstawne należy solidnie połączyć z szynami jezdnymi za pomocą wkładek i śrub.
Wszystkie nowe lokomotywy są projektowane tak, aby wpisywać się w łuki o promieniu co najmniej 150 m i rozstawie torów 1535 mm.
Strona 2 z 9
URZĄDZENIE TORU SZYNOWEGO W ZAKRZYWIONYCH CZĘŚCI TORU
Tor kolejowy na odcinkach zakrzywionych charakteryzuje się następującymi cechami:
- poszerzenie toru kolejowego dla promieni mniejszych niż 350 m;
- wzdłuż zewnętrznego gwintu szyny łuku rozmieszczone jest wzniesienie;
- odcinki proste z łukami kołowymi są połączone krzywymi przejściowymi. Krzywe przejściowe są również rozmieszczone pomiędzy krzywymi o różnych promieniach;
- skrócone szyny układa się wzdłuż zakrzywionego wewnętrznego gwintu szyny, aby złącza znajdowały się naprzeciw siebie;
- Na zakrzywionych odcinkach toru na liniach dwutorowych montuje się poszerzone międzytorzy. Poszerzenie odbywa się w obrębie krzywych przejściowych.
Szerokość rozstawu kół musi zapewniać dopasowanie wszystkich pojazdów masowych do zakrętu. To dopasowanie powinno być najkorzystniejsze i najbliższe wolnemu. Według PTE rozstaw kół na łukach w zależności od promienia ustala się w następujących wymiarach:
- przy R = 350 m i więcej niż 1520 mm;
- przy R = 349...300m 1530mm;
- przy R = 299 m i mniej niż 1535 mm.
Według specyfikacji promień łuku wynosi R=400 m, co oznacza, że szerokość toru wynosi 1520 mm.
Podane normy ustalane są na podstawie obliczeń wpasowania wagonów kolejowych w łuki. W praktyce torowej, pomimo zatwierdzonych norm, bardzo często pojawia się konieczność określenia szerokości toru (przejazd taboru specjalnego po odcinku, projektowanie nowego taboru, w tym maszyn torowych). Wskazane jest określenie szerokości toru na podstawie dwóch schematów obliczeniowych, pokazując dwa skrajne przypadki (schematy okuć swobodnych i zaciętych). Każde inne stanowisko w załodze będzie pośrednie.
OKREŚLENIE OPTYMALNEJ SZEROKOŚCI ROZSTAWIENIA SZYN
Za schemat obliczeniowy służący do określenia optymalnej szerokości toru przyjmuje się schemat dowolny, w którym wagon kolejowy zewnętrznym kołem przedniej osi sztywnej podstawy dociska się do zewnętrznej szyny łuku, a tylna oś sztywnej podstawy zajmuje położenie promieniowe. W tym przypadku środek obrotu pojazdu znajduje się na przecięciu promienia z podłużną osią geometryczną pojazdu.
Zgodnie z zadaniem, korzystając z tabeli, określamy wzór koła dla lokomotywy spalinowej VL 60. Jej parametry techniczne:
- średnica koła 1250 mm
- formuła koła 3-3
- sztywna podstawa o długości 4600 mm
- rozstaw osi 2300-2300 mm
- poprzeczne biegi osi:
- +- 1 mm
- +- 15,5 mm
- +- 1 mm
Na podstawie powyższych informacji wybieramy schemat dopasowania dla ryc. 2
Ryż. 2 Schemat określania optymalnej szerokości rozstawu kół przy swobodnym montażu trójosiowej sztywnej podstawy z poprzecznymi przesunięciami osi.
Z powyższego schematu widać, że wymagana szerokość toru
Sopt = qmax + fн - ζ + 4, (1.1)
gdzie qmax to maksymalny rozmiar rozstawu kół,
qmax = Tmax + 2dmax + 2µ; (1.2)
T - mocowanie koła; według PTE T = 1440 6 3 mm, maksymalna wartość Tmax = 1443 mm;
d - grubość grzbietu bandaża, dmax = 33 mm;
μ - pogrubienie grzbietu bandaża na odcinku znajdującym się powyżej płaszczyzny projektowej; dla kół wagonu μ = 1 mm, dla kół lokomotywy μ = 0;
fн - strzałka gięcia gwintu zewnętrznego szyny, mierzona od cięciwy AB; określone przez formułę
gdzie μ jest odległością od osi geometrycznej pierwszej pary kół do środka obrotu pojazdu;
R - promień łuku wzdłuż osi ścieżki;
b jest odległością w planie od osi geometrycznej zestawu kołowego do punktu styku obrzeża koła z główką szyny,
gdzie r jest promieniem koła wzdłuż toczącego się koła;
τ jest kątem nachylenia obrzeża koła do horyzontu; dla wagonów τ = 60°, dla lokomotyw τ = 70°;
ζ jest wielkością geometryczną powstającą przy wyposażaniu pojazdów dwuosiowych i trójosiowych w poprzeczne rozstawy osi, która w zależności od wartości ∑η i zależności pomiędzy ∑η i fв może przyjmować różne wartości
Tutaj ∑η jest sumą rozbiegu poprzecznego osi pojazdu wpływającą na pasowanie; Zatem przy swobodnym montażu trójosiowej sztywnej podstawy - tylko rozbiegi osi zewnętrznych. W tym przypadku wzór 3.1 obowiązuje tylko pod warunkiem, że rozbieg poprzeczny osi środkowej będzie nie mniejszy niż rozbieg osi zewnętrznych, czyli η1≤η2≥η3. We współczesnych lokomotywach warunek ten jest spełniony; rozstawy poprzeczne różnych osi wynoszą od 0 do 22 mm, a nawet więcej i są cechą paszportową załóg; fв - strzałka zgięcia wewnętrznego gwintu szyny, mierzona od cięciwy A1B1; określone przez formułę
Wyrażenie to różni się od wzoru (1.3) jedynie znakiem przed wartością b.
