Титульный лист Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Титульный лист Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения» (ПГУПС) Кафедра «Железнодорожный путь» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Проектирование и расчет рельсовой колеи в кривом участке пути Проектирование конструкции одиночного стрелочного перевода Выполнил: студент группы СЖД – ********. *. * Проверил: Санкт – Петербург 2006

Содержание

Введение

Часть I Проектирование и расчет колеи в кривом участке пути

1. 1 Ширина рельсовой колеи в кривых согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ): R S 350 м и более 1520 мм 349 – 300 м 1530 мм 299 м и менее 1535 мм Sопт - свободное вписывание; Smin - заклиненное вписывание

1. 2 Определение оптимальной ширины колеи Sопт: Алгоритм выполнения: По типу локомотива определяют: количество осей (2 или 3); наличие поперечных разбегов; Выбирается соответствующая схема свободного вписывания; Выбирается формула для расчета; Производится расчет; Результат сравнивается с Sптэ; Вывод

Sопт= qmax+fн – ζ+4 qmax - максимальный размер колесной колеи; qmax = Tmax+2 dmax+2μ T d μ - насадка колес, Т = 1440 ± 3, Тmax = 1443 мм; - толщина гребня бандажа, dmax = 33 мм; - утолщение гребня бандажа; fн - стрела изгиба наружной рельсовой нити; λ - расстояние от геометрической оси первой колесной пары до центра вращения экипажа; - радиус кривой по оси пути; - расстояние в плане от геометрической оси колесной пары до точки касания гребнем колеса головки рельса; R b Схема при свободном вписывании двухосной жесткой базы без поперечных разбегов r τ - радиус колеса по кругу катания; - угол наклона гребня колеса к горизонту τв = 60º, τл = 70º

Sопт= qmax+fн – ζ+4 ζ - геометрическая величина, которая возникает при вписывании экипажей с поперечным разбегами; Зависит от Ση и соотношения между Ση и f. В Ση - сумма поперечных разбегов осей экипажа: при 2 -осной жесткой базе – разбеги каждой оси; при 3 -осной – разбеги крайних осей; fв - стрела изгиба внутренней рельсовой нити; Схема при свободном вписывании двухосной жесткой базы c поперечными разбегами Величина ζ может принимать значения: - если Ση = 0, то ζ = 0; в этом случае: Sопт= qmax+fн +4 - если Ση < fв, то ζ = Ση; в этом случае: Sопт= qmax+fн – Ση+4 - если Ση Схема при свободном вписывании трехосной жесткой базы c поперечными разбегами > fв, то ζ = fв; в этом случае: Sопт= qmax+fн – fв+4

Вывод: Sопт ≤ Sптэ вписывание в условиях оптимальной ширины колеи обеспечено; Sопт > Sптэ свободное вписывание в условиях оптимальной ширины колеи не обеспечено; следует перейти к определению минимально допустимой ширины колеи.

1. 3 Определение минимально допустимой ширины колеи Smin Алгоритм выполнения: Выбирается соответствующая схема заклиненного вписывания; Выбирается формула для расчета; Производится расчет; Результат сравнивается с Sптэ; Вывод.

Smin= qmax+fн – ζ+4+δmin - минимальный зазор между гребнем колеса и рабочей гранью рельса в прямых: для вагонов – 5 мм, для локомотивов – 7 мм Величина ζ может принимать значения: При заклиненном вписывании 2 -осной жесткой базы ζ = f. B, в этом случае: Smin= qmax+f. H+ f B+4 + δmin При заклиненном вписывании 3 -осной жесткой базы возможны случаи: - если Ση = 0, то ζ = 0; в этом случае: Smin= qmax+ fн +4+ δmin - если Ση < fв, то ζ = Ση; в этом случае: Smin= qmax+fн – Ση+4 + δmin - если Ση > fв, то ζ = f. В; в этом случае: Схема при заклиненном вписывании двухосной жесткой базы Sопт= qmax+fн – f. В+4 + δmin

