Основные технические характеристики крана КСК-32. Основные технические характеристики рельс типа Р-38

Основные технические характеристики крана КСК-32:

Основные технические характеристики рельс типа Р-38:

Основные технические характеристики шпал типа Необрезные I-Б, берёза:

Допускаемые напряжения на элементы верхнего строения путей:

1. Определение модули упругости рельсового основания (U, Н/см²).

Модуль упругости рельсового основания определяется по формуле:

;

где: C – коэффициент постели шпал, С = 40 Н/см²;

α_изг – коэффициент изгиба шпал, α_изг = 0,98;

b^в_шп – ширина верхней постели шпал, см;

l_м.прол – межшпальный пролёт, см.

Межшпальный пролёт определяем по формуле:

;

где: l_пр – предстыковая длина, l_пр = 0,25 м;

d = 0,05 м;

n – число шпал в звене, определяется по формуле:

;

где: N_ш – число шпал на 1 км. (из задания).

Таким образом, подставляя значения в формулы, получим:

 шт;      см;

 Н/см².

2. Определение коэффициент относительной жёсткости рельса и основания (K).

Коэффициент относительной жёсткости рельса и основания определяется по формуле:

;

где: E_р – модуль упругости рельсовой стали, E_р = 2,2∙10⁷ Н/см²;

I_X – момент инерции рельса относительно оси X, см^-1.

Таким образом, подставляя значение в формулу, получим:

.

3. Определение расчётной динамической нагрузки на верхнее строение пути от колеса тележки крана.

Определяем статическое давление на колесо по формуле:

;

где: P_кр – масса крана, т;

П_кол – число колёс.

Подставляя значения в формулу, получим:

Н.

4. Определение напряжения в кромках подошвы рельса (σ_р).

Напряжение в кромках подошвы рельса определяется по формуле:

;

где: W_X – момент сопротивления рельса относительно оси X, см^-1;

М_изг – изгибающий момент от расчётной нагрузки колеса крана в опасном сечении с учётом смежных колёс, определяемый по формуле:

;

где: ψ – коэффициент, учитывающий влияние поперечных сил, ψ = 1,15;

ρ – коэффициент, учитывающий сухое и вязкое трение реборд колёс о рельс,

ρ = 1,15;

K – коэффициент относительной жёсткости рельс и основания, K = 0,0067.

Таблица 1.

Таблица расчёта.

Подставляя данные из таблицы 1 в формулу, получим:

Определяем напряжение в кромках подошвы рельса по формуле:  ;

;

Следовательно рельсы Р-38 для проектирования подкрановых путей не подходят, необходимо использовать рельсы Р-65 так, как:

; см. расчёт ниже:

;

Таблица 2.

Таблица расчёта.

Таким образом, используем рельсы марки Р-65.

5. Определение напряжения на поверхности шпал.

Определение напряжения на поверхности шпал производится по формуле:

, Н/см²;

где: ω – площадь опоры рельса на шпалу, определяемая как:

ω = b_р ∙ b^в_ш = 15 ∙ 16 = 240 см²;

;

Н;

Тогда, подставляя полученные значения в формулу, получим:

Н/см²;

Следовательно условие выполнено.

6. Определение напряжения на поверхности балласта.

Определение напряжения на поверхности балласта производится по формуле:

, Н/см²;

где: α = 0,98 – коэффициент изгиба шпал;

a = 140 см. – длина шпал;

b^н_шп = 25 см. – ширина нижней постели шпал.

Подставляя значения в формулу, получим:

 Н/см²;

Следовательно условие выполнено и балласт подходит.

7. Определение напряжения на поверхности земляного полотна.

Определение напряжения на поверхности земляного полотна производится по формуле:

, Н/см²;

где: m₀ – коэффициент, характеризующий концентрацию напряжения от давления шпал на балласт по направлению от краёв подошвы рельса к её середине, определяемый как:

;     Н/см² > 1 Н/см²;

σ’_б и σ’’_б – давление шпал на балласт, определяемое как:

;     Н/см²;

А – коэффициент, зависящий от ширины шпалы и толщины балластного слоя, определяемый как:

;

;     ;

;     ;

;

Тогда σ_ЗП будет равным:

6,02 Н/см² < 11 Н/см²

Следовательно условие выполнено.

Краткие выводы.

Исходя из произведённых расчётов можно сделать выводы, что для устройства подкрановых путей для крана КСК-32 на грунте земляного полотна супесь лёгкая необходимо использовать:

- рельсы типа Р-65;

- шпалы Необрезные I-Б, берёза;

- балластный слой: гравий сортированный фракции 10 - 25 мм.

Данная конструкция обеспечивает достаточную прочность конструкции подкрановых путей и возможна в проектировании, устройстве и эксплуатации.