МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(СамГУПС)
Центр дополнительного профессионального образования
Курс «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»
Отчет по практической работе
по дисциплине: «Устройство железнодорожного пути »
(вариант № 16)
Выполнил: Гафурова З.Б.
Проверил: Овчинников Д.В.
Самара 2017
Проектирование и расчет рельсовой колеи
В данном разделе курсового проекта определяются необходимое возвышение наружной рельсовой нити, ширина рельсовой колеи в круговой кривой при разных видах вписывания подвижного состава, разбивочные параметры переходной кривой, количество и порядок укладки укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити.
Исходными данными для выполнения первой части курсового проекта являются:
- тип подвижного состава;
- радиус кривой, м;
- угол поворота линии, град.;
- вес, количество и скорость движения скоростных, пассажирских и грузовых поездов, т.
Вариант задания № 16:
| Тип подв. ед. | Радиус | Угол пов. | Вес поезда | Кол. поездов | Скор. движ. | ||||||
| Скор | Пасс | Груз | Скор | Пасс | Груз | Скор | Пасс | Груз | |||
| 2ТЭ116 |
Определение возвышения наружного рельса в кривой
При движении экипажа по кривой появляется центробежная сила. Эта сила создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую нить, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои нитей, увеличивается напряжение в рельсах, пассажиры испытывают неприятные ощущения. С целью нейтрализации вредного влияния центробежной силы на путь и на пассажиров наружная рельсовая нить приподнимается (возвышается) над внутренней. Возвышение наружного рельса в кривой заданного радиуса R производим по формуле:
, (1.1)
где К – коэффициент увеличения, возвышения наружного рельса, учитывающий смещения центра тяжести экипажа в сторону кривой. В курсовом проекте принимаем К =1;
υср – среднеквадратическая средневзвешенная по тоннажу скорость, км/ч;
R – радиус кривой, в м;
υср = 
(1.2)
где ni – число поездов одинакового веса, движущихся с одинаковой скоростью, в шт.;
Qi – вес поездов, в т.;
υi – фактические скорости движения поездов, км/ч.
υср = 
(км/ч).
Полученное возвышение наружного рельса проверяем по условию обеспечения комфортабельности езды пассажиров по формуле:
,(1.3)
υmax – максимальная скорость поездов.
За окончательное значение возвышения принимаем большее из двух, но не более 150 мм. Величину расчетного возвышения округляем до значения кратного 5мм в большую сторону.
Определение оптимальной ширины колеи
Двухосная тележка. Определение оптимальной ширины колеи
При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимают схему свободного вписывания. На рисунке 1.1 представлена схема такого вписывания для двухосной тележки.
|
|
Рисунок 1.1 - Схема свободного вписывания двухосной тележки в кривую
Для двухосной тележки принципиальная схема сохраняется такой же (без средней оси). Точкой 0 обозначен центр вращения тележки. При свободном вписывании он находится на задней оси и внутреннее колесо этой оси своим гребнем касается внутренней нити кривой, не взаимодействуя с ней. Оптимальная ширина колеи, Sопт мм определяется по формуле:
Sопт = qmax+ fн – η1+4, (1.4)
где qmax – максимальная ширина колесной пары (для локомотивов и тепловозов qmax=1509 мм);
fн – стрела изгиба, мм, наружного рельса при хорде АВ;
4 – допуск на сужение колеи.
Таблица 1.1 - Параметры ходовых частей подвижного состава
| Тип экипажа | Конструкционная скорость V, км/ч | Радиус колеса по кругу катания r, см | Число осей в жесткой базе | Длина жесткой базы L, см | Поперечные разбеги  , мм, осей
| |
| крайних
| средней у трехосной тележки 
| |||||
| Тепловоз | ||||||
| 2ТЭ116 | 52,5 | 1,5 | 14,0 |
, (1.5)
где 
– расстояние от центра O вращения тележки до геометрической оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L, мм;
R – радиус кривой, мм;
b – расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом, определяемое по формуле:
, (1.6)
где r – радиус колеса, мм;
t – расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина касания); принимается равным 10 мм;
τ – угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту, равный для нового вагонного колеса 60°, для локомотивных бандажей – 70°;
S = 1520 мм.
Значения величин L, r, η1, представлены в таблице 1.1.
Вычисляем стрелу изгиба, мм, наружного рельса при хорде АВ:
Вычисляем оптимальную ширину колеи:
Sопт = 1509 + 9,236– 1,5 + 4 = 1520,737 (мм).
Полученное значение Sопт сравнивают с нормативным [ S ]. Если
Sопт < [ S ], то принимают нормативную ширину колеи. Если же Sопт окажется больше [ S ], то необходимо определить минимально допустимую ширину колеи.
.
Определение минимально допустимой ширины колеи.
В этом случае за исходную принимают схему заклиненного вписывания (см. рис. 1.2).
Рисунок 1.2 - Схема заклиненного вписывания двухосной тележки в кривую
Учитывая, что заклиненное вписывание не допускается, к полученной по этим схемам ширине Sз прибавляют величину зазора δmin/2 между боковой рабочей гранью рельса и гребнем колеса (δmin = 5 мм для вагонных колес,
δmin = 7 мм для локомотивных колес). Для двухосной тележки (см. рис. 1.2) минимально допустимую ширину колеи Smin, мм, определяют из выражения:
Sз = qmax+ fн – fв – ∑η1+ δmin/2+4, (1.7)
где fн и fв – стрелы изгиба наружной и внутренней нитей кривой, отсчитываемые соответственно от хорд АВ и CD, проведенных через точки касания колес с наружной и внутренней нитями;
4 – допуск на сужение колеи.
Величины их определяются по формулам:
, (1.8)
, (1.9)
. (1.10)
Определим величины стрел изгиба наружной и внутренней нитей кривой:
Вычислим минимально допустимую ширину колеи:
Smin = 1509 + 2,318-2,281-1,5+7/2+4 = 1515,036(мм).
1.2.2 Трехосная тележка
Определение оптимальной ширины колеи.
Оптимальная ширина колеи, Sопт мм определяется по формуле, аналогичной формуле при определении оптимальной ширины колеи для двухосной тележки (рисунок 1.2):
Sопт = qmax+ fн – η1+4, (1.7)
Рисунок 1.2 - Схема свободного вписывания трехосной тележки в кривую
Sопт= 1509 + 2,318-1,5+4=1513,8(мм).
Полученное значение Sопт сравнивают с нормативным [ S ]. Если
Sопт < [ S ], то принимают нормативную ширину колеи. Если же Sопт окажется больше [ S ], то необходимо определить минимально допустимую ширину колеи. Принимаем S 1520мм.