Проектирование и расчёты рельсовой колеи и одиночного обыкновенного стрелочного перевода

 

2.5 Расчет основных деталей крестовины

2.5.1 Расчет длины крестовины

Основные размеры  зависят от её конструкции, угла и  марки, величины пролёта между брусьями и числа брусьев под ней.

2.5.1.1 Минимальная длина сборной  крестовины с литым сердечником

Длина переднего  вылета крестовины с условием расположения накладок и постановки болтов в переднем стыке крестовины. Накладки не должны заходить за первый изгиб усовиков, т.е. за горло крестовины.

При соблюдении условия длина переднего вылета крестовины определяется по формуле:

,                            (2.27)

где В- ширина подошвы рельса, (132мм)

       b- ширина головки рельса, (70мм)

2 - расстояние между подошвами усовиков крестовины в месте установки пер вого болта в переднем стыке крестовины;(183мм)

принимается из условия  свободной постановки болта и  зависит от длины болта и величины зазоров;

      - длина накладки, (820мм)

      -расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия(50мм)

      Длина заднего вылета крестовины  определяется примыканием двух  рельсов к торцу сердечника  крестовины.

                                                      (2.28)

гдеΔ – зазор  между подошвами рельсов, примыкающих  к сердечнику (5 мм);

                                                         (2.29)

n – минимальная длина  передней (усовой) части крестовины

q – минимальная длина  задней (хвостовой) части крестовины

L_кр=3541+2691=6232мм

Длина крестовины:

                                                        (2.30)

                                                        (2.31)

                                                        (2.32)

Принимаем 11 пролетов по 500 мм и 1 пролет 472 мм.

Рис.2.5.

2.5.2.Расчет контррельса и усовика

2.5.2.1.Ширина желобов у контррельса и в крестовине

      Безопасный проход колёсных пар  через крестовину обеспечивается  двумя основными условиями (рис.2.6.)

Рис. 2.6.

      Расстояние между рабочей гранью  контррельса и сердечником крестовины  должно быть не менее 1472 мм, чтобы исключить возможность  удара гребня колеса в сердечник крестовины, а расстояние между рабочей гранью контр-рельса и рабочей гранью усовика должно быть не более 1435 мм, чтобы колёсные пары не могли заклиниться между контррельсом и усовиком.

      С учётом допусков на износ  контррельса и на монтажные  неточности уста-новлена нормальная  ширина желоба у контррельса

t_кр=44

мм.

      Нормальная ширина желоба крестовины  t_у на протяжении от сечения 0 мм и до сечения 50 мм составляет 46 мм.

 

2.5.2.2 Длина усовиков крестовины

      Развернутая длина усовиков крестовины  определяется по формуле:

                                                     (2.33)

                                                              (2.34)

 где n- длина передней (усовой) части крестовины,

t_Г – ширина желоба в горле крестовины (64 мм)

    α- угол крестовины

                                                                   (2.35)

 где γ –  угол отгиба усовика крестовины  в пределах вредного пространства.

l_в- проекция отрезка усовикаl₂ на направление рабочей грани рельса прямого пути.

                                                                   (2.36)

                                                                         (2.37)

=0,02294455 γ = 1,31439525

      Длина участка l₃ определяется при условии, что ширина желоба t_у равная 46 мм, сохраняется от математического центра крестовины до той точки сердечни-ка, где сечение его равняется 50 мм.

                                                                      (2.38)

= 650мм

      За пределами участка l₃усовик крестовины изгибается под углом γ₁ и про-должается до конца участка l₄, где величина желоба достигает 64 мм,т.е. t_Г=64мм.

      Угол  γ₁ является углом удара колеса в усовик крестовины при движении экипажа со стороны хвостовой части крестовины в направлении к стрелке (рис 2.7.).Поэтому угол γ₁ должен быть небольше γ₁ = 0,8γ

      Длина  участка l₄ определяется по формуле

                                                                    (2.39)

l₄= 980,686976мм

      Проектная длина усовика должна  быть такой, чтобы он не доходил  до стыка в хвосте крестовины  на величину:

                                                                 (2.40)

     В  противном случае накладка будет  заходить в желоб крестовины, а это вызовет необходимость создания специальных накладок – вкладышей.

     В  связи с этим длину участка  l₄ следует определять по выражению:

                                                           (2.41)

  где l₅ = 150; 

Вывод: т.к. условие выполняется, принимаем l₄ =2691-650-150-316 =1575.

Полная длина усовиков крестовины:

l_ус=3033,77+784,29+650+1575+150=6193,06

 

2.5.2.3 Расчет длины контррельса

      Длина  контррельса (рис.2.11) определяется  по формуле:

                                                       (2.42)

Рис.2.8.

Длина участка контррельса определяется по формуле:

х₀ =                                               (2.43)

х₀ = = 2142,1мм

l₁ =                                                              (2.44)

 где   t_кр = 44 мм;  γ₂ =1˚

l₁ = =1227,671мм

l₂ = 150м

 

Полная длина  контррельса:

Длина контррельса  корректируется из условия монтажа  стыка.