Wartość ζ może przyjmować następujące wartości:
a) jeśli ∑η = 0, to ζ = 0, tj. inskrypcja następuje przy braku przebiegów poprzecznych (ryc. 3.1);
b) jeśli ∑η< fв, то ζ = ∑η, т.е. в формулу (1.1) вместо ζ подставляется численное значение суммы поперечных разбегов; при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае выражение (1.1) примет вид
Sopt = qmax + fн - ∑η +4;, jak widać 2<26.2, значит ζ=2.
Sopt=1509+26,6-2+4 = 1537,6 mm
Bazując na wynikach tych obliczeń 1537,6 mm >1520 mm, co oznacza, że w tych warunkach nie jest zapewnione swobodne pasowanie, należy przejść do określenia minimalnej dopuszczalnej szerokości toru.
Na zakrzywionych odcinkach toru tabor odchyla się od pionowej osi toru (patrz rys. 5.1). Im bardziej stromy (mniejszy) promień łuku, tym większe jest wzniesienie szyny zewnętrznej nad h wewnętrznym, a co za tym idzie, większy kąt odchylenia S od osi ścieżki. W związku z tym, aby zapewnić bezpieczeństwo ruchu na zakrzywionych odcinkach toru, zwiększono wymiary prześwitu podjazdowego budynków. Kwoty wzrostu całkowitych odległości D zależą od promienia łuku, położenia urządzenia względem łuku od strony wewnętrznej lub zewnętrznej, odległości od osi toru i ustalane są zgodnie z tabelą 5.1.Ryż. 5.1 Położenie wagonu na łuku z podniesieniem szyny zewnętrznej:
I- siła odśrodkowa;
A- odległość środka ciężkości załogi do poziomu główki szyny;
G- masa załogi;
H- podniesienie poręczy zewnętrznej;
S- kąt nachylenia płaszczyzny obliczeniowej do horyzontu.
Podano standardy zwiększania wymiarów poziomych odstępu przybliżającego budynków:
Na zewnątrz łuku - na dowolnym wzniesieniu poręczy zewnętrznej;
Po wewnętrznej stronie łuku - przy projektowych wysokościach szyny zewnętrznej różniących się od D=60 mm do D=100 mm dla promieni łuków 4000 – 1800 m, a także 160 mm dla promieni łuków 1500 m i mniejszych.
Tabela 5.1
Normy dotyczące zwiększania wymiarów poziomych (D) prześwitu podejściowego budynków (mm)
| Lokalizacja urządzenia | Promień krzywizny, m | |||||||||||||
| Od zewnątrz krzywej | ||||||||||||||
| Od wewnętrznej strony łuku, gdy urządzenie znajduje się na prostym odcinku toru w pewnej odległości od osi toru: | ||||||||||||||
| 2450 mm | ||||||||||||||
| 2750 – 3100 mm | ||||||||||||||
| 5700 mm |
Nominalny wymiar szerokości toru pomiędzy wewnętrznymi krawędziami główek szyn na prostych odcinkach toru i na łukach o promieniu 350 m i większym wynosi 1520 mm. Szerokość toru na bardziej stromych (mniejszych) zakrętach powinna wynosić:
O promieniu od 349 m do 300 m 1530 mm;
O promieniu 299 m i mniejszym niż 1535 mm.
Przykład konstrukcji zarysu zezwolenia na podejście
Zabudowa i dopasowanie do niej gabarytów taboru wraz z rozmieszczeniem obiektów i urządzeń inżynierskich
Zadanie polega na badaniu, rysowaniu i porównywaniu rozmiarów i obrysów różnych wymiarów, a także warunków względnego rozmieszczenia urządzeń kolejowych. Zaleca się narysowanie wymiarów i urządzeń forma elektroniczna lub na papierze rysunkowym w formacie A4 w skali M 1:50.
Podczas wykonywania zadania należy wziąć pod uwagę:
1) Gdzie i w jakich warunkach (na stacji, na odcinku, na prostym lub łukowym odcinku toru) należy wyznaczyć odstęp dojazdowy od budynków;
2) Zadanie rozpoczynamy od narysowania linii wyznaczających UGR oraz oś toru kolejowego. Zaleca się oddzielne rysowanie wymiarów dojazdowych budynków, taboru i ładunku. Wymiary podano zgodnie z obowiązującymi wymaganiami GOST w miejscach dogodnych do odczytania;
3) Jeżeli zadanie przewiduje rozmieszczenie urządzeń na zakrzywionym odcinku toru, wówczas rzeczywiste wymiary luzu są obliczane i wprowadzane po ich odpowiednim zwiększeniu o kwotę D w zależności od promienia krzywizny i lokalizacji urządzeń.
Na przykład:
1. Wymagane jest umieszczenie wysokiego peronu pasażerskiego na zewnątrz łukowego odcinka toru. Promień łuku wynosi R=3000 m. Na prostym odcinku toru odległość od osi toru do wewnętrznej krawędzi wysokiego peronu pasażerskiego wynosi 1920 mm. Zgodnie z tabelą 5.1 zwiększenie całkowitego dystansu D=10 mm. Zatem minimalna dopuszczalna odległość od osi toru do wewnętrznej krawędzi wysokiego peronu pasażerskiego na zewnątrz łukowego odcinka toru wynosi 1930 mm.
2. Tabor zlokalizowany jest na łukowym odcinku toru na wysokości R=200 m. Zgodnie z pkt. 3.9 PTE poszerzamy szerokość toru do 1535 mm.
Przykłady konstrukcji połączonych wymiarów C i T na stacji i odcinku na prostym odcinku toru z umiejscowieniem sygnalizacji świetlnej karłowej na maszcie pokazano na rysunku 6.1.
Ryż. 6.1 Łączony układ wymiarów C i T na stacji i przekroju
Referencje
1. Instrukcja stosowania wymiarów prześwitu budowlanego GOST 9238-83 nr TsP/4425. M.: Transport, 1988 – 143 s.
2. Instrukcja użytkowania wymiarów taboru GOST 9238-83 nr TsV/4422. M: Transport, 1988 - 133 s.
3. Koleje. Kurs ogólny: Podręcznik dla uniwersytetów / wyd. M.M.Uzdina. 5. wyd. przerobione i dodatkowe - St. Petersburg: Centrum Informacyjne „Wybór”, 2002.-368 s.
