Конструкционные особенности элементов железнодорожного пути, взаимодействующих с подвижным составом.

Желенодорожный путь, как элемент, взаимодействующий с экипажем подвижного состава, моно характеризовать значениями его механических и геометрических параметров. К первым относятся жёсткость пути и массы, учавствующие в колебаниях; ко вторым- номинальные конструктивные и фактические несоответствия им при эксплуатации.

Важной характеристикой рельсов при взаимодействии с подвижным составом является их длин, так как от неё зависит количество стыков и периодичность взаимодействия колёс со стыками. Стандартная длина рельса на железных дорогах принята 25м., длина современных без стыковых рельсовых плетей допускается до 800…900м. Для снятия температурных напряжений между плетями укладывают 3…4 равнительных рельса длиной 12.5м., и устанавливают уравнительный прибор. Минимально допустимый стыковой зазор определяется по формуле 1.1:

 

                                         (2.1)

 

где - коэффициент расширения стали, 1/град;

- длина рельса, м;

t - t – наибольшая температура в данном регионе и температура в момент укладки рельса ;

для рельсовой стали величина ^-6 при значении

Таким образом, можно определить для различных климатических условий величину .

 

^-6 мм.

Противоугоны, Шпалы,стрелочные переводы, балластная призма

 

 

Исследование характеристик узлов экипажа и элементов железнодорожного пути

В данном разделе необходимо выполнить расчёты по определению геометрических параметров рельсовой колеи с учётом требующих зазоров между гребнями колеи и внутренними гранями головок рельсов, условий совместной работы подвижного состава и пути и безопасности движения экипажа в кривых.

На железных дорогах согласно ПТЭ, ширина клеи на прямых участках пути и в кривых радиусом м. принята равной 1520 мм. При радиусах м. -1530 мм, и при м.-1535 мм. с допусками +6…-4 мм.

 

Рис.1 Положение экипажа в кривой с возвышением наружного рельса

Особенностью рельсовой колеи в кривых является возвышение наружного рельса над внутренним, что обеспечивает равномерный износ рельсов обеих нитей, снижение бокового давления на рельсы наружной нити, устойчивость движения экипажа против опрокидывания центробежной силой и ветром, комфортное состояние пассажиров в вагоне.

Величина центробежной силы вычисляется по формуле 3.1

 

^,                                                         (3.1)

 где Скорость движения экипажа в кривой; м/с

сила давления экипажа (вес локомотива), Н;

ускорение силы тяжести; м/с²;

 радиус кривой, м;

 

 Н

При движении экипажа в кривой появляется центробежная сила, которая создаёт дополнительное давление колёс на наружную рельсовую нить. (рис.1). Рассчитаем возвышение наружного рельса

 

; , мм

 

где расстояние между осями рельсов; м

сила давления экипажа (вес локомотива), Н;

Величина центробежной силы, Н

возвышение наружного рельса, мм.

 

 мм.

Из рис.1 можно принять

                                          (3.3)

 

По малости угла  примем , а . Подставив значение  из выражения 3.1 получим

 

                                                    (3.4)

мм

Подставив значения  и в выражение 3.3 получим

 

 

Подставив в выражение 3.4 м., м/с² и вводя переводные коэффициенты, для того чтобы подставить в км/ч,  в м., получим выражение 3.5

 

                                              (3,5)

 

Где Скорость движения экипажа в кривой, км/ч;

радиус кривой, м;

12,5- постоянная величина

 

 мм.

 

Для учёта влияния эксцентриситетов расположения экипажа в колее, неподрессоренного и подрессоренного строения экипажа необходимо плюсовать добавку . Для высокоскоростных линий мм, для линий с преимущественным пассажирским движением мм. Так как Vmax<100 км/ч, то .

Если расчёт производится для кривых R<600 м. или Vmax> 70 км/ч, то возвышение вычисляется по формуле 3.6

 

                                     (3.5)

где  допустимая величина непогашенного центробежного ускорения, принимаемой равной 0.7 м/с².

 Максимальная скорость движения экипажа в кривой км/ч;

 радиус кривой, м.

 мм.

 

Из полученных результатов расчётов значений и в качестве окончательного принимается большее. Величина расчётного значения не должна превышать более  мм. Для убеждения выполнения условия , определяем величину радиуса кривой , который должен быть установлен при проведении работ по смягчению кривой.

 

 м                                   (3.6)

 

м

 

До проведения работ по смягчению кривой максимальная скорость движения допускается по кривой , определяется по формуле 3.7

 

км/ч                        (3.7)

км/ч

 

Таким образом, на основании полученного значения , установили допустимую скорость экипажа в кривой при обеспечении условий безопасности движения и комфортной езды локомотивных бригад.