asyan.org
добавить свой файл
1
Міністерство транспорту і зв’язку України

Українська державна академія

залізничного транспорту

Кафедра ВТ і СУ

Контрольна робота

З дисципліни:

Комп’ютерна техніка

та програмування

Виконав:

Студ. групи 15-1-ОПУТ

Штихно Ю.В.

Перевірив:

Харків – 2011р.

Мінімально припустимий радіус колових кривих. Призначення перехідних кривих.

Пристрій рейкової колії тісно пов'язанмй з конструкцією і розмірами колісних пар рухомого складу. Колісна пара складається зі сталевої осі, на яку наглухо насаджені колеса, що мають напрямні гребені для запобігання сходу з рейок.Поверхня катання коліс рухомого складу в середній частині має конічності 1 / 20, яка забезпечує рівномірніший зніс, більший опір горизонтальним силам, спрямованим поперек шляху, меншу чутливість до несправностей його і перешкоджає появі жолуба на поверхні катання, що утрудняє проходження колісних пар по стрілочних переходах. Відповідно до цього рейки також встановлюються з нахилом 1 / 20, що при дерев'яних шпалах досягається за рахунок клінчатих підкладок, а при залізобетонних - відповідним нахилом поверхні шпал у зоні спирання рейок.

image044.jpg

Колісна пара на рейкової колії.

Відстань між внутрішніми гранями головок рейок називається шириною колії.Ця ширина складається з відстані між колесами (1440 + 3 мм), двох товщин гребенів (від 25 до 33 мм) і зазорів між колесами і рейками, необхідних для вільного проходження колісних пар. Ширина нормальної (широкої) колії в прямих і кривих ділянках колії з радіусом більше 349 м складає 1520 мм з допусками в сторону розширення б мм і в бік звуження 4 мм.

Верх головок рейок обох ниток колії на прямих ділянках має бути на одному рівні. Дозволяється на прямих ділянках колії на всій протяжності утримувати одну рейкову нитку на 6 мм вище другої. 

При спорудженні шляху стики на обох рейкових нитках розташовують точно один проти одного, що зменшує число ударів колісних пар об рейки, а також дозволяє заготовляти і міняти рейкошпальної грати цілими ланками за допомогою колієукладальних кранів. 

Для того щоб кожна колісна пара не могла повертатися навколо вертикальної осі, колісні пари вагона або локомотива з'єднують по дві і більш жорсткою рамою. Відстань між крайніми осями, з'єднаними рамою, називається жорсткою базою, а між крайніми осями вагона або локомотива - повною колісною базою. Жорстке з'єднання колісних пар забезпечує стійке положення їх на рейсах, але в той же час ускладнює проходження на кривих малого радіуса, де можливе їх заклинювання. Для полегшення вписування в криві сучасний рухомий склад випускають на окремих візках з невеликими жорсткими базами


image045.jpg

Жорстка і повна колісні бази: 
а - електровоза ВЛ8, б - однієї секції тепловоза ТЕЗ, в - паровоза серії ФД, 
г - чотиривісного піввагона.


Криві ділянки шляху мають ряд особливостей, основними з яких є: піднесення зовнішньої рейки над внутрішнім, наявність перехідних кривих, розширення колії при малих радіусах, укладання вкорочених рейок на внутрішній рейкової нитки, збільшення відстані між осями колій на дво- і багатоколійних лініях. 

Піднесення зовнішньої рейки передбачається при радіусі кривої 4000 м і менше для того, щоб навантаження на кожну рейкову нитку було приблизно однакове з урахуванням дії відцентрової сили, для рівномірного зносу зовнішньої та внутрішньої рейок, а також погашення відцентрового прискорення, що негативно впливає на комфортність пасажирів. Розмір підвищення залежить від швидкості руху поїздів і радіуса кривої і зазвичай не перевищує 180 мм. 
Відомо, що при проходженні рухомого складу по кривій радіусом R виникає відцентрова сила 


де m - маса одиниці рухомого складу;
G - вага одиниці рухомого складу;
g - прискорення сили тяжіння.

При підвищенні зовнішньої рейки на величину h з'являється складова сила ваги Н, спрямована всередину кривої.

image051.jpg

Схема сил, які діють на рухомий склад на кривій при підвищенні зовнішньої рейки.

З малюнка зрозуміло, що відношення H / G дорівнює відношенню h/ S1. Отже Н = Gh/ S1.

Для однакового тиску на рейкові нитки необхідно, щоб Н врівноважувала I, тоді рівнодіюча N буде перпендикулярна похилій площині шляху. Враховуючи, що кут α малий і при максимальному припустимому підвищені зовнішньої рейки 150 мм cos α = 0,996, можна прийняти, що Н = I. 


Тоді 


Звідки 

  

Підставляючи S1 = 1,6 м, g = 9,81 м/с2 і виразивши швидкість V в км / год, а радіус R в метрах, отримаємо підвищення в мм:
h = 12,5 V2 / R.

