Контрольная работа на тему расчета стрелочного перевода. Контрольная работа стрелка. Исходные данные для выполнения контрольной работы
 Скачать 493.6 Kb.
|
|
Проектирование и расчет элементов верхнего строения железнодорожного пути Исходные данные для выполнения контрольной работы Исходные данные для выполнения контрольной работы приведены в таблице 1. Таблица 1 – Исходные данные
Методические указания к выполнению контрольной работы №1 «Расчёт основных и разбивочных размеров стрелочного перевода, расчет его эпюры» 1.1. Исходные данные Исходными данными для проектирования стрелочного перевода являются: - общие конструктивные особенности стрелочного перевода; - тип рельса; - вид основания (брусьев); - расчётный экипаж; - скорости по основному пути и ответвлению – νп и νб; - допускаемая величина внезапно возникающего ускорения при набегании колеса на остряк при движении экипажа в противошерстном направлении на ответвление – j0; - допускаемая величина непогашенного ускорения при движении по стрелочной кривой - 0;  - допускаемая величина параметра, характеризующего потерю кинетической энергии при набегании колеса на остряк ответвлённого пути – W0. Исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в первой части таблицы 1. По мимо исходных данных используются данные из контрольной работы №1. 1.2. Основные параметры стрелки К основным параметрам стрелки с остряками секущего типа относятся: - начальный стрелочный угол остряка ответвлённого направления - βн; - радиус остряка ответвлённого пути в зоне возможных набеганий на него гребней колёс экипажей – R1; - радиус остряка вне этой зоны – R2; длина зоны примыкания остряка к боковой грани рамного рельса (длина строжки головки остряка - λν); - угол, соответствующий концу зоны строжки остряка - ξν; - длина переднего выступа рамного рельса – m1. Начальный стрелочный угол остряков секущего типа и их радиусы определяются из соотношений кинематики движения экипажа при входе на стрелку (рисунок 1.1):  ; ; где δ – расчётный наибольший зазор между гребнем колеса и рамным рельсом. Для стрелочных переводов колеи 1520 зазор δ = 36 мм. Для исходных данных примера получим:       Рисунок 1.1. Схема для определения основных параметров стрелки. Остальные параметры стрелки определяются по формулам (см. рисунок 1.1).   Cos угла, соответствующего концу зону строжки остряка, будет равен  Длина строжки головки остряка  где ν0 - ширина головки остряка на расчётном уровне (Р50 – 65,1 мм, Р65 – 68,4 мм, Р75 – 68,4 мм). В рассматриваемом примере: А = 447000×0,005455254 ≈ 2438мм В = 447000×0,999985119 ≈ 446993мм  ξν = 0,018366220 sinξν = 0,018365188 λυ = (447000+68,4) × 0,018365188 – 2438 = 5771мм Передний выступ рамного рельса определяется по формуле:  где c– расстояние между осями брусьев в стыке (Р50 – 440 мм, Р65 и Р75 – 420 мм); δ - стыковой зазор, δ = 8 мм; a - пролёт между осями брусьев (a = 520 мм); n - число пролётов (принимается от 3 до 9, в зависимости от марки перевода); m0 - расстояние от острия остряка до оси первого бруса m0= 41 мм). Причём n = 5, тогда для нашего примера:  1.3. Основные параметры «жесткой» крестовины Основными параметрами крестовины являются: - угол крестовины – α (марка – N); - передний вылет крестовины – р. Для определения основных параметров крестовины используется уравнение проекций контура стрелочной кривой на ось, перпендикулярную оси основного пути (рисунок 1.2).  )где Sn - расчётная ширина колеи на крестовинном узле; α - угол крестовины; d – длина прямой вставки между концом стрелочной кривой и математическим центром крестовины. В уравнении проекций два неизвестных – угол крестовины α и длина прямой вставки d. Они взаимосвязаны и зависят от динамико-кинематических параметров стрелочного перевода и вида его конструкции. Существует несколько способов определения величин α и d. Рассмотрим один из них. Сгруппируем все члены уравнения (1.4) не зависящие от угла α:  )Тогда уравнение проекций примет вид:  Отсюда  Проведём необходимые расчёты для рассматриваемого примера. В начале зададим d1=0, тогда   Рисунок 1.2. Схема для определения угла и марки крестовины     Марка крестовины:   При d =0 участок крестовины от переднего стыка до её математического центра будет криволинейным. Для массовых стрелочных переводов это неудобно. Так, например, для правых и левых переводов одной марки крестовины не будут взаимозаменяемыми. При практическом проектировании целесообразно принимать длину прямой вставки d = 1,5 – 3,5 м. Анализ уравнений 1.4-1.7 показывает, что с увеличением N величина d также возрастает. Проведём ещё два расчёта для N > 10.           Длина прямой вставки первого варианта соответствует рекомендациям, поэтому для дальнейших расчётов примем: N = 13, d = 3245мм, α = 0,076771891 = 4°23'55'' Зная марку крестовины (её угол) можно определить её основные размеры – передний вылет h и задний вылет р. Размеры h и р должны обеспечивать возможность стыкования крестовины с примыкающими к неё рельсами, поэтому они зависят от выбранной конструкции крестовин. Для рассматриваемой в примере конструкции сборной крестовины типа общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой частью усовиков имеют место соотношения (см. рисунок 1.3).  (1.8) где вн - расстояние от продольной оси рельса до выступающей части накладки lб – полная длина стыкового болта с учётом положительных допусков её изменения; εб – запас, учитывающий возможность свободного монтажа и демонтажа болтов, εб = 10 мм; υ – ширина головки рельса; q – расстояние от торца усовика до оси ближайшего к математическому центру стыкового болта; вп –ширина подошвы рельса; εп – зазор между подошвами рельсов, примыкающих к крестовине, 2εп ≥ 5 мм. Размеры υ, вн, вп, lб и q в миллиметрах даны в таблице 2. Таблица 2. Размеры к расчёту длины крестовины.