2.6 Определение теоретической и  практической длины стрелочного перевода

2.6.1 Определение теоретической длины стрелочного перевода

      Расстояние от начала остряков  до математического центра крестовины  – это теоретическая длина  стрелочного перевода (рис.2.9)

рис.2.9

 

                                        (2.45)

где L_Т- теоретическая длина перевода;

 -проекция остряка на рамный  рельс;

α- угол крестовины;

β_П- полный стрелочный угол;

d-прямая вставка перед крестовиной. 

=30804,94мм

 

2.6.2 Определение практической длины стрелочного перевода

Расстояние от оси зазора в переднем стыке рамного  рельса до оси зазора в заднем стыке  крестовины – это практическая длина  перевода (рис.2.9).

                                                      (2.46)

где  L_П- практическая длина перевода;

m₁-передний вылет рамного рельса;

L_Т- теоретическая длина перевода;

q- задний вылет крестовины;

         δ-величина стыкового зазора.

L_П=2675+30805+2691+8=36179мм

 

2.6.3 Определение полуосей стрелочного перевода

      Установив значения R", d, L_T и L_П, находят малые полуоси (а₀; b₀) и большие полуоси (а; b) стрелочного перевода, необходимые для разбивки перевода на месте укладки.

Определение малых полуосей а₀ и b₀:

b₀ = S^. N                                                                (2.47)

b₀ = 1520^. 13 = 19760 мм

а₀ = L_Т–b₀                                                                (2.48)

а₀ = 30805-19760=11045 мм

Определение больших полуосей b и а:

                                                              (2.49)

где m₁-передний вылет рамного рельса

а =11045+2675+4=13724 мм

                                                             (2.50)

где q-длина заднего вылета крестовины

b =19760+2691+4=22455 мм

 

2.6.4 Установление ширины колеи

Ширина колеи  устанавливается в следующих  местах:

1) Начало рамных  рельсов (передний стык) - S_рр=1520мм

2) Начало остряков - S_остр=1524

3) Корень остряков  по прямому – S_кп=1521(мм) и боковому - S_кб =1520(мм) путям.

4) Переводная  кривая (S_кр)=1520

5) Крестовина (S_к)=1520

      Размеры ширины колеи устанавливаются  по П.Т.Э, расчетом, а так же  принимаются из типовых эпюр, проверенных многолетним опытом эксплуатации.

Размеры ширины колеи.

Марка крестовины	Тип стрелочного перевода	Ширина  колеи, мм
		в переднем стыке рамных рельсов    SРР	в начале остряка SОСТР	в корне остряка		в переводной кривой SКР	в крестовине SК
				По  Прямому пути SКП	по боковому пути SКБ
1/13	Р50	1520	1524	1521	1520	1520	1520

 

2.7 Определение длин рельсовых нитей стрелочного перевода

Стрелочный перевод  состоит из рамных рельсов, остряков, крестовины, контррельсов и рельсовых  нитей l₁, l₂, l₃ и l₄. Длины рамных рельсов, остряков, крестовины, контррельсов были определены раньше. Сейчас определению подлежат длины рельсовых нитей l₁, l₂, l₃ и l₄(рис.2.10).

рис.2.10.

                                          (2.51)

гдеS_к -увеличение длин l₁ и l₄, принимаемое для совмещения стыков при расположении брусьев перпендикулярно биссектрисе угла крестовины;

зазоры в стыках, равные 8 мм;

  (2.52)

- зазоры в стыках, для гибкого  корневого крепления = 0;

- зазоры в стыках, равный 0.

= 19312,7мм

                                                      (2.53)

проекция остряка

                                                (2.54)   

S_остр- ширина колеи в начале остряка,

 

S_кр- ширина колеи в переводной кривой.

2.8 Проектирование эпюры стрелочного перевода

Эпюрой стрелочного  перевода называется масштабный чертеж, на котором указываются все основные размеры стрелочного перевода, полученные расчетом и принятые конструктивно. Элементы, необходимые для разбивки его на месте укладки – это: L_п, L_т, a_о, b_о, a, b, β_н , β_с , β_п , α, длина рельсов, величина зазоров, R', R'', ширина колеи в ответственных местах. При проектировании эпюры стрелочного перевода производится раскрой рельсовых нитей и раскладка переводных брусьев.

 

1. Раскрой рельсовых нитей на соединительных путях стрелочного перевода

При раскрое рельсовых  нитей на соединительных путях  (l₁, l₂ ,l₃ ,l₄) на рельсы стандартной длины (12.5 и 25 м) и рельсовые рубки должны учитываться следующие основные требования:

1.Длина рельсов  и рельсовых рубок должна быть  максимальной. Укладка рубок короче 6 м не допускается.

2.Количество  стыков должно быть сведено  к минимуму, особенно при проектировании стрелочных переводов для высоких скоростей движения.

3.При раскрое  рельсовых нитей на соединительных  путях С.П. величину зазора δ в стыках внутренней нити стрелочной кривой принимают 6 мм, в остальных местах 8 мм. Количество зазоров изменяется в зависимости от типа перевода.