4. Xu Yu.A., Telyatinskaya M.Yu., Ulyanenkova N.V. Konstrukcje i urządzenia koleje. Seminarium. M.: MIIT, 2003 - 19 s, wyd. 3. przerobione i dodatkowe, 2008 - 78 s.
5. GOST 9238-73. Wymiary dojazdowe budynków i taboru kolei o rozstawie torów 1520 (1524) mm (dla linii o prędkości pociągów nieprzekraczającej 160 km/h). Zamiast GOST 9238-59. Wchodzić. 1973-39 s.
Plan Św. 2010, poz. 257
Wakulenko Siergiej Pietrowicz
Somow Aleksiej Nikołajewicz,
Marina Baranova Wiktorowna
Ogólny kurs transportu
(Wymiary dla transportu: transport kolejowy)
Seminarium
Podpisano do druku Format Nakład 100 egzemplarzy.
Kond.piecz.l. - Zamówienie -
127994 Moskwa, A – 55 ul. Obraztsova, 9, budynek 9
Drukarnia MIIT
* Członkami OSJD są ministerstwa transportu i centrala organy rządowe, odpowiedzialny koleją, 27 krajów: Republika Azerbejdżanu, Republika Albanii, Republika Białorusi, Republika Bułgarii, Republika Węgierska, Socjalistyczna Republika Wietnamu, Gruzja, Islamska Republika Iranu, Republika Kazachstanu, Chińska Republika Ludowa, Koreańska Republika Ludowo-Demokratyczna, Republika Kuby, Republika Kirgiska, Republika Łotewska, Republika Litewska, Republika Mołdawii, Mongolia, Rzeczpospolita Polska, Federacja Rosyjska, Rumunia, Republika Słowacka, Republika Tadżykistanu, Republika Turkmenistanu, Republika Uzbekistanu, Ukraina, Republika Czeska i Republika Estońska. Ponadto koleje niemieckie (DB AG), francuskie (SNCF), greckie (TsH), fińskie (VR), jugosłowiańskie (YuZh) i JSC „Gyor-Sopron - Ebenfurt Railway” (JSC GyŠEV) uczestniczą w charakterze obserwatorów w OSJD).
Konstrukcja toru kolejowego jest ściśle powiązana z konstrukcją i wymiarami par kół taboru. Zestaw kołowy składa się ze stalowej osi, na której są ciasno osadzone koła, wyposażonej w występy prowadzące zapobiegające wykolejeniu. Powierzchnia toczna kół taboru w części środkowej ma stożkowość 1/20, co zapewnia bardziej równomierne zużycie, większą odporność na działanie sił poziomych skierowanych w poprzek toru, mniejszą wrażliwość na jego wady oraz zapobiega powstawaniu rowków na powierzchni tocznej , co utrudnia przejazd zestawów kołowych wzdłuż rozjazdów. Zgodnie z tym szyny montuje się również z nachyleniem 1/20, co w przypadku podkładów drewnianych uzyskuje się poprzez okładziny klinowe, a w przypadku żelbetowych – poprzez odpowiednie nachylenie powierzchni podkładów w obszarze podparcia szyn . Odległość między wewnętrznymi krawędziami główek szyn nazywa się szerokość toru. Szerokość ta jest sumą odległości między kołami (1440 + 3 mm), dwóch grubości obrzeży (od 25 do 33 mm) oraz szczelin między kołami i szynami niezbędnych do swobodnego przejazdu par kół. Szerokość toru normalnego (szerokiego) na prostych i zakrzywionych odcinkach toru o promieniu większym niż 349 m przyjmuje się w ZSRR 1520 mm z tolerancjami dla strony poszerzającej się 6 mm i zwężającej się 4 mm . Do 1972 r. normalny rozstaw kół na naszych drogach wynosił 1524 mm; jego zwężenie do 1520 mm przyjęto w celu zmniejszenia odstępu między kołami a szynami, co przy większych prędkościach pomaga zmniejszyć zakłócenia toru.Zgodnie z PTE, wierzchołki główek szyny obu gwintów toru na odcinkach prostych muszą znajdować się na tym samym poziomie. Na prostych odcinkach toru jeden gwint szyny może znajdować się o 6 mm wyżej od drugiego każdego z nich.
Przy budowie toru przeguby na obu gwintach szyny układane są dokładnie naprzeciw siebie, wzdłuż kwadratu, co w porównaniu z układem przegubów naprzemiennych zmniejsza liczbę uderzeń par kół na szyny, a także umożliwia przygotowanie oraz wymianę siatki szyn i podkładów w całych połączeniach przy użyciu warstw torów.
Aby zapobiec obracaniu się każdej pary kół wokół osi pionowej, pary kół wagonu lub lokomotywy są połączone dwiema lub więcej sztywnymi ramami. Odległość między osiami zewnętrznymi połączonymi ramą nazywa się podstawą sztywną, a między osiami zewnętrznymi wagonu lub lokomotywy - pełnym rozstawem osi. Sztywne połączenie par kół zapewnia ich stabilne położenie na szynach, ale jednocześnie utrudnia pokonywanie zakrętów o małym promieniu, gdzie mogą się zacinać. Aby ułatwić dopasowanie się do zakrętów, nowoczesny tabor produkowany jest na osobnych wózkach z małymi sztywnymi podstawami.
:
A- lokomotywa elektryczna VL8, B- jedna sekcja lokomotywy spalinowej TEZ, V- lokomotywa serii FD,
G- czteroosiowy wagon gondolowy
Cechy projektowania ścieżek na krzywych
Na odcinkach zakrzywionych konstrukcja toru ma wiele cech, z których najważniejsze to: podniesienie szyny zewnętrznej nad wewnętrzną, obecność łuków przejściowych, poszerzenie toru przy małych promieniach, ułożenie skróconych szyn na wewnętrznej gwint szynowy, wzmocnienie toru, zwiększenie odległości między osiami torów na liniach dwu- i wielotorowych.Podniesienie poręczy zewnętrznej jest przewidziany dla promienia łuku wynoszącego 4000 m lub mniej, tak aby obciążenie każdego gwintu szyny było w przybliżeniu takie samo, biorąc pod uwagę działanie siły odśrodkowej, w celu równomiernego zużycia szyn zewnętrznych i wewnętrznych, a także tłumienia ruchu odśrodkowego przyspieszenie, co negatywnie wpływa na komfort podróży pasażerów. Wielkość wzniesienia uzależniona jest od prędkości pociągów oraz promienia łuku i zwykle nie przekracza 180 mm (w Rosji – 150 mm).
