Определение начального стрелочного угла и длины боковой строжки

Начальный стрелочный угол (угол образованный между рабочей гра­нью рамного рельса и касательной проведенной к рабочей грани остряка в его острие) можно определить из рис.3. Установив связь между зазо­ром δ, с которым колесо подходит к остряку, начальным стрелочным уг­лом β_н, углом удара β_oc-у и радиусом R и преобразовав выражения получим формулу для определения начального стрелочного угла

 

 

где V_6oк - наибольшая требуемая скорость движения по боковому пути, м/с; W_oс-у-допускаемое значение потери кинетической энергии при

соуда­рении реборды колеса и остряка, м/с; δ_max- на основании большого

статистического материала найдено значение максимально вероятного зазора в рельсовой колее δ_max = 40 мм для колеи 1524 мм и δ_max= 30 мм для колеи1520 мм.

 

 

sinβ_н =1/15,0√0,228² -2·0,03·0,41 =0,011031

cosβ_н =0,999939

Начальный угол остряка β_н по условию обеспечивает достаточную прочность остряка.

 

Величина горизонтальной строжки остряка - λ_vи угол в этой зоне -ξ_vнаходят по формулам:

 

cosξ_v=548780·0,999939/548780+72,8=0,999806

sinξ_v =0,019696

 

 

λ_v=(548780+72,8)·0,019696-548780·0,011031=4756,612569

 

 

Расчет полного стрелочного угла и длины остряков

 

Полный стрелочный угол β определяется следующим образом: Обозначим через βbrугол наклона остряка в точке N (рис.2.3). При известных значениях R и β_н проекция элемента остряка AN на вертикаль определит ширину головки остряка -βr. Ширина головки остряка на расчетном уровне принимается: для рельсов Р65 b_r= 0,0728м;

Угол наклона остряка в конце строжки определится по формуле:

=arcos(0.999939-72.8/548780)=1.125701

cosβ_br =0.999807 sinβ_br =0.019645

 

Расстояние между рабочими гранями рамного рельса и остряка в его корне определится:

=72.8+67=139.8_мм

 

где tж- минимально возможный желоб между остряком и рамным рель­сом в корне остряка в точке Вили в месте изгиба при гибких остряках.

=1521-1437-25+(3+3+2)=67_мм

 

где S_П - ширина колеи по прямому пути в корне остряка (1521мм); Т_min-минимальная насадка колесной пары (1437мм); h_min-минимальная тол­щина гребня колеса (25мм); (, учитывает из­гиб осей;

, учитывает упругое уширение колеи; , запас на сужение или уширение).

 

Тогда полный стрелочный угол определится:

β=0,999807+72,8-139,8/409090=1,528887

cosβ=0.999644 sinβ=0.026680

Длина остряка найдется следующим образом:

 

l₀ =3.14·548780·(1.125701-0.632855)/180+3.14·409090·0.403186/180=7595

где угол - соответствующий зоне неостроганой части остряка и определяется по формуле:

 

=1.528887-1.125701=0.403186

Расчет рамного рельса

Рамные рельсы - это основа стрелки, они отличаются от стандартных наличием крепёжных отверстий, а также строжкой боковой грани головки рельса для укрытия остряка от удара подрезанных гребней колес подвиж­ного

состава. Длина рамного рельса определится по формуле:

=3611+7595+916=12123_мм

 

где m₁- передний вылет рамного рельса определяется по следующим условиям:

1. Накладки в стыке не должны мешать прижатию остряков к рамным рельсам

 

=800-8/2+24=420_мм

 

где lн -длина накладки, равная 800 мм для рельсов типа Р75, Р65; δ - стыковой зазор в стыке рамного рельса - 8мм; z -расстояние от конца накладки до начала остряков z = 20-25 мм.

Длина т₁ должна быть достаточной для возможности плавного пере­хода (отвода) от ширины колеи у острия остряка к ширине колеи на прямой у начала накладки стыка рамных рельсов (с некоторым запасом)

 

=1521-1520/0,002=500_мм

 

где i - уклон отвода ширины колеи ; , - соответствен­но ширина колеи в острие остряков и в переднем стыке рамного рельса.

2.Стык рамного рельса должен быть расположен достаточно далеко от острия остряка, чтобы ударно-динамический эффект, возникающий при проходе колеса через стык, практически затух перед вступлением колеса на остряк и ударом его в последний. По этому наиболее целесообразно располагать начало остряка полностью опирающимся на подушку башма­ка шириной р₀ =180-200мм, (рис 2. 4)

=7·500+(420-8-190)/2=3611_мм

 

где b_i - пролет между осями брусьев под стрелкой, , - средний шпальный про­лет на перегоне для данного типа рельсов. (при эпюре шпал 2000 шт/км - 0,500 м); с - стыковой пролет (для рельсов типов Р65, Р75-0,420 м); δ - стыковой зазор 8 мм; п- число пролетов b_i.

 

 

Из всех значений т₁ принимается большее.

Наименьшая длина заднего вылета рамного рельса т₂ определится исходя из условия расположения стыков в корне остряка и конце рамного рельса на наименьшем расстоянии, но в разных шпальных пролетах (рис 4в)

 

=420/2+(420-8)/2+500=916_мм

 

Приближенно марку стрелочного перевода можно определить по формуле

 

1/N=1/0.6·√409.090909

 

1/N=1/13

 

 

Рис. 2.4. Расчетные схемы для определения длины рамного рельса

РАСЧЕТ КРЕСТОВИНЫ

 

К основным параметрам крестовины относятся:

1. Марка крестовины (тангенс угла крестовины tgα = 1/N);

2. Передний вылет крестовины –h;

3. Задний вылет крестовины – р;

4. Размеры контррельсов и усовиков.

3.1. Определение марки стрелочного перевода и угла крестовины α

 

Угол крестовины α может быть определён:

S_п =1520

где S_n - ширина колеи против крестовины – 1520 мм

Обозначим через С сумму всех членов этого уравнения не зависящих от крестовинного угла

 

C=548780·0.999939-(548780-409090)·0.999806-1520=407563.6243

 

тогда угол крестовины определится через вспомогательный угол φ следующим образом

 

sin(φ-α)=407563.6243·0.005882/2406=(407563.6243/409090-64)·0.999982

sin(φ-α)=0.996406

arcsin(φ-α)=85.140888

α=89.662975-85.140888=4.522087

sinα=0.078843 cosα=0.996887 tgα=0.079089

=409090-64/2406=170.002493

 

где - длина прямой вставки в первом приближении, определяется по формуле

=2000+406=2406_мм

где d_min - минимальная длина прямой вставки, d_min= 2,0м; D- часть длины переднего вылета крестовины - h, не зависящая от её угла; G -параметр второго слагаемого h, зависящий от марки крестовины N.

 

 

=1/0.079089=12.64=13

 

Полученный знаменатель марки крестовины следует округлить до целого числа в большую сторону, обеспечивая тем самым увеличение скорости по стрелочному переводу.

По принятому показателю марки крестовины уточняется длина прямой вставки kпо формуле:

 

k=1520-548780(0.999939-0.999806)-409090(0.999806-0.996887)/0.078843=3207

 

Минимальная длина прямой вставки должна быть:

k_min ≥406+768+400+2000=3574_мм

3207≥3574

Условие не сходится

Принимаем показатель марки крестовины больше полученного.

N=14

N=1/tgα=1/14=0.071428

α=4.085616

tgα=0.071428

sinα=0.071247

cosα=0.997458

k=(1520-548780(0.999939-0.999806)-409090(0.999806-0.997458))/0.071247=6827

Условие сходится