Схема определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы без поперечных разбегов осей с поперечными разбегами осей

Вывод: 1) Smin ≤ Sптэ вписывание обеспечено; сопоставление Smin, Sптэ и Sопт позволяет оценить условия реального вписывания (ближе к свободному(Sопт) или к заклиненному (Smin) вписыванию) 2) Smin > Sптэ< Smin< Smax (1546 мм) Sптэ< Smin > Smax (1546 мм) перешивка колеи

1. 4 Определение возвышения наружного рельса Величина возвышения определяется условиями: - обеспечение равномерного вертикального износа обеих рельсовых нитей; комфортабельность езды пассажиров; обеспечение экипажа от опрокидывания. Возвышение реализуется в пределах переходной кривой:

1. 4. 1 Определение возвышения наружного рельса из условия обеспечения равномерного износа обеих рельсовых нитей где m V G g R - масса экипажа; скорость его движения; вес экипажа; ускорение силы тяжести; радиус кривой

Величина возвышения: где R Vcp 2 - радиус кривой, м квадратическая средневзвешенная по тоннажу скорость движения поездов. N 1 G 1 V 1 К количество поездов в сутки той или иной категории; вес поезда соответствующей категории, т; скорость движения соответствующих поездов, км/ч; коэффициент учета смещения центра тяжести экипажа относительно середины колеи. -

1. 4. 2 Определение возвышения наружного рельса из условия обеспечения комфортабельности езды Vmax > Vcp; где Vmax - максимальная скорость движения пассажирских поездов, км/ч αдоп - допустимая величина непогашенного центробежного ускорения (0, 7 м/с2) h 1 h 2 принимается большее значение h, округляется в большую сторону до величины, кратной 5 h < hптэ возвышение наружного рельса принимается h; h > hптэ возвышение наружного рельса принимается равным 150 мм либо изменяется скорость либо изменяется радиус кривой

1. 5 Проектирование переходных кривых l 0 - длина переходной кривой где h - возвышение наружного рельса в кривой, мм; iдоп - допускаемый уклон прямолинейного отвода возвышения; где Vmax- максимальная скорость движения по кривой, км/ч; l 0 округляется в большую сторону до значения, кратного 10 м. Параметр переходной кривой С, м 2: С = Rl 0 Возможность разбивки переходной кривой проверяется по условию: где β φ- угол поворота всей кривой (зад. ); угол поворота переходной кривой

Координаты конца ПК (х0, у0) Координаты точек ПК через каждые 10 м вычисляются по уравнению: x НПК 0 10 0 30 40 50 КПК х0 y 0 у10 у20 у30 у40 у50 у0

1. 6 Укороченные рельсы Варианты размещения рельсовых стыков в плане:

Выбор типа укороченных рельсов где S 1 - ширина колеи по оси головки рельсов в пределах круговой кривой Sптэ b lнр R - S 1 = Sптэ + b нормативная ширина колеи в кривых в зависимости от радиуса; ширина головки рельса; длина нормального рельса; радиус круговой кривой Стандартное значение К выбирается после расчета , на основе длины lнр: Размер укорочения К, мм, при рельсах длиной, м 12, 5 25 40 80 120 - 80 160

Необходимое количество укороченных рельсов где Е К - полное укорочение на всей кривой; - принятое стандартное укорочение Е = 2 Епк + Екк ЕПК - укорочение в пределах переходной кривой Sср - средняя ширина колеи между осями головок рельсов S 0 - ширина колеи между рабочими гранями головок рельсов в прямых участках пути Епк - укорочение в пределах круговой кривой l. KK - длина оставшейся части круговой кривой после разбивки переходных кривых

