Проект рельсовой колеи и стрелочного перевода, страница 3

Допускаются отклонения от норм ширины колеи по уширению (+8мм) и по сужению до (-4 мм), а на участках со скоростью движения не более 50 км/ч соответственно до (+10мм) и (–4 мм).

Между рабочими гранями рельсов и гребнями колес всегда должен быть   свободный зазор δ, который необходим:

- для уменьшения сопротивления движению поезда;

- для уменьшения износа рельсов и гребня колес;

- для предотвращения заклинивания экипажа.

Расчетная схема для определения зазора δ приведена на  рисунке 1.2.

Свободный зазор δ определяется по формуле

,

(1.2)

где  m- утолщение гребня выше расчетной плоскости. Для локомотивных колес оно отсутствует (m= 0).

S – размер ширины колеи, мм;

T – насадка колес, мм;

h – толщина гребня, мм.

Расчеты ведутся в табличной форме (таблица 1.3)

Рисунок 1.2 – Колесная пара на рельсах:

1 – уровень катания; 2 – расчетная плоскость

Таблица 1.3 – Размеры колесных пар и рельсовой колеи на прямых, мм

Параметры колесных пар и рельсовой колеи		Локомотивные колеса при скоростях до 140 км/ч
Насадка Т	макс. норм. мин.	1443 1440 1437
Толщина гребня h	макс. норм. мин.	33 33 25
Ширина колесной пары q	макс. норм. мин.	1509 1506 1487
Ширина рельсовой колеи S	макс. норм. мин.	1528 1520 1516
Суммарный зазор d	макс. норм. мин.	41 14 7

1.3  Определение оптимальной ширины колеи в кривом участке пути

При движении по кривой возникают центробежные силы и дополнительные силы за счет трения гребня колес о боковые грани рельса. Поэтому для обеспечения наименьшего сопротивления движения поезда и наименьшего износа рельсов и колес в кривых устраивают:

- уширение колеи;

- возвышение наружного рельса;

- переходные кривые;

- укладывают укороченные рельсы на внутренней рельсовой нити;

- усиление пути (эпюра шпал);

- плечо балластной призмы;

- удлинение площадки в кривых малого радиуса;

- увеличивается междупутное расстояние;

- лубрикация рельсов для уменьшения износа;

Ширина колеи в кривых определяется из условия вписывания жестких баз экипажа.

При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимают схему свободного вписывания (рисунок 1.3). На рисунке 1.3 представлена схема такого вписывания для двухосной тележки с учетом разбегов h₁ крайних осей. Точкой О обозначен центр вращения тележки. При свободном вписывании он находится на задней оси и внутреннее колесо этой оси своим гребнем касается внутренней нити кривой.

Рисунок  1.3 – Схема свободного вписывания двухосной тележки в кривую

Оптимальная ширина колеи  S_опт определяется по формуле

,

(1.3)

где q_max - максимальная ширина колесной пары (см. данные таблица 1.3);

 f_н - стрела изгиба наружного рельса в мм при хорде АВ,

,

(1.4)

 4-допуск на сужение колеи.

Величина стрелы f_н определяется по формуле

,

(1.5)

где l - расстояние от центра вращения тележки О до оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L, мм;

      R - радиус кривой, мм;

b - расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом, определяемое по формуле

,

(1.6)

здесь r - радиус колеса по среднему кругу катания, мм;

  t - угол наклона образующей гребня колеса к горизонту, равный для вагонных колес 60⁰ и для локомотивов 70⁰.

Значения величин L, r, h₁ представлены в таблице 3.2/3/.

Полученное значение S_опт  сравнивается с нормативной шириной колеи по данным таблицы 1.2

Так как S_опт меньше минимально допустимой ширины колеи S, то принимаем нормативную ширину колеи равную 1520 мм.

1.4   Расчет возвышения наружного рельса в кривой