Расчет крестовины и контррельсов

Минимальная длина цельнолитой крестовины

 

Длина крестовины слагается из минимальных длин ее передней h_min и хвостовой p_min частей.

Рис. 5. Схема определения минимальной длины цельнолитой крестовины.

Значения h_min и ρ_min находят из условия, чтобы выступающие за головку рельса детали стыка на одной рельсовой нити не мешали расположению деталей стыка на другой нити и чтобы были возможности установки, смены и содержания в исправности этих деталей и стыка в целом. При этом не допускается строжка путевых рельсов, примыкающих к крестовине.

 

 

где: – длина стыковой накладки (800 мм.);

t₂ – ширина желоба крестовины; (62мм.);

λ – расстояние от точки изгиба усовика до торца накладки. Принимается равным 100мм.

При определении хвостовой части крестовины ρ_min следует учесть минимальный зазор между подошвами примыкающих рельсов 2Е:

 

 

где B – ширина подошвы рельса, 150 мм;

b – ширина головки рельса, 75 мм;

2V – размер подошвы усовых рельсов, обеспечивающих нормальную постановку или снятие первого болта, 173 мм;

– длина двухголовой накладки, 800 мм;

х₁ – расстояние от торца накладки до оси первого стыкового отверстия, 80 мм;

– минимальный зазор между кромками подошвы рельсов, принимаем равным 10 мм;

N – показатель марки крестовины.

При расчетах h и ρ величину стыковых зазоров δ(h) и δ(ρ) принимают равными нулю для уменьшения ударного эффекта при проходе колёс по крестовине.

 

Полная теоретическая длина крестовины будет равна:

 

 

Практическая длина крестовины

 

Полученные значения h_min и ρ_min должны быть откорректированы исходя из равномерного распределения переводных брусьев и рационального размещения крепёжных деталей. При этом практическая длина крестовины _пр должна быть не меньше теоретической длины, но не более чем на величину одного пролёта или одного расстояния между осями брусьев a_i.

При определении практической длины крестовины должны быть выполнены следующие условия:

- брусья в пределах крестовины располагаются по нормали к биссектрисе угла крестовины α;

- расстояния между осями брусьев a_i принимают равным в пределах 500-545 мм;

- брусья под крестовиной должны располагаться так, чтобы сечение сердечника в 20 мм располагалось по оси переводного бруса;

- расстояние между осями стыковых брусьев С принимают равным 440 мм при рельсах Р50 и С = 420 мм при рельсах Р65 и Р75.

 

 

Рис. 3.6. Расчетная схема раскладки переводных брусьев в пределах крестовины.

 

85

Определяем количество брусьев под крестовиной. Количество брусьев n может быть только целым, поэтому к значениям и добавляются поправочные значения и при условии что

Таким образом количество брусьев под крестовиной с учетом поправки равно:

 

 

 

 

Полная практическая длина крестовины будет равна:

Размеры усовиков

Геометрические размеры усовиков устанавливают исходя из взаимосвязи с размерами крестовины и возможности стыкования типовыми элементами (накладками).

Рис. 7. Размеры усовиков.

Проекция отрезка усовика в пределах “вредного” пространства x равна:

где t_r – расстояние между рабочими гранями усовиков в месте их первого изгиба (горло крестовины). Для стрелочных переводов с шириной колей 1520 мм желоб t_r = 62 мм.

Обозначим через γ угол удара колеса в усовик крестовины при движении экипажа по прямому пути в противошерстном движении. Величина этого угла может быть определена по зависимости:

0,02109

где t_y1 – ширина жёлоба в крестовине.

Ширина жёлоба в крестовине устанавливается из условия обеспечения безопасности прохождения колёсных пар подвижного состава. Критерием безопасности служит предотвращение заклинивания колёсных пар между рабочими гранями контррельса и усовика, т.е. t_y1 – величина нормируемая. В расчётах принимаем t_y1 = 45 мм.

Длина участка х_y1 устанавливается из условия, что ширина жёлоба, равная 45 мм, сохраняется от математического центра крестовины до точки сердечника, где его ширина b_с равна 50 мм.

На участке x_y2 производится отвод усовиков под углом удара γ_у. На основании опыта эксплуатации принимают γ_у = 0,8γ (γ_у = 0,0168), но во всех случаях γ_у не должна превышать γ. При принятом значении γ_у длина участка x_y2 определяется по формуле:

где t_y2 – ширина жёлоба в конце участка направляющей части, нормируется в пределах 64 – 68 мм; в расчётах принимаем t_y2 = 64 мм.

Длина улавливающей (раструбной) части усовика х_у3 в практике равна 150 – 200 мм, а ширина жёлоба t_y3 = 86 – 90 мм. В расчётах принимаем X_у3 = 150 мм; t_y3 = 86 мм.

Возможность установки типовых накладок в хвосте крестовины определяется условием, чтобы К ≥ 0,51 . Величину К можно установить из соотношения:

 

Размеры контррельса.

Контррельсы направляют колёса подвижного состава в соответствующий жёлоб и предохраняют сердечник у острия от горизонтальных давлений и ударов. Размеры контррельсов также связаны с размерами отдельных частей крестовины.

Рис. 8. размеры контррельса.

 

Расчетная схема для определения размеров контррельса составлена исходя из соблюдения следующих условий:

- прямолинейная часть контррельса должна перекрывать

расстояние от горла крестовины t_г до сечения сердечника,

имеющего ширину b_с = 40 мм запасом в каждую сторону 150-300 мм;

- направляющая часть контррельса должна иметь угол удара;

- возможность стыкования контррельса с путевым рельсом типовыми

скреплениями.

Ширина желоба t_к1 на прямолинейном участке Х_к1 устанавливается из условия ненабегания гребня колеса на рабочую часть сердечника крестовины, является величиной нормированной и равняется 44 мм.

Длина прямолинейного участка согласно расчётной схемы определяется по формуле:

Принимая t_r = 62 мм, b_c = 40 мм, tgα = 0,0769, получим:

Длина отводов контррельса на участке X_к2 будет равна:

где t_k2 – ширина жёлоба в конце участка направляющей контррельса, принимается такой же, как и в усовиках, 64 – 68 мм;

Величина γ_к для типовых конструкций стрелочных переводов принята на основе экспериментальных исследований в зависимости от скорости движения и рекомендуется:

- при скорости движения по прямому пути до 140 км/ч значение γ_к = 0^о56^’36^’’;

- при скорости движения по прямому пути до 160 км/ч значение γ_к = 0^о34^’13^’’;

Размеры улавливающей части контррельса принимаются:

х_к3 = 150 мм; t_к3 = 86 мм.

Принятые разбивочные размеры необходимо проверить на соответствие конструктивным соображениям, а именно: чтобы длина контррельса от раструбной части до стыка К была бы не меньше половины типовой двухголовой накладки, т.е. К ≥ 0,5∙l_н. Величину К можно определить по формуле:

где p - длина хвостовой части крестовины, p= мм;

∆ - забег стыка по рельсовой нити прямого пути по сравнению со стыком хвоста крестовины из-за того, что переводные брусья размещаются по нормали к биссектрисе угла крестовины α.

где S_n – 1520 мм – ширина колеи по прямому пути;

V_o – 72,8 мм – ширина головки рельса.

tg(α/2)=0,0384

Длинна контррельса: