Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование конструкции одиночного стрелочного перевода

1.Определение исходных данных для расчёта и проектирования одиночного обыкновенного стрелочного перевода……………………………………………….

2.Определение размеров крестовины……………………………………………………

2.1. Крестовина сборная, типа общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой частью усовиков…………………………………………..............................................

3. Определение размеров стрелки…………………………………………………………

3.1. Расчёт длины остряка……………………………………………………....................

3.2. Расчёт длины рамного рельса………………………………………………………..

4. Определение размеров стрелочного перевода………………………………..............

4.1. Определение основных и осевых размеров стрелочного перевода……………….

4.2. Определение координат переводной кривой………………………………………..

4.3. Определение длин рельсов, входящих в стрелочный перевод……………………..

4.4 Компоновка эпюры стрелочного перевода………………………………………….

Список литературы………………………………………………………………………....

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ :

1. Стрелочный перевод одиночный, обыкновенный типа Р50 марки 1/11;

2. Стрелка с криволинейным остряком секущего типа;

3. Начальный угол остряка βН = 0º32’; тип корневого устройства − вкладышно-накладочный;

4. Радиус остряка:

a. От начала остряка до расчётного сечения: R0=400м;

b. От расчётного сечения до начала остряка: определяется;

c. Расчётное сечение b = 40 мм;

5. Ордината в корне остряка: 190мм

6. Крестовина цельнолитая

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Одиночные обыкновенные стрелочные переводы являются самыми распространенными на сети железных дорог РФ. Тип стрелочного перевода определяется весом рельса, а марка - тангенсом угла отклонения бокового пути от прямого направления. Наибольшее распространение на сети железных дорог получили стрелочные переводы типов Р50, Р65, Р75, марок 1/9, 1/11, 1/18.

Стрелочный перевод должен соответствовать эксплуатационным условиям. Эти условия характеризуются грузонапряженностью участка, нагрузками на ось и скоростями движения по прямому и боковому путям стрелочного перевода.

На сети железных дорог применяются стрелочные переводы с гибкими остряками и остряками с вкладышно-накладочным корневым креплением. Крестовины применяются сборные общей отливки наиболее изнашиваемой части усовика и сердечника, из высокмарганцевистой стали, с подвижным сердечником и гибкими ветвями, с поворотным сердечником.

В качестве основания под стрелочные переводы чаще всего применяются деревянные брусья. Также используются железобетонные брусья и плитное основание.

При выборе основных параметров стрелочного перевода следует предусматривать условия изготовления, эксплуатации, взаимодействия колеса со стрелочным переводом.

При расчете СП отдельные его параметры приходится задавать. Начальный угол и начальный радиус остяка определяют угол удара гребня колеса в наружную рельсовую нить. За характеристику ударного воздействия принято считать потерю кинетической энергии при соударении. Скорость движения поездов на боковое направление стрелочного перевода определяется из выражения, км/ч

где W - параметр оценки потери кинетической энергии при ударе гребня колеса в кривой остряк при движении экипажа на боковой путь стрелочного перевода.

Исходя из отечественного и зарубежного опыта, значения W принимаются в пределах от 0,55 до 0,8 км²/ч². К.т.н. Г.И. Иващенко рекомендовал в качестве расчетного значения при максимальном зазоре 40 мм принимать W = 0,66 км²/ч².

В настоящее время стрелочные переводы типа Р65 марки 1/11 имеют начальный угол 0˚27'19,56", начальный радиус 300 м, ширину колеи 1520 мм.

Допускаемая скорость движения на боковое направление установлена 50 км/ч. Для этих условий параметр оценки потери при кинетическом ударе W = 0,75 км²/ч².

В переводной кривой стрелочного перевода скорость движения поезда определяется из выражения, км/ч,

где R - радиус переводной кривой, м;

[α_неп] - допустимая норма непогашенных ускорений при движении поезда на боковое направление стрелочного перевода, которое принимается равной 1м/с.

О₁

R₀

l₂

l₁

α₂

α₁

βв

β_н

l₀’

l_АР

m₂

m₁

U_П

Рисунок 1. Схема взаимного расположения рабочих граней рамного рельса и криволинейного остряка.

Значение радиуса R определяется из рис. 5:

где S₀ - ширина колеи в прямом участке пути;

β_н - начальный угол остряка;

R₀ - начальный радиус остряка;

α - угол крестовины;

β_н - угол в расчетном сечении

Угол в расчетном сечении определяется из выражения:

где b - расчетное сечение.

