Расчет пути на прочность. Определение динамической нагрузки колеса на рельс

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

__________________________________________________________________

ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Железнодорожный путь”

Пояснительная записка

к курсовому проекту

Расчет пути на прочность

г.Санкт-Петербург.

2003

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

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 2ТЭ10л

1.  статическая нагрузка от колеса на рельс, где Р_ст=Р₀/2=10800,  кгс;

2.  скорость движения подвижного состава V=80, км/ч;

3.  колесная формула 3₀-3₀;

4.  расстояние между осями колесных пар- 210см;

5.  жесткость комплекта рессор Ж=119, кг/мм;

6.  отнесенный к колесу вес необрессоренных частей, q=2200, кг.

7.  диаметр колеса по кругу катания d=105, см;

8.  динамический прогиб рессорного подвешивания, z_max, мм z_max=A+B*10^-4 V² =7,9+8,0*10^-4*80²=13,02 мм;

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

10. коэффициент бокового и внецентренного приложения силы f, принимаемый равным 1,10 в прямом участке и 1,64 – в кривом при принятом радиусе 400 м;

для вагонов

1.  осевая нагрузка Р₀ =22000кгс;

2.  статическая нагрузка от колеса на рельс, где Р_ст=Р₀/2=11000,  кгс;

3.  скорость движения подвижного состава V=80, км/ч;

4.  колесная формула 2₀-2₀ – для 4-х осного вагона; 3₀-3₀– 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;