Определим hmin и рmin для рассматриваемого примера:    Рисунок 1.3. Схема для определения основных размеров крестовины Практические величины длин переднего и заднего вылетов крестовины должны быть не менее, чем hmin и рmin. Они определяются по условиям рационального распределения брусьев и конструктивного оформления всего узла. 1.4. Определение длины контррельса Контррельсы крестовинных узлов стрелочных переводов предназначены для обеспечения безопасности прохождения экипажей через вредное пространство «жестких крестовин». Конструктивно контррельсы состоят (см. рисунок 1.4) из основной части lк0 перекрывающей вредное пространство, двух отводов lк1 - направляющих колёсные пары в желоб крестовины соответствующего пути и двух нерабочих улавливающих частей lк2 - предназначенных для обеспечения безопасности движения в экстраординарных случаях. Длины частей контррельсов определяются следующим образом:     где γк1 - угол отвода контррельса; tг- желоб в горле крестовины 62 мм; tко - желоб в основной части крестовины – 44 мм; tк1 – желоб в конце отогнутой части крестовины – 64 мм; wc– ширина сердечника в сечении, где колесо полностью опирается на него – 40 мм; eк – запас – 100 мм. Угол отвода контррельса не должен превышать допустимого угла удара в отведённую часть контррельса, которая определяется допускаемой величиной эффекта удара Wк = 0,6 м/c по формуле:  где Vn – расчётная скорость движения по основному пути. Подставив значения рассматриваемого примера получим:      Рисунок 1.4. Расчет длин контррельсов и усовиков 1.5. Определение длины остряков Длина свободной (гибкой) части гибкого остряка должна быть такой, чтобы выполнялись три основных требования: - при отведённом остряке величина желоба между ним и рамным рельсом не должна быть меньше минимально допустимой величины tmin = 62 мм на всём его протяжении; - расчётное усилие на приводе не должно превышать величины, которую может обеспечить электропривод; - напряжения от изгиба в остряке не должны быть больше допускаемых. Длина неподвижной части гибкого остряка (заделки) должна обеспечивать надёжное закрепление корневого стыка. В практике проектирования выполнение этих условий обеспечивается проведением вариантных расчётов. Из опыта конструирования известно, что условия для гибкой части остряков выполняются при её длинах от 8 до 15 м. Надёжное закрепление корневой зоны остряка можно обеспечить при длине заделки более 1 м. Таким образом, длину гибкого остряка целесообразно принимать в пределах 9-16 м. Наибольшая возможная длина гибкого остряка в крестовинах переводов пологих марок (более 1/ 18) до 25 м, по условиям их изготовления на российских стрелочных заводах. Кроме этих условий, длина остряков должна обеспечивать возможность конструктивного оформления корневой зоны. При современной блочной (стыки в одном створе) конструкции стрелочного перевода это условие обеспечивается при ординатах в корне остряка более 270 мм. Принимая наиболее распространённую конструкцию корня гибкого остряка, определим его длину с учётом ординаты в корне 278 мм (у типовых переводов марки 1/11). Полный стрелочный угол и длина остряка из условий проекции остряка на ось перпендикулярную оси пути:    Подставляя численные значения примера получим:     1.6 Расчёт основных размеров стрелочного перевода и разбивочных размеров Теоретическая длина стрелочного перевода (расстояние от острия остряков до математического центра крестовины) определяется из уравнения проекции перевода на ось основного пути (см. рисунок 1.1):  Полная длина стрелочного перевода:  Расстояние между центром перевода и математическим центром крестовины, и между центром перевода и острием остряков:   Расстояние от центра крестовины до предельного столбика:  где q – половина ширины нормированного междупутья. В рассматриваемом примере:      1.7. Определение ординат переводной кривой При определении ординат переводной кривой за начало координат принимают, как правило, точку на рабочей грани рамного рельса в корне криволинейного остряка. Абсциссы переводной кривой определяют с шагом кратным 2 м. Проецируя контур переводной кривой на ось пути и перпендикулярную ей ось, получим для произвольной точки рабочей грани упорного рельса:   где Xi – абсцисса точки; ψi – угол, соответствующий рассматриваемой точке. Для конца переводной кривой:   В проектируемом нами переводе:   Расчёт промежуточных ординат следует выполнить для X=2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 17,576м. Расчет отображен в таблице 3. Таблица 3 – Расчет ординат