Wiadomo, że tabor porusza się po łuku o promieniu R występuje siła odśrodkowa
gdzie m jest masą jednostki taboru;
G jest wagą jednostki taboru;
g - przyspieszenie ziemskie
Kiedy zewnętrzna szyna zostanie podniesiona o określoną wartość H pojawi się składnik siły ciężaru N, skierowany wewnątrz krzywej.
Wykres sił działających na tabor na łuku, gdy szyna zewnętrzna jest podniesiona
Z rysunku jasno wynika, że stosunek H/G jest równy stosunkowi h/s 1. Dlatego H = Gh/s 1.
Aby uzyskać równy nacisk na gwinty szyny, jest to konieczne N zrównoważony I, a następnie wynikowy N będzie prostopadła do nachylonej płaszczyzny ścieżki.
Biorąc pod uwagę, że kąt α jest mały i przy maksymalnym dopuszczalnym wzniesieniu szyny zewnętrznej wynoszącym 150 mm cos α = 0,996, możemy przyjąć, że H=ja.
Następnie
Gdzie
Podstawiając s 1 = 1,6 m, g = 9,81 m/s 2 i wyrażając prędkość v w km/h, a promień R w metrach, otrzymujemy wzniesienie w mm
Ponieważ w warunkach rzeczywistych po łukach poruszają się pociągi o różnych masach Q i przy różnych prędkościach V, to dla równomiernego zużycia szyn do podanego wzoru podstawiamy prędkość średnią kwadratową
Na h=2,5v av 2 /R w pociągach poruszających się z prędkościami powyżej v cf pasażerowie i ładunek zostaną poddani wyjątkowemu przyspieszeniu równemu różnicy między przyspieszeniem odśrodkowym wersja 2 /R i przyspieszenie gh/s 1 skierowane w stronę środka krzywej
Na drogach byłego ZSRR dopuszczalne przyspieszenie wyjątkowe wynosi 0,7 m/s 2 i tylko w wyjątkowych przypadkach 0,9 m/s 2 . Gdy pociągi poruszają się z prędkością mniejszą niż średnio obciążenie szyny wewnętrznej będzie większe niż szyny zewnętrznej.
Aby zapewnić płynne dopasowanie taboru, krzywe okrągłe łączy się z odcinkami prostymi za pomocą krzywych przejściowych. Pomiędzy sąsiednimi łukami linii kolejowej przewidziano wkładki bezpośrednie o minimalnej wartości od 30 do 150 m, w zależności od kategorii linii i kierunku łuków (w jednym kierunku lub w różnych kierunkach).
Urządzenia krzywe przejściowe wiąże się z koniecznością płynnego połączenia krzywej z przylegającą linią prostą zarówno w rzucie, jak i w profilu. Krzywa przejściowa w planie jest krzywą o zmiennym promieniu, malejącym od ∞ (nieskończenie duży) do R- promień krzywizny kołowej ze spadkiem krzywizny proporcjonalnym do zmiany długości. Krzywa o tej właściwości jest spiralą radioidalną, której równanie wyraża się w postaci szeregu
Gdzie Z- parametr krzywej przejściowej (С=lR)
Ze względu na długość krzywej przejściowej l mały w porównaniu do Z, w praktyce wystarczy ograniczyć się do dwóch pierwszych wyrazów ciągu danego wzoru. W profilu krzywa przejściowa w normalnych warunkach jest linią nachyloną o równomiernym nachyleniu ja = godz./l.
. NPK- początek krzywej przejściowej. PDA- koniec krzywej przejściowej
Poszerzanie skrajnie są wykonane w celu zapewnienia dopasowania taboru do zakrętów. Ponieważ pary kół są zamocowane w ramie wózka w taki sposób, że w obrębie sztywnej podstawy są zawsze równoległe do siebie, na łuku tylko jedna para kół może być usytuowana wzdłuż promienia, a pozostałe będą ustawione pod kątem. Powoduje to konieczność zwiększenia odstępu pomiędzy obrzeżami kół a szynami, aby uniknąć zakleszczania się par kół. Aby wózek dwuosiowy mógł swobodnie wjechać w zakręt, wymagany rozstaw kół wynosi:S do =q maks. +f n +4
Gdzie f n- krzywa ugięcia strzałki wzdłuż gwintu zewnętrznego na cięciwie 2λ;
q max - maksymalna odległość pomiędzy zewnętrznymi krawędziami obrzeży kół;
4 - tolerancja zwężenia toru, mm.
Ustalono następujące standardy szerokości toru na zakrętach:
przy R≥ 350 m - 1520 mm;
przy R = 349-300 m - 1530 mm,
przy R≤ 299 m -1535 mm.
Układanie skróconych szyn w gwint wewnętrzny jest konieczne, aby zapobiec rozłączaniu się połączeń. Ponieważ gwint wewnętrzny szyny w łuku jest krótszy od gwintu zewnętrznego, ułożenie w nim szyn o tej samej długości co w zewnętrznym, spowoduje, że złącza będą przesuwały się do przodu po gwincie wewnętrznym. Aby wyeliminować rozwarcie złączy na każdym promieniu łuku, konieczne jest posiadanie własnej długości skrócenia szyny. Dla celów ujednolicenia stosuje się standardowe skróty połączeń szynowych o długości 25 m o 80 i 160 mm. Łączna liczba skróconych szyn N wymagane do układania w krzywiźnie,
n = e/k,
Gdzie mi- ogólne skrócenie,
k- standardowe skrócenie jednej szyny
Układanie skróconych szyn w gwincie wewnętrznym naprzemiennie z układaniem szyn o normalnej długości tak, aby przebieg złączy nie przekraczał połowy skrócenia, tj. 40; 80 mm.
