1-я и 2-я работы. Устройство рельсовой колеи в прямых участках пути

• Название: Устройство рельсовой колеи в прямых участках пути
• Дата: 03.01.2019
• Размер: 158.64 Kb.
• Имя файла: 1-я и 2-я работы.docx
• Тип: Документы; #62359

Устройство рельсовой колеи в прямых участках пути

Тип экипажа: локомотив ТЭ-3 : радиус колеса по кругу катания r= 525 мм, колесная формула 3-3 (две тележки в каждой по 3 оси), длина жесткой базы L₀ = 4200мм, поперечные разбеги осей ƞ, мм : каждой крайней 1,5 мм и средней у трехосной тележки 14 мм.

ТЭ3 (тепловоз с электрической передачей, 3-я модель) — советский двенадцатиосный грузовой тепловоз мощностью 2×2000 л. с.

В таблице 1 приведены технические характеристики ТЭ3.

Таблица 1

Ширина колеи	1524 мм
Род службы	Грузовой
Конструкционная скорость	100 км/ч
Полный служебный вес	2×126 т
Сцепной вес	2×126 т
Порожний вес	2×118 т
Расчётный вес	2×120,6 т
Нагрузка от движущих осей на рельсы	21,5 тс
Габарит	1Т
Длина локомотива	2×16 974 мм (с ранней формой кабины) 2×16 969 мм
Максимальная высота	4825 мм (по кузову)
Наименьший радиус проходимых кривых	125 м
Тип дизеля	2Д100
Мощность дизеля	2×2000 л.с.
Тип передачи	Электрическая постоянного тока
Тяговый генератор	МПТ 99/47
Тип ТЭД	ЭД-200
Выходная мощность ТЭД	12×206 кВт
Подвешивание ТЭД	опорно-осевое
Диаметр колёс	1050 мм
Сила тяги длительного режима	2×20 200 кгс
Скорость длительного режима	20 км/ч
КПД	25,8 %
Запас топлива	2×5440 кг
Запас песка	2×400 кг (2×0,28 м³)
Запас воды	2×800 л
Запас масла	2×1400 кг

Жесткой базойL₀ экипажа называется расстояние между его крайними осями , входящими в состав одной тележки (рис.1).

Полной колесной базой L экипажа называется расстояние между его крайними осями (рис.1).
Рис.1

Для прямого участка пути характерно, чтобы верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне, разрешается на всей протяженности каждого из них содержать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой, при этом длина такого прямого пути должна быть не менее 200м. Величина подуклонки принята равной коничности бандажей, т.е. 1/20/ Подуклонка обеих рельсовых нитей в прямых должна быть не менее 1/60 и не более 1/12.

На прямых, расположенных на двухпутных участках пути, повышается наружная нить, на однопутных, в зависимости от местных условий (состояния земляного полотна и др.), как правило,- правая рельсовая нить по ходу расположения километровых знаков. Так же на прямом участке пути всегда имеется свободный зазор между внутренними гранями головок рельсов и гребнями колес подвижного состава, благодаря чему обеспечивается свободный проход подвижного состава при минимуме сил взаимодействия колеса и рельса.

Размеры колесных пар и рельсовой колеи на прямых зависит от таких показателей как: насадка (T), толщина гребня (h), ширина колесной пары (q), ширина рельсовой колеи (S), суммарный зазор ().

Благодаря этим показателям можно определить предельно допустимые значения ширины рельсовой колеи.

Опасный предел в сторону сужения колеи определяется из условия заклинивания колесной пары с максимальной насадкой, т.е.

S_пред.(min)= q_max = T_max + 2h_max + 2µ

где q_max – максимальная ширина колесной пары (колесная колея), мм;

T_max – максимальная насадка колеса, мм;

h_max – максимальная толщина гребня колеса, мм;

µ- утолщение гребня колеса в сечении выше расчетной плоскости.

S_пред.(min)= 1443+233+21=1511 мм.

Опасный предел в сторону уширения колеи определяется из условия предупреждения провала колеса внутрь колеи.

