Расчет основных параметров стрелки и крестовины

 

Главнейшими параметрами, определяющими пригодность стрелки с криволинейным остряком для реализации требуемых скоростей движения поездов, являются:

· радиусы кривизны остряка R ₀ и R;

· начальный угол остряка β _н;

· угол наклона рабочей грани остряка β _вг к горизонтали в точке изменения радиуса R ₀ на R;

· стрелочный угол β;

· передний вылет рамного рельса m.

К основным параметрам крестовины относятся:

· угол крестовины α;

· передний вылет крестовины n;

· задний вылет крестовины q.

Величина радиуса остряка R ₀ может быть определена из выражения

 

, м, (3.1)

 

где V _п – скорость движения поездов на боковое направление проектируемого стрелочного перевода, км/ч (см. задание);

j ₀ – наибольшее допускаемое значение центробежного ускорения, внезапно возникающее при движении по остряку, м/с². Рекомендуемая расчетная величина j ₀ =0,3÷0,4 м/с²; наибольшее допускаемое значение центробежного ускорения в практике – 0,64 м/с².

Величина начального угла остряка β _н может быть определена из следующего выражения:

 

, (3.2)

 

где V _c – скорость движения поездов по боковому направлению существующего стрелочного перевода, апробированного долголетней практикой, км/ч;

β _нc – начальный угол остряка указанного существующего стрелочного перевода.

Рекомендуется принимать значение V _c для стрелочных переводов типа Р50, Р65 при марках крестовин 1/9, 1/11 – 40÷50 км/ч, а при марке 1/18 – 80 км/ч; для стрелочных переводов типа Р65 марки 1/22 – 120 км/ч.

Величину β _нc для учебных целей студенты могут принять: для стрелочных переводов типа Р65 до марки 1/11 – 0⁰ 41', до марки 1/18 – 0⁰ 25', для стрелочных переводов типа Р65 до марки 1/22 – 0⁰ 21'. Значения V _c и β _нc в курсовой работе принимаются по ближайшей к заданной марке стрелочного перевода, эксплуатируемого на дорогах РФ. Полученная по формуле (3.2) величина β _н по конструктивным соображениям (по условию обеспечения достаточной прочности остряка) не может быть меньше 0⁰ 18', поэтому, если при расчете она оказалась менее 0⁰ 18', то следует принять для дальнейших расчетов β _н =0⁰ 18'.

Угол расчета наклона рабочей грани остряка к горизонтали β _вг в конце кривизны R ₀ определяется по следующей формуле:

 

, (3.3)

 

где b _г – ширина головки остряка, мм (при типе Р50 – 70 мм, Р65 – 72,8 мм, Р75 – 72,4 мм).

Стрелочный угол находится из выражения:

, (3.4)

 

Если величина β окажется меньше величины β _вг, то β необходимо принять равной β _вг.

Величина переднего вылета рамного рельса m обуславливает уровень напряжений в рамном рельсе и его деформаций. Учитывая, что ширина колеи в начале остряков S _остр всегда несколько больше, чем в передних стыках рамных рельсов S _рр, величину переднего вылета рамного рельса целесообразно определять из условия плавного отвода ширины колеи:

 

, мм, (3.5)

 

где i – отвод ширины колеи. Принимается в пределах 0,0005÷0,002.

Значения S _остр и S _рр можно принять 1524 мм и 1520 мм соответственно.

Величину переднего вылета рамного рельса m, найденную по условию равномерного отвода ширины колеи, следует уточнить из условия рациональной раскладки брусьев по следующей формуле:

 

, мм, (3.6)

 

где a – пролет (расстояние) между осями брусьев стрелочного перевода, мм. Рекомендуется пролет между осями брусьев в курсовой работе принимать 500 мм.

M – число пролетов величиной a, принимаемое для переводов марок 1/9, 1/11 в количестве 5 штук; марки 1/18 – 7 штук; марки 1/22 – 9 штук;

Δ – нормальный стыковой зазор, принимаемый в расчетах 8÷10 мм;

c – нормальный стыковой пролет; для рельсов типа Р75 и Р65 при стыке на весу c =420 мм, для рельсов типа Р50 – c =440 мм;

P – ширина стрелочной подушки под началом остряка, принимаемая студентами при разработке курсовой работы 80 мм.

При вычислении m _пр желательно, чтобы выполнялось соотношение m _пр ≈ m. Если же оно при принятых значениях M и a не выполняется, следует проверить величину отвода ширины колеи, подставив в формулу (3.5) вместо m значение m _пр. В случае превышения i допускаемых пределов необходимо изменить величины M и a в формуле (3.6) добиться, чтобы указанные пределы соблюдались.

Значение угла крестовины α может быть определено по формуле

 

, (3.7)

 

где N – показатель марки крестовины стрелочного перевода (по заданию).

Крестовина состоит из передней (усовой) – n и задней (хвостовой) q частей, которые называются также вылетами крестовин.

В связи с тем, что в современных стрелочных переводах длину прямой вставки перед крестовиной K рекомендуется принимать не менее K _min, которая определяется по формуле:

 

, мм, (3.8)

 

где S – ширина колеи, 1520 мм.

Последовательность определения длины хвостовой части крестовины сводится к расчету ее минимальной (теоретической) и конструктивной (практической) величины.

Для крестовин цельнолитых и с литым сердечником теоретическую длину q находят по следующему выражению:

 

, мм, (3.9)

 

где B – ширина подошвы рельса данного типа (студентам следует принять Р50 – 132 мм; Р65, Р75 – 150 мм);

b – ширина головки рельса данного типа (студентам следует принять Р65, Р75 – 72 мм);

5 мм – расстояние между подошвами рельсов, подходящих к хвосту крестовины, принимаемое с таким расчетом, чтобы у них не соприкасались подошвы.