Osiągaćścieżki na krzywych są tworzone w R<1200 м для обеспечения необходимой
равнопрочности с примыкающими прямыми. Для этого увеличивают число шпал на километр,
уширяют балластную призму с наружной стороны кривой, ставят несимметричные подкладки
с большим плечом в наружную сторону, отбирают наиболее твердые рельсы. В круговых
кривых на двух- и многопутных линиях увеличивается расстояние между осями путей
в соответствии с требованиями габарита, что достигается в пределах переходной кривой
внутреннего пути за счет изменения ее параметра С.
Wyciąg z Przepisów Technicznej Eksploatacji Kolei Federacji Rosyjskiej
Rozdział III. Konstrukcje i urządzenia obiektów torowych. Plan i profil ścieżki3.4. Tor kolejowy pod względem promieni łuków, splotu linii prostych i łuków oraz nachylenia zboczy musi być zgodny z zatwierdzonym planem i profilem linii.
3.5. Stacje, bocznice i mijanki z reguły powinny być usytuowane na poziomym peronie; w niektórych przypadkach dozwolone jest ich położenie na zboczach nieprzekraczających 0,0015; w trudnych warunkach dopuszczalne jest zwiększenie nachylenia, ale z reguły nie więcej niż 0,0025.
W szczególnie trudnych warunkach, na bocznicach i mijankach typu wzdłużnego lub półpodłużnego oraz za zgodą Ministra Kolei i na stacjach pośrednich, gdzie nie są zapewnione manewry i odłączanie lokomotywy lub wagonów od pociągu, zbocza na obszarze stacji dozwolone jest więcej niż 0,0025. W szczególnie trudnych warunkach, za zgodą Ministra Kolei, przy przedłużaniu torów odbiorczych i odjazdowych na istniejących stacjach dopuszcza się także spadki większe niż 0,0025, pod warunkiem podjęcia środków zapobiegających samoistnemu odjeżdżaniu wagonów lub pociągów (bez lokomotyw). .
Aby zapobiec samoistnemu odjazdowi wagonów lub pociągów (bez lokomotywy) na stacjach, bocznicach i przejazdach, nowo budowane i przebudowywane tory odbiorcze i odjazdowe, umożliwiające odłączenie lokomotyw od wagonów i wykonywanie czynności manewrowych, powinny, jako z reguły mieć profil podłużny z przeciwskokami po bokach strzałek ograniczających i spełniać normy dotyczące jego konstrukcji.
W niezbędnych przypadkach, aby zapobiec samoistnemu zjechaniu samochodów na inne tory, należy przewidzieć instalację ślepych zaułków bezpieczeństwa, wyłączników bezpieczeństwa, ślizgów zwalniających lub przełączników.
We wszystkich przypadkach, gdy stacje, bocznice i mijanki zlokalizowane są na zboczach, należy zapewnić warunki do uruchomienia pociągów o ustalonej masie.
3.6. Stacje, bocznice i mijanki, a także wydzielone parkingi i tory spalinowe należy lokalizować na prostych odcinkach. W trudnych warunkach dopuszcza się umieszczanie ich na łukach o promieniu co najmniej 1500 m.
W szczególnie trudnych warunkach dopuszcza się zmniejszenie promienia łuku do 600 m, a w warunkach górskich do 500 m.
3.7. Układ i profil torów głównych i stacyjnych oraz dróg dojazdowych należących do kolei należy poddawać okresowym badaniom instrumentalnym.
Organizację prac związanych z instrumentalną weryfikacją planu i profilu torów, wykonaniem odpowiedniej dokumentacji technicznej, a także sporządzeniem wielkoformatowych i schematycznych planów stacji powierzono służbie torów kolejowych przy udziale: instytuty projektowe, grupy projektowo-badawcze oraz projektowe i kosztorysowe do wykonania tych prac.
Odległości ścieżek muszą mieć:
- rysunki i opisy wszystkich dostępnych na odległość obiektów i urządzeń torowych oraz odpowiednie normy i normy;
- wielkoformatowe i schematyczne plany stacji, profile podłużne wszystkich torów głównych i stacyjnych, garby rozrządowe, a także drogi dojazdowe, na których skręcają lokomotywy drogi.
Przy budowie nowych obiektów na terenie stacji, rozbudowie lub przenoszeniu istniejących, każda organizacja wykonująca takie prace ma obowiązek niezwłocznie przekazać kierownikowi toru i zarządcy stacji dokumentację wykonawczą, określającą powiązanie obiektu z istniejącą zabudową stacji. .
Poszerzenie lub szerokość toru na łuku określa się, obliczając dopasowanie wagonów kolejowych do łuku, w oparciu o dwa następujące warunki:
1) Szerokość toru musi być optymalna, tj. zapewniają najmniejsze opory ruchu pociągów, najmniejsze zużycie szyn i kół, chronią szyny i koła przed uszkodzeniem, a tor przed zniekształceniem w planie oraz zapobiegają wypadaniu kół pomiędzy gwintami szyn.
2) Szerokość toru nie powinna być mniejsza niż minimalna dopuszczalna, tj. powinny zapobiegać zakleszczaniu się podwozi wagonów pomiędzy gwintem szyny zewnętrznej i wewnętrznej.
3) Wyznaczanie optymalnej szerokości toru na łuku.
Do schematu obliczeniowego służącego określeniu optymalnej szerokości toru przyjmiemy taki, w którym wagon kolejowy zewnętrznym kołem przedniej osi sztywnej podstawy dociska się do zewnętrznej szyny łuku, a tylną osią toru sztywna podstawa albo zajmuje pozycję promieniową, albo stara się ją zająć; w tym przypadku środek obrotu załogi znajduje się na przecięciu tego promienia z podłużną osią geometryczną sztywnej podstawy załogi. Poza tym:
1) We wszystkich przypadkach obliczona szerokość toru kolejowego nie powinna przekraczać maksymalnej szerokości toru Smax = 1535 mm.