Оскільки в реальних умовах за кривими проходять потяги різної маси Qі, і з різними швидкостями Vі, то для рівномірного зносу рейок в наведену формулу підставляють середньоквадратичну швидкість:



При h = 2,5 / R в поїздах, що прямують зі швидкостями вище , на пасажирів і вантаж буде діяти нескомпенсоване прискорення, рівне різниці між відцентровим прискоренням V2 / R і спрямованим до центру кривої прискоренням gh/S1.

Головними точками кривої, які визначають її положення на місцевості, являються вершина кута ВК, початок кривої ПК, середина кривоїй СК і кінець кривої КК (рис. 1).

inj_geo_2-114.jpg

^ Рис. 1. Схема кругової кривої.
Основні елементи кривої – її радіус R і кут повороту α. До основних елементів відносяться також:

– тангенс кривої Т (або дотична) – відрізок прямої між вершиною кута і початком або кінцем кривої;

– крива К – довжина кривої від початку кривої до її кінця;

– бісектриса кривої Б – відрізок від вершини кута до середини кривої;

– домер Д - різниця між довжиною двох тангенсів і кривої.
Параметри кругової кривої визначаються настурним чином:








Мінімально припустимі радіуси колових кривих подано у таблиці.





Нормальна колія 16,5 мм

Довжина прототипу вагона до 20 м

Довжина прототипу вагона 20-24,2 м

Довжина прототипу вагона 24,2 - 27,2 м

Мінімально припустимий радіус колових кривих

363,0 м

412,5 м

495,0 м


Для забезпечення плавного вписування рухомого складу кругові криві сполучаються з прямими ділянками за допомогою перехідних кривих. Між суміжними кривими на залізниці передбачаються прямі вставки мінімальною величиною від 30 до 150 м у залежності від категорії лінії та напрямки кривих (в одну або в різні сторони). 

Використання перехідних кривих пов'язано з необхідністю плавного сполучення кривих ділянок шляху з прямими. Перехідна крива в плані являє собою криву змінного радіуса, що зменшується від ∞ (нескінченно великого) до R - радіуса кривої по колу зі зменшенням кривизни пропорційно зміні довжини. Крива, що володіє такою властивістю, являє собою радіоідальную спіраль, рівняння якої записується у вигляді ряду:


де С - параметр перехідної кривої (^ С = lR).

У зв'язку з тим що довжина перехідної кривої l мала в порівнянні, з С, практично достатньо обмежитися двома першими членами ряду наведеної формули. У профілі перехідна крива при звичайних умовах являє собою похилу лінію нахилом i = h / l.

image053.jpg

План і профіль перехідної кривої. ППК - початок перехідної кривої. КПК - кінець перехідної кривої.

Розширення колії здійснюється для забезпечення вписування рухомого складу в криві. Оскільки колісні пари закріплені в рамі візка таким чином, що в межах жорсткої бази вони завжди паралельні між собою, в кривій тільки одна колісна пара може розташуватися по радіусу, а інші будуть знаходитися під кутом. Це викликає необхідність збільшення зазору між гребенями коліс і рейками, щоб уникнути заклинювання колісних пар. Для вільного вписування двухосної візки в криву необхідна ширина колії: 

Sс = qmax + fH +4

де fH - стріла вигину кривої по зовнішній нитки при хорді 2λ;

qmax - максимальна відстань між зовнішніми гранями гребенів коліс; 

4 - допуск по звуження колії, мм.

image055.jpg

Схема вільного вписування в криву двухосной візки.

Встановлено такі норми ширини колії в кривих: 
при R ≥ 350 м - 1520 мм; 
при R = 349-300 м-1530 мм, 
при R ≤ 299 м -1535 мм. 

Прокладання вкорочених рейок у внутрішню нитку необхідне для запобігання розбігу стиків. Оскільки внутрішня рейкова нитка в кривій коротше зовнішньої, то прокладання у неї рейок тієї ж довжини, що і в зовнішню, викличе забігання стиків вперед на внутрішній нитці. Для усунення розбігу стиків при кожному радіусі кривої необхідно мати свою величину вкорочення рейки. З метою уніфікації застосовують стандартні вкорочення рейкових ланок завдовжки 25 м на 80 і 160 мм. Загальна кількість укорочених рейок n, потрібних для укладання в кривій,

n = e / k,

де e - загальне вкорочення

k - стандартне вкорочення однієї рейки.

Прокладання вкорочених рейок у внутрішній нитки чергують з укладанням рейок нормальної довжини так, щоб забіг стиків не перевищував половини укорочення, тобто 40, 80 мм. 

Посилення колії в кривих проводиться при R <1200 м для забезпечення необхідної рівноміцності з пов'язаними прямими. Для цього збільшують число шпал на кілометр, розширюють баластову призму з зовнішнього боку кривої, ставлять несиметричні підкладки з великим плечем у зовнішню сторону, відбирають найбільш тверді рейки. У кругових кривих на дво-і багатоколійних лініях збільшується відстань між осями колій відповідно до вимог габариту, що досягається в межах перехідної кривої внутрішнього шляху за рахунок зміни її параметра С.