Расчет пути на прочность (тип рельсов/приведенный износ - Р65/6)

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Железнодорожный путь”

Пояснительная записка

к курсовому проекту

Расчет пути на прочность

Выполнил студент                                                                    Жолобов М.И.

Группа    С-901    

Руководитель                                                                             Селезнев А.В.

Нормоконтроль                                                                         Селезнев А.В.

Санкт-Петербург.

2002

1.Расчет пути на прочность

1.1.Определение динамической нагрузки колеса на рельс.

Основными эксплуатационными характеристиками пути обычно служат грузонапряженность, осевая нагрузка, скорость движения и пропущенный тоннаж. В процессе эксплуатации путь подвергается воздействию от подвижного состава и климатических факторов. Кроме того, в пути возникают собственные внутренние напряжения. Нередко случается, что напряжения от этих воздействий являются одного порядка, поэтому верхнее строение пути рассчитывают на:

-  прочность при совместном действии поездных и температурных сил;

-  устойчивость всей конструкции в целом;

-  на долговечность (определение межремонтных сроков по капитальным работам и периодичности ремонтов пути);

-  на экономичность.

Практический расчет пути на прочность выполняется с целью:

1.  установление условий обращения новых или модернизированных локомотивов или вагонов.

2.  проведение технико-экономического расчета по выбору параметров основных элементов верхнего строения пути при заданных условиях.

3.  расчет для определения рациональных скоростей движения подвижного состава.

Таблица 1

Основные расчетные характеристики пути.

Примечание: Коэффициент , где Е=2,1*10⁶ кг/см².

Геометрические параметры поперечного сечения рельса

н.о.

Вг

Вп

Zп

Zг

Коэффициенты, учитывающие влияние уклона на динамические неровности пути:

1.  α₁-коэффициент, учитывающий соотношение коэффициента α₀ для деревянных и железобетонных шпал, принимаемый равным 1 при деревянных шпалах.

2.  ε- коэффициент, учитывающий материал и конструкцию шпал, принимаемый равным 1 при деревянных шпалах.

3.  β- коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов, принимаемый равным 0,87 при рельсах Р65.

4.  γ-коэффициент, учитывающий влияние рода балласта, принимаемый равным 1 при щебеночном балласте.

Основные расчетные характеристики подвижного состава

для локомотива ВЛ8

1.  осевая нагрузка Р₀ =23000, кгс;

2.  статическая нагрузка от колеса на рельс, где Р_ст=Р₀/2=11500,  кН;

3.  скорость движения подвижного состава V=90, км/ч;

4.  колесная формула 2₀-2₀;

5.  расстояние между осями колесных пар- 320см;

6.  жесткость комплекта рессор Ж=118, кг/мм;

7.  отнесенный к колесу вес необрессоренных частей, q=3170, кг.

8.  диаметр колеса по кругу катания d=120, см;

9.  динамический прогиб рессорного подвешивания, z_max, мм z_max=A+B*10^-4 V² =10,9+9,6*10^-4*90²=18,68 мм;

10. расчетная величина плавной изолированной неровности на колесе e_k=0,047, см;

11. коэффициент бокового и внецентренного приложения силы f, принимаемый равным 1,24 в прямом участке и 1,32 – в кривом при принятом радиусе 600 м;

для вагонов

1.  осевая нагрузка Р₀ =21000кгс;

2.  статическая нагрузка от колеса на рельс, где Р_ст=Р₀/2=10500,  кН;

3.  скорость движения подвижного состава V=90, км/ч;

4.  колесная формула 2₀-2₀ – для 4-х осного вагона; 2₀-2₀-2₀– для 6-и-осного вагона; 2₀-2₀-2₀-2₀– для 8-и-осного вагона;

5.  расстояние между осями колесных пар- 185см – для 4-х осного вагона, 175 см – для 6-и осного и 135 для 8-и осного;

6.  жесткость комплекта рессор Ж=200 кг/мм для 4-х осного вагона, 195 кг/мм для 6-и осного вагона и 200 кг/мм для 8-и осного вагона;

7.  отнесенный к колесу без необрессоренных частей, q=995кг для 4-х осного вагона, 1070кг/мм для 6-и осного вагона и 995кг/мм для 8-и осного вагона;

8.  диаметр колеса по кругу катания d=95 см для всех типов вагонов;

9.  динамический прогиб рессорного подвешивания, z_max, мм z_max=A+B*10^-4 V² =10,0+16,0*10^-4*90²=22,96 мм для 4-х осного;

z_max=A+B*10^-4 V² =6,0+16,0*10^-4*90²=18,96 мм для 6-и осного;

z_max=A+B*10^-4 V² =9,5+9,0*10^-4*90²=16,79 мм для 8-и осного;

10.     расчетная величина плавной изолированной неровности на колесе e_k=0,067, см для всех типов вагонов;

11.     коэффициент бокового и внецентренного приложения силы f, принимаемый равным 1,18 в прямом участке и 1,33 – в кривом, при принятом радиусе 600 м для 4-х осного; 1,13 в прямом участке и 1,46 – в кривом при принятом радиусе 600 м для 6-и осного; 1,18 в прямом участке и 1,37 - в кривом при принятом радиусе 600 м для 8-и осного;

Определение динамической нагрузки

 (на примере локомотива ВЛ8, условия летние ).

, где

-  Р_ср - среднее значение вертикальной нагрузки от колеса на рельс;

-  S- среднеквадратическое отклонение вертикальной нагрузки от колеса