2) Jeżeli obliczony rozstaw kół S otrzyma wartość większą od wartości maksymalnej S max, należy przystąpić do określenia minimalnego dopuszczalnego rozstawu kół, przyjmując odpowiedni schemat projektowy.
3) Jeżeli obliczony rozstaw kół S okaże się mniejszy niż normalna szerokość na prostym odcinku toru (S 0 = 1520 mm), będzie to oznaczać, że wymiary konstrukcyjne i cechy podwozia danego pojazdu na to pozwalają przejechać zakręt o danym promieniu bez poszerzania jego toru. W takim przypadku szerokość toru S należy przyjmować zgodnie z PTE w zależności od promienia.
4) Określenie minimalnej dopuszczalnej szerokości toru.
Niebezpieczną granicę rozstawu kół na zwężeniu wyznacza możliwość zakleszczenia zestawu kołowego, który na poziomie projektowym ma maksymalne wymiary, tj.
S min = q max = T max + 2h max + 2µ (5)
Przy określaniu minimalnej dopuszczalnej szerokości toru możliwe są następujące przypadki:
1) Jeżeli S min ≤ S pte, to dopasowanie jest gwarantowane. Jednocześnie porównanie wszystkich trzech wartości rozstawu torów S min, Spte i S opt pozwala z grubsza oszacować warunki, w jakich będzie przebiegał faktyczny montaż, tj. do jakiego rodzaju dopasowania będzie bliższy, swobodny czy klinowany.
2) Jeżeli S min > Spte, to z kolei ten przypadek dzieli się na dwa następujące przypadki:
A. Jeśli Smin< S птэ < S max , где S max = 1548мм – предельный размер колеи в сторону ее уширения. Установленный из условия предупреждения провала колес внутрь колеи, то для пропуска рассматриваемого экипажа требуется перешивка пути с размера S птэ на расчетную величину S min (по разрешению Н).
B. Jeśli Smin< S птэ >S max , to aby załoga mogła przejechać, należy zmienić tor o obliczoną wartość; jednocześnie, aby zapobiec wpadnięciu kół w tor, układane są przeciwszyny.
5) Podniesienie szyny zewnętrznej na podstawie charakterystyki równego zużycia pionowego obu szyn.
Kiedy tabor porusza się po łuku, powstaje siła odśrodkowa, która ma tendencję do przechylania wagonu poza łuk. Wywrócenie może nastąpić jedynie w wyjątkowych przypadkach. Jednakże siła odśrodkowa działa niekorzystnie na pasażerów, powodując redystrybucję nacisków pionowych na szyny obu linii i przeciążenie linii zewnętrznej. Siła odśrodkowa powoduje również dodatkowy wpływ na tor, gdy załoga wpasowuje się w zakręt. Pociąga to za sobą zwiększone zużycie szyn z gwintem zewnętrznym. Ponadto duże siły boczne powodują, że szyny stają się nierówne, poszerza się rozstaw szyn, a tor nie jest wyrównany w planie.
Aby uniknąć tych zjawisk, zewnętrzny gwint szyny jest uniesiony nad wewnętrzny.
Aby zapewnić równomierne zużycie pionowe obu gwintów, konieczne jest, aby suma ciśnień normalnych ze wszystkich pociągów na gwint zewnętrzny była równa sumie ciśnień normalnych z tych samych pociągów na gwint wewnętrzny
Dlatego konieczne jest, aby:
ΣE n = ΣE w
Siłę odśrodkową powstającą podczas poruszania się pojazdu o masie m po łuku o promieniu R z prędkością V określimy wzorem:
Gdzie G jest wagą załogi
6) Podwyższenie poręczy zewnętrznej, polegające na zapewnieniu komfortu pasażerom.
Należy ustalić takie wzniesienie, aby wielkość niesłabnącego przyspieszenia występującego podczas przejazdu pociągu z prędkością maksymalną nie przekraczała wartości dopuszczalnej
Od (25)
Tutaj i nd jest dopuszczalną wartością wyjątkowego przyspieszenia odśrodkowego. Zgodnie z normami przyjmuje się, że dla pociągów pasażerskich a nd wynosi 0,7 m/s 2 (w niektórych przypadkach a an = 1,0 m/s 2 ), a dla pociągów towarowych a nd = ±0,3 m/s 2 .
Biorąc S1 = 1,6 m, g = 9,81 m/s 2 , V – km/h, h – mm, otrzymujemy:
163a i (26)
Maksymalna wysokość szyny zewnętrznej na drogach krajowych przyjmuje się 150 mm. Jeżeli z obliczeń wynika duża wartość, należy przyjąć 150 mm i ograniczyć prędkość ruchu po krzywej z równania (26)
Przy and = 0,7 m\s 2 i h = 150 mm
7) Normy elewacji zewnętrznych szyn.
Elewację należy układać w łuki o promieniu 4000 m lub mniejszym. Wysokość wzniesienia poręczy zewnętrznej na łuku określa się za pomocą wzorów:
1) Dla pociągów pasażerskich
2) Dla pociągów towarowych
3) Dla ruchu pociągów
Gdzie V max p i V max gr to odpowiednio maksymalne prędkości pociągów pasażerskich i towarowych, ustalone zarządzeniem kierownika drogi.
V pr to średnia prędkość powierzchniowa pociągów przepływowych.
R – promień łuku.
Przy wyznaczaniu wzniesienia za pomocą wzoru (29) zapewniona jest racjonalna praca toru przy prędkościach potoku pociągów towarowych mieszczących się w granicach
Co odpowiada poziomowi przyspieszeń pozostałych pociągów pasażerskich a np = 0,7 m\s 2 i towarowych a n gr = ±0,3 m\s 2 .
8) Podstawowe wymagania dotyczące projektowania i zawartości krzywych przejściowych.
Łuki przejściowe służą do połączenia prostego odcinka toru z łukiem o zadanym promieniu, tak aby zapewnić płynne przejście załogi na zakrzywiony odcinek toru bez wstrząsów i uderzeń. Na łuku przejściowym podniesienie zewnętrznej szyny i poszerzenie toru są całkowicie usunięte. Projektując krzywe przejściowe, wybiera się ich długość, zarys geometryczny krzywej w rzucie i określa współrzędne jej podziału.