Исходные данные: lнр = 25 м; R = 480 м; а = 6 м; l 0 = 100 м; l. КК = 145, 04 м; С = 48000 м 2 Элемент пути в плане № рель сов Длина рельсов с учетом зазора, м Длина элемента плана li, м Сумма требуемого укорочения к концу каждого рельса, мм 1 2 3 4 5 6 Прямая 1’ 6, 00 - НПК 1’’ 19, 01 Переходная кривая l 0 = 100 2 25, 01 3 Величина несовпадения сыков Укладываемый рельс 7 8 9 - - 6 0 0 6 Н 44, 02 30 0 0 30 Н 25, 01 69, 03 73 80 80 -7 У 4 25, 01 94, 04 136 80 160 -24 У КПК 5’ 5, 96 100, 00 153 - - НКК 5’’ 19, 05 212 80 240 -28 У Круговая кривая l. КК = 145, 04 6 25, 01 44, 06 289 80 320 -31 У 7 25, 01 69, 07 365 80 400 -35 У 8 25, 01 94, 08 442 80 480 -38 У 9 25, 01 119, 09 519 0 460 39 Н 10 25, 01 144, 10 595 80 560 35 У 11’ 0, 94 145, 04 598 - - КПК Величина Сумма принятого укорочения

Часть II Проектирование и расчет одиночного обыкновенного стрелочного перевода

2. 1 Основные положения С указанием всех основных и осевых размеров стрелочного перевода

2. 2 Определение размеров крестовины n m - длина передней части крестовины; - длина хвостовой части крестовины. Определение крестовинного угла: α = arctg 1/N - значение марки крестовины

Теоретические размеры пт и тт Крестовина сборная, типа общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой частью усовиков: Крестовина цельнолитая: Теоретическая длина крестовины:

Практическая длина m, n а – полет при раскладке брусьев (принимается в пределах 500 – 550 мм, кратно 5 мм) АВ – расстояние между крайними стыковыми брусьями с – стыковой пролет (таблица) Δ – добавка, необходимая для раскладки брусьев

Практическая длина m, n ппр = п. T+Δ тпр = т. T или ппр = п. T тпр = т. T +Δ Длина прямой вставки k

2. 3 Определение радиуса остряка и переводной кривой где S 0 – ширина колеи в крестовине, равная 1520 мм Отсюда: (в условии расчета курсового проекта)

2. 4 Определение размеров стрелки Определение длины криволинейного остряка β – полный стрелочный угол β 1 – начальный угол остряка (по заданию) Un – по заданию

Длина прямолинейного остряка: lpp - длина рамного рельса; q - передний выступ рамного рельса; q 1 - задний выступ рамного рельса Определение длины рамного рельса: 1) 2) lрр = 12, 5 м; 15, 0 м; 1/9; 1/11 δ - стыковой зазор, 8 – 10 мм ε - забег остряка за ось флюгарочного бруса А, 41 мм 18, 0 м; 25, 0 м. 1/18; 1/22

2. 5 Определение основных и осевых размеров стрелочного перевода Теоретическая длина стрелочного перевода: Полная длина стрелочного перевода: Осевые размеры разница до 5%

2. 6 Определение координат переводной кривой xi xi/R sinγi cosγi 0 0 sinβ cosβ 2 2/R 4 4/R x. K cosβcosγi yi Un

2. 7 Определение длин рельсов, входящих в стрелочный перевод Нечетные рельсы l 1, l 3, l 5, l 7 стандартной длины Длины четных рельсов l 2, l 4, l 6, l 8 определяются по формулам

l 2 ≈ l 8 l 4 ≈ l 6 SK - ширина колеи в пределах переводной кривой, принимаемой по ПТЭ Sостр - ширина колеи в начале остряков, обычно равная 1524 – 1528 мм Если размеры рельсов получаются менее 4, 5 м, то следует лежащие перед ними нечетные (стандартные) рельсы уменьшить вдвое и пересчитать.

2. 7 Компоновка эпюры стрелочного перевода