1.8. Определение длин рельсов стрелочного перевода Раскладку рельсов на стрелочном переводе иллюстрирует рисунок 1.2. Длины рельсов стрелочного перевода определяются геометрическим расчётом. При этом необходимо учитывать следующие соображения: - для обеспечения блочной компоновки перевода стыки на нём следует располагать в одном створе; - рельсы крестовины основного и ответвлённого пути следует принимать одинаковой длины, желательно стандартного размера; - длины рельсовых рубок, примыкающих к переднему вылету крестовины, целесообразно принимать одинаковыми; - на стрелочном переводе следует предусматривать возможность расположения пар изолирующих стыков по основному и ответвлённому направлениям, как правило, в одном шпальном ящике. Расчётный зазор в этих стыках принимается δ = 8 мм; - длины рельсов (рельсовых рубок) не должны быть меньше 4500 мм. Расчётный контур внутренней нити ответвлённого пути располагается посередине головки рельса. С учётом этого радиусы стрелочной кривой по внутренней нити:  В нашем примере:    Рисунок 1.2. Схемы к расчету раскладки рельсов на стрелочном переводе Проведём некоторые вспомогательные расчёты. Для обеспечения расположения передних стыков рельсов крестовин и рельсов, примыкающих к переднему вылету крестовины в одном створе рельс lр2 должен иметь забег, по отношению к переднему стыку lРКП на величину З. Координаты точки М, соответствующей на расчётном контуре переднему стыку рельса крестовины lРКО определяются из схемы, приведённой на рисунке 1.2.       Результаты вспомогательных расчётов для примера (принимая длину рельсов крестовины равной стандартному рельсу lркП = lрк0 = 12500 мм)         С учётом приведенных выше соображений получим соотношения для длин рельсов:              1.9. Расчёт эпюры стрелочного перевода Эпюра стрелочного перевода состоит из двух частей – схемы геометрических размеров стрелочного перевода, необходимая для его разбивки и укладки в путь и схемы раскладки стрелочных брусьев. Эпюра стрелочного перевода вычерчивается в масштабе. В курсовом проекте рекомендуемый масштаб 1: 100. Все данные, необходимые для вычерчивания схемы геометрических размеров определены в разделах контрольной работы №1 и №2. Схема для рассмотренного примера приведена на рисунке 1.3. Раскладка брусьев на стрелочном переводе производится следующим образом. Расстояние между переводными брусьями на соединительной части принимают равными (0,95-1,00) апер и по возможности одинаковыми (апер – средний шпальный пролёт на перегоне). Под стрелкой и крестовиной целесообразно усиливать основание, для чего брусья укладываются с пролётами примерно на 5-10% меньшими, чем между шпалами. Первоначально раскладывают брусья у всех стыков, у острия остряка, на крестовине, а также флюгарочные. Острие остряка смещено относительно оси первого флюгарочного бруса на 41 мм. На остальной части брусья распределяются, возможно, равномернее. Величина стыковых пролётов С = 420 мм при рельсах Р65 и С = 440 мм при Р50. Пролёт между флюгарочными брусьями 600-635 мм. Деревянные брусья располагают перпендикулярно оси пути в пределах стрелки, а затем постепенно разворачиваются до передних стыков рельсов крестовины на угол, обеспечивающий нахождение стыков в одном шпальном ящике. Затем разворот брусьев продолжается до переднего стыка крестовины, где угол разворота равен половине угла крестовины. Далее в пределах крестовины и закрестовинной зоны брусья раскладываются под этим углом до места, где расстояние между осями путей позволяет уложить вместо бруса 2 шпалы, то есть l>5500 мм. В зависимости от длины деревянные брусья делятся на группы, каждая из которых отличается от соседней на 25 см (от 3,00 до 5,50). Брусья на которых располагается переводной механизм и закрепляются переводные тяги, называются флюгарочными. Их длина 3,25 м. Местоположение брусьев различной длины, чем предыдущие, определяют чаще всего графически при выполнении чертежа эпюры стрелочного перевода в принятом масштабе. Особенность железобетонного основания для стрелочного перевода в том, что брусья изготавливаются специальными комплектами по несколько брусьев в одной форме, поэтому при построении эпюры их длины не определяются. При практическом проектировании их рассчитывают по специальным методикам с учётом технологических особенностей изготовления. |