Na krzywej przejściowej wzniesienie szyny zewnętrznej stopniowo wzrasta od 0 do h w CPC; dokonuje się odliczenia za poszerzenie toru, jeżeli ten ostatni występuje na łuku kołowym.
Podstawowe wymagania dotyczące projektu i zawartości PC są takie, aby pojawiające się, rozwijające i zanikające czynniki siły (przyspieszenia, siły, momenty) na długości R PC zmieniały się stopniowo i monotonicznie, zgodnie z zadanym harmonogramem oraz na początku i końcu komputera są równe zeru, co jest zapewnione, jeśli wymagania są spełnione.
W NPC y, φ i k = 0, CPC parametry te nie są ograniczone.
W NPC i CPC te pochodne są równe zeru.
Pierwsze trzy wymagania dotyczące niedopuszczalności nagłych zmian rzędnych NPC, CPC i na całej krzywej przejściowej (ryc. 2) Na, kąty skrętu φ i krzywizna Do przez monotonię ich zmian. Spełnienie wszystkich pięciu wymagań tworzy najlepsze warunki przejazd taboru po zakrętach, co jest szczególnie istotne przy dużych prędkościach.
9) Parametr fizyczny krzywej przejściowej.
Oznaczmy: i nazwijmy tę wielkość parametr fizyczny krzywa przejściowa. Następnie wyrażenie dla l będzie wyglądać:
Na l = l 0 w KPCh ρ=R I
Tutaj C jest (geometrycznym) parametrem krzywej przejściowej.
10) Projektowanie krzywych przejściowych metodą przemieszczeń.
Krzywą przejściową wyznacza się przy założeniu, że położenie stycznej pierwotnej krzywej kołowej (punkt T) jest znane w terenie. Aby określić położenie początku krzywej przejściowej (punkt NPC), należy obliczyć wartość m 0. Z podanego diagramu znajdujemy.
FT = AO = Ptg β/2
m 0 = m + Ptg β/2
Nieznane wielkości m i P wyznacza się jako:
Znając położenie początku krzywej przejściowej NPC, współrzędne jej końca (X 0,y 0) w punkcie CPC oblicza się za pomocą równania spirali odległości radiowej w postaci parametrycznej
11) Skrócone szyny na gwincie wewnętrznym.
Układanie skróconych szyn na gwincie wewnętrznym łuku ma na celu zamontowanie złączek szynowych jednego gwintu (wzdłuż kwadratu) i wynika z tego, że długość gwintu wewnętrznego łuku jest mniejsza niż długość gwintu zewnętrznego.
Dla każdego łuku dobierany jest rodzaj skrótu, ilość i kolejność układania skróconych szyn. Do szyn P65 dostępne są dwa rodzaje skrótów: 80mm i 160mm.
Wyboru rodzaju skróconych szyn dla danego łuku dokonuje się według wzoru:
Gdzie S 1 jest szerokością toru wzdłuż osi główki szyny w obrębie łuku kołowego:
S 1 = S pte + b,
Gdzie b jest szerokością główki szyny;
S pte – standardowy rozstaw kół na zakrętach w zależności od promienia;
Po obliczeniu wartości skrócenia ze wzoru (1) przyjmujemy najbliższe większe skrócenie standardowe. Wymaganą liczbę skróconych szyn o przyjętym rozmiarze określa się ze wzoru:
Szyny skrócone układa się w tych miejscach łuku, gdzie skumulowany przebieg złączy osiąga połowę przyjętego skrócenia standardowego.
12) Zwiększanie odległości torów na zakrętach.
Na łukach kołowych na liniach dwutorowych odległość między osiami torów zwiększa się zgodnie z normami wymiarowymi.
Wzrost ten osiąga się na różne sposoby. Jedną z metod jest zwiększenie odległości toru z 4,1 m do 4,1 + A 0 na prostych przed każdym łukiem przejściowym poprzez wprowadzenie dodatkowych łuków w kształcie litery S.
Metoda ta jest rzadko stosowana, ponieważ ma zasadniczą wadę: na poruszanej ścieżce po każdej stronie krzywej głównej pojawiają się dwie krzywe, choć o dużym promieniu. Inna metoda (metoda różnych przesunięć) polega na tym, że stosuje się różne parametry dla krzywych przejściowych ścieżki zewnętrznej. Ułożony w zwykły sposób parametr C krzywej przejściowej toru wewnętrznego dobiera się w taki sposób, aby przesunięcie wewnętrznej krzywej kołowej P in było równe przesunięciu krzywej kołowej toru zewnętrznego plus A 0, tj.
R w = R n + ZA 0
13) Klasyfikacja połączeń i skrzyżowań ścieżek.
Połączenia i skrzyżowania torów kolejowych służą do przemieszczania taboru z jednego toru na drugi, przemieszczania taboru po innych torach znajdujących się w tej samej płaszczyźnie lub obracania pociągu lub oddzielnej lokomotywy o 180 0.
14) Klasyfikacja rozjazdów i ślepych skrzyżowań.
Rozjazdy są najczęstszą konstrukcją wśród wszystkich połączeń i skrzyżowań torów (około 99% z nich). Służą do łączenia lub rozgałęziania torów i służą do przemieszczania taboru z jednego toru na drugi. Rozjazdy to:
1) Single
A. Jednokierunkowy zwykły (najczęściej spotykany w sieci drogowej i najczęściej używany na torach głównych i stacyjnych)
D. Asymetryczna jednostronna krzywizna
2) Podwójne
A. Jednostronny
B. Wszechstronny, symetryczny
C. Wszechstronny, asymetryczny
3) Krzyż
A. Syngiel
B. Podwójnie
4) Połączone
A. Podczas łączenia dwóch torów o różnych rozmiarach
B. Podczas tkania rozjazdów
15) Podstawowe elementy rozjazdów zwykłych.