S_пред.(max)= T_min +h_min + µ + 130r₁,

где h_min – минимальное значение толщины гребня, h_min=25 мм;

µ – утолщение гребня в сечении, расположенном выше расчетной плоскости, µ=1 мм;

T_min – минимальное значение насадки колес, T_min= 1437 мм;

r₁ – радиус выкружки головки рельса в зоне перехода к боковой грани, мм.

Таким образом,

S_пред.(max)= 1437+25+1+130= 1548 мм.

S₀=1520 мм

где S₀- стандартная ширина колеи.

Рельсовая колея в кривых участках пути

К особенностям устройства рельсовой колеи на кривых участках относится необходимость укладывать по внутренней нити укороченные рельсы, поскольку длина внутренней рельсовой нити короче наружной, это реализуется с целью обеспечения расположения рельсовых стыков в одном створе («по наугольнику»).

В кривых участках подуклонка наружных рельсов должна быть не менее 1/60 и не более 1/12, а внутренней нити в кривых при возвышении наружного рельса выше чем на 85 мм – не менее 1/30 и не более 1/12.

Для облегчения вписывания тележек подвижного состава в кривых с радиусами менее 350 м необходимо устраивать уширение рельсовой колеи.

Радиус кривой по заданию равен 460 м исходя их этих данных, определяем нормативный размер ширины колеи (S_ПТЭ) при деревянных шпалах, он равен 1520 мм.

Вписыванием подвижного состава в кривую называется установившееся при движении в кривой положение колесных пар жесткой базы относительно рабочих граней рельсовых нитей, обращаемые в результате взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями экипажа. В зависимости от длины жесткой базы, радиуса кривой и ширины колеи вписывание может быть свободным, принудительным и заклиненным.

При свободном вписывании наблюдается минимальное силовое взаимодействие ходовых частей подвижного состава и колеи, а следовательно, имеют место наименьшие износы рельсов и колес и затраты энергии на движение. (По этой причине стремятся обеспечить свободное вписывание).

При заклиненном вписывании колесные пары жесткой базы тележек не имеют никакой поперечной свободы, вследствие чего создаются особо неблагоприятные условия взаимодействия подвижного состава и рельсовой колеи в кривой. В нормальных условиях эксплуатации заклиненное вписывание не допускается.

Ширину колеи целесообразно определять из двух расчетных схем, отображающих два крайних случая (схемы свободного и заклиненного вписывания). Принудительное положение экипажа является промежуточным.

Определение оптимальной ширины колеи

Характеристика локомотива: (3-3) на основе колесной формы и поперечных разбегов, выбираем расчетную схему:

S_опт = q_max + ƒ_н− ζ + 4

S_опт – оптимальная ширина колеи, мм;

q_max – максимальный размер колесной пары, мм;

ƒ_н – стрела изгиба наружной рельсовой нити, мм, измеренная от хорды АВ, определяем по формуле :

ƒ_н,

где R – радиус кривой по оси пути, мм;

λ – расстояние от центра вращения тележки до геометрической оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L₀, мм;

b – расстояние в плане от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребнем колеса головки рельса, определяемое по формуле:

b=,

здесь r – радиус колеса по кругу катания, мм;

- угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту; для вагонов =60^о, для локомотивов =70^о;

4 – допуск на сужение колеи;

ζ – геометрическая величина, которая возникает при вписывании как двухосных, так и трехосных экипажей с поперечными разбегами осей и которая в зависимости от величины ∑ƞ и соотношения между ∑ƞ и ƒ_в может принимать различные значения.

где ƒ_в – стрела изгиба внутренней рельсовой нити, измерения от хорды А₁В₁; определяется по формуле:

ƒ_в.

b= ;

ƒ_н;
ƒ_в.

Расчеты:

b=;

ƒ_н;

ƒ_в.

Для трехосной тележки: ∑ƞ =1,5+1,5= 3 мм.

Если ∑ƞ ƒ_в , то ζ = ∑ƞ, при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае выражение для S_опт примет вид:

S_опт = q_max + ƒ_н− ∑ƞ + 4

Принимаем значение q_max = 1511 мм, получаем:

S_опт = 1511+19,29−3+4= 1531,29 мм

Определив оптимальную ширину колеи получаем, что S_опт S_ПТЭ , следовательно свободное вписывание в этих условиях не обеспечено, и необходимо определить минимально допустимую ширину колеи.