Существуют специальные графики зависимости скоростей движения V₁ и V₂ при различных значениях β_н, R₀ и k для стрелочных переводов марок 1/9, 1/11, 1/18, 1/22.

Длина прямой вставки определяется конструкцией крестовины. Минимальная ее величина может быть принята

где h - длина переднего вылета крестовины;

l_н - длина накладки;

δ - конструктивный запас в длине переднего вылета крестовины, обеспечивающий установку накладок (10-15 мм).

Определив длину прямой вставки методом интерполяции, намечаем кривую V₂= f(R, α_доп). Пересечение ее с графиком зависимости V₁= f(β_н, R₀, W), определит начальный угол β_н, начальный радиус R₀ и скорость движения на боковое направление стрелочного перевода. Использование данных графиков позволяет получать V₁= V₂, т.е. наибольшую скорость при наименьшей длине стрелочного перевода.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДИНОЧНОГО ОБЫКНОВЕННОГО СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА.

Определим длину прямой вставки по формуле:

мм

Длина накладки, длина переднего вылета крестовины будут определены ниже, подобный расчет величины без предварительного нахождения его составляющих вызван невозможностью нарушения хронологии в данном курсовом проекте.

Зная марку крестовины, определим

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРЕСТОВИНЫ.

По условию крестовина цельнолитая. Расчет сводится к определению минимальных, а затем практических длин передней и задней части крестовины.

l_H/2

h_min

P_min

МЦК

l_H

b_Г/2

b_П/2

b_Г/2

b_П/2

2,5 мм

Рисунок 2. Общий вид цельнолитой крестовины.

Минимальную переднюю часть определяем из выражения:

где вр - ширина желоба в горле крестовины; принимается равной 62 см с допуском +3 мм;

- длина накладки (принимается согласно таблице 4);

Х – расстояние от конца накладки до оси первого болтового отверстия;

Минимальную длину хвостовой части найдем по формуле:

где - ширина подошвы рельса

- ширина подошвы рельса

- угол крестовины

Минимальная длина крестовины определяется как сумма передней и задней части:

h` = hmin·cosα/2; p`= pmin· cosα/2

Практическая длина крестовины определяется из условия раскладки брусьев. При этом крестовину, как правило приходится удлинять. Это удлинение целесообразней делать за счет переднего вылета крестовины, чтобы не увеличивать практическую длину стрелочного перевода. Раскладку брусьев целесообразно вести с пролетом, равным ≈ 0,9 пролета между осями шпал на перегоне. Пролеты под стрелочным переводом следует проектировать по возможности кратным 5 мм, в пределах 500 – 550 мм.

Определим число ящиков, которое впоследствии округляем в большую сторону.

На отрезке Х распределяем брусья целым числом N пролетов, порядка а = 500-550 мм, кратных 5 или 10мм. Если брусья на отрезке Х не распределяются без остатка, то увеличиваем длину крестовины, при этом добавка ∆ в Х составит:

∆ = N·a-X

Практическая длина крестовины определяется из выражения:

Практическая длина переднего и заднего вылетов крестовины

hпр = h= h´+∆

pпр =p

Расчеты в данном пункте и во всех последующих, будут производиться с некоторой ссылкой на табл. 1

Таблица 1.

Тип крестовины	Вп, мм	br,мм	2V, мм	lн, мм	Х, мм	С,мм
Р75	150	75	181	800	80	420
Р65	150	75	173	800	80	420
Р50	132	70	185	820	50	440

Расчеты:

мм

h` = hmin*cosα/2 = 3080мм; p`= pmin* cosα/2 = 2280мм

мм

а = 500мм, n = 10

∆ =10·500-4920 = 80мм

h = 3080+80 = 3160мм

р = 2280мм

мм

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ СТРЕЛКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ОСТРЯКА

Наибольшее распространение в РФ получили стрелки с криволинейными остряками секущего типа. Такие стрелки применяются с корневым креплением вкладышно-накладочного типа и креплением выполненным в виде гибкого остряка. Длина гибких остряков требуется больше, так как перевод стрелки осуществляется за счет изгиба части остряка. На рисунке 3 представлена схема взаимного расположения рабочих граней рамного рельса и криволинейного остряка.