Do głównych elementów zwykłego pojedynczego rozjazdu należą:
1) Strzałka
2) Poprzeczka z przeciwszynami i przeciwszynami toru.
3) Łączenie ścieżek
4) Podstawy pod szynami
5) Mechanizm przenoszący i jego osprzęt
Strzałka składa się z:
1) dwie szyny ramy
2) dwa rozumy
3) przełącznik, korbowody robocze i łączące
4) dwa komplety mocowań korzeniowych
5) podkładki strzałkowe
6) mocowania
16) Cechy konstrukcyjne rozjazdów i wymagania dla nich
Rozjazdy są najbardziej złożonymi i kosztownymi elementami toru kolejowego. Aby rozwiązać problem znacznego zwiększenia niezawodności i trwałości rozjazdów, konieczna jest zasadnicza rewizja ich konstrukcji, poszczególnych podzespołów i elementów wraz z utworzeniem nowych technologii produkcji. W ostatnie lata opracowano i wdrożono cały kompleks rozjazdów nowej generacji oraz rozwiązań technicznych usprawniających ich konstrukcję. Należą do nich przede wszystkim rozjazdy szybkobieżne na prętach żelbetowych, zwrotnice projektów 2726, 2728 dla torów 1-2 klas, rozjazdy z krzyżami o ciągłej powierzchni tocznej klasy 1/22. Trwa wprowadzanie zmodernizowanych rozjazdów do obiektów produkowanych masowo.
Rozjazdy są kluczowymi konstrukcjami torowymi umożliwiającymi zwiększenie prędkości pociągów i zwiększenie nośności kolei. Badania wykazały, że bez obecności rozjazdów umożliwiających realizację prędkości zadanej na danym odcinku praktycznie nie da się rozwiązać problemu zwiększania prędkości na całym odcinku, a zwłaszcza na danym odcinku.
17) Wyznaczanie podstawowych wymiarów geometrycznych rozjazdów zwykłych z punktem prostym.
Wymagany:
1) Określ promień krzywej konwersji R.
2) Długość bezpośredniego wstawienia k przed matematycznym środkiem krzyża
3) Teoretyczna długość translacji LT
4) Praktyczna długość tłumaczenia LP.
5) Wymiary osiowe przesunięcia A I B.
α -
Kąt krzyżowy
N- długość przodu – wąsy – część krzyża
M– długość ogonowej części krzyża
OK– matematyczny środek lub punkt krzyża
S 0– normalna szerokość toru
jestem ostry– dowcipna długość
β – kąt strzałki
q – zwis belki przedniej ramy
L T - teoretyczna długość rozjazdu - odległość od początku punktów do matematycznego środka krzyża, mierzona wzdłuż krawędzi roboczej szyny ramy lub wzdłuż osi toru prostego.
O c – środek rozjazdu – przecięcie osi toru bezpośredniego i bocznego
a – odległość od przedniego styku szyn ramy do środka rozjazdu, mierzona wzdłuż osi toru prostego
b – odległość od środka S.P. do końcowego złącza krzyża, mierząc wzdłuż osi dowolnej ścieżki translacji.
O – środek krzywej konwersji
L P – całkowita lub praktyczna długość S.P. od przedniego złącza szyn ramy do tylnego złącza krzyża.
Przyjmijmy w prostokątnym układzie współrzędnych Oś Y-Y, przechodząc przez matematyczny środek krzyża, i Oś X-X kompatybilny z krawędzią roboczą gwintu zewnętrznego ścieżki prostej.
Rzutujmy kontur ABCO K na te wzajemnie prostopadłe osie. Ale najpierw w tym celu wykonamy następujące dodatkowe konstrukcje.
Od środka krzywej konwersji, tj. od punktu O przywróć promień - prostopadle do krawędzi roboczej szyny ramy; Z punktów B i C obniżamy prostopadłe do tego promienia - prostopadłe odpowiednio w punktach B 1 i C 1. W rezultacie otrzymasz trójkąt prostokątny OB 1 B z kątem prostym β w wierzchołku O, a także OC 1 C z kątem prostym w wierzchołku C 1 i kątem krzyżowym α w wierzchołku O.
Teoretyczna długość transferu, jak widać na rysunku, jest rzutem konturu ABCO K na oś poziomą, tj.
Ale B 2 do = do 1 do – b 2 do 1 = do 1 do – b 1 b
Z trójkąta OS 1 C: С 1 С = R sinα
Z trójkąta OB 1 B: V 1 V = R grzech
Od trójkąta O do C 2 C: C 2 O K = k cosα
Dlatego po podstawieniu wartości B 2 C i C 2 O K do równania (1) otrzymujemy:
L T = l ostry cosβ +R (sinα – grzechβ )+ k cosα (2)
Rzut tego samego konturu ABCO K na oś pionową będzie normalną szerokością toru względem poprzeczki, tj.
S 0 = l ostry grzechβ + B 1 Do 1 + SS 2 (3)
Ale B 1 C 1 = OB 1 - OS 1
Z trójkąta OB 1 B: OB 1 = R cosβ
Z trójkąta OS 1 C: OS 1 = Rcosα
Z trójkąta O K C 2 C: CC 2 = k sinα
Zatem zastępując wartości B 1 C 1 i СС 2 w wyrażeniu (3), znajdujemy szerokość toru w krzyżu: S 0 = l ostry grzechβ + R (kosβ - sałataα ) + k sinα
Całkowita lub praktyczna długość rozjazdu: L P = q + L T + m (5)
Promień R i długość wkładki prostej przed krzyżem k określa się w zależności od znanych lub określonych parametrów.
18)Wyznaczanie podstawowych wymiarów geometrycznych rozjazdu zwykłego z wyłącznikiem siecznym krzywoliniowym.
W zależności od początkowych danych w praktyce projektowej przy ustalaniu wartości R, k, L T, L n, α, b mogą wystąpić dwa przypadki:
1) Gdy promień krzywizny krzywizny R 0 nie jest równy promieniowi krzywizny przenoszenia R
2) Gdy promień krzywizny krzywizny R 0 jest równy promieniowi krzywej przenoszenia R.