На схеме приняты следующие обозначения:

l_p.p_. - длина рамного рельса;

m₁ - передний вылет рамного рельса;

m₂ - задний вылет рамного рельса;

l'₀ - проекция криволинейного остряка на рабочую грань рамного рельса.

R₀ - радиус остряка от расчетного сечения;

R - радиус переходной кривой;

b - расчетное сечение;

u_п - расстояние от рабочей грани рамного рельса до рабочей грани остряка в его корне;

β - стрелочный угол;

β_н - начальный угол остряка;

β_в - угол в расчетом сечении; 6

l - длина остряка по дуге;

α₁ и α₂ - углы на дугах l₁ и l₂.

Угол в расчетном сечении определяется из следующего выражения:

После этого для нахождения стрелочного угла возникает потребность вычисления радиуса переводной кривой:

Определим стрелочный угол:

Далее находим углы α₁ и α₂

α₁ = β_в - β_н;

α₂ = β - β_в.

Длина остряка определяется как сумма длин дуг и :

;

Длину остряка округляем в большую сторону и принимаем кратной 0,1 м за счет изменения длины

Величина проекции криволинейного остряка находится путем проектирования начального радиуса и радиуса переводной кривой на направление рабочей грани рамного рельса.,

;

Расчеты:

мм

l =3049 мм + 5609 мм = 8658 мм

l´ =400000·(sin0º58´12.23´´-sin0º32´)+285787·(sin2º5´40.74´´- sin0º58´12.23´´)=8656мм

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ РАМНОГО РЕЛЬСА.

Рассчитаем длину рамного рельса.

где - длина переднего вылета рамного рельса;

- проекция криволинейного остряка на направление рабочей грани рамного рельса;

- длина заднего вылета рамного рельса;

Определим передний и задний вылет рамного рельса из условий раскладки брусьев:

где с - стыковой пролет, принимается в зависимости от типа верхнего строения пути по табл. 4

n₁ - число ящиков в переднем вылете рамного рельса m₁, принимаемое от 3 до 9;

n₂ - число ящиков в заднем вылете рамного рельса m₁, принимаемое от 2 до 10;

δ - стыковой зазор, равный 8 - 10 мм;

m₀ - забег остряка за ось флюгарочного бруса, принимается равным 41 мм - половине ширины стрелочной подушки;

а - ширина ящиков под передним и задним вылетами рамного рельса, принимается в пределах 500 - 550 мм

Длина рамного рельса, полученная по формуле, округляется в большую сторону и принимается равной 12,50; 18,75; 25,00 м за счет изменения заднего вылета рамного рельса m2.

Для определения числа ящиков под остряком воспользуемся следующей формулой:

где аф- флюгарочный пролет, берется в пределах 600-700 мм

а1- расстояние между осями брусьев под остряком

После вычисления принимается целое число пролетов. Расстояния между осями брусьев устанавливаются кратными 5 мм.

Расчеты:

Число ящиков в переднем и заднем вылете рамного рельса принимаем равным 7

мм

Длину рамного рельса принимаем равной 18750 мм, и вследствие этого увеличиваем задний вылет рамного рельса до величины 6255 мм. (т.е. на разницу между стандартной и полученной длиной рамного рельса)

ящиков

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ И ОСЕВЫХ РАЗМЕРОВ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

К основным размерам относят теоретическую длину Lt, и полную длину стрелочного перевода Lp. Осевыми размерами принято считать расстояния от: центра перевода до острия остряков ао, от центра перевода до стыка рамного рельса а; от центра перевода до математического центра крестовины во, от центра перевода до заднего стыка крестовины.

R₀

S₀

a₀

R₀

l₀’

b₀

U_П

О₁

^α/₂

О₁

β_В

β_Н

l_P

l_T

Рисунок 4. Основные и осевые размеры СП.

Теоретическая длина СП определится из выражения

Полная длина перевода:

Осевые размеры определяются по формулам:

Отсюда следует, что

Расчеты:

мм

Проверка:

мм

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ПЕРЕВОДНОЙ КРИВОЙ

Переводная кривая по наружной рельсовой нити укладывается по координатам (рис 10). Значениями Х задаемся через каждые 2 м. до значения

Ордината в этой точке

Все результаты сводим в таблицу 2.

Вспомогательные углы определяются из выражения

y_i

x_i

γ_i

y_к

l₀’

x_к

U_П

Рисунок 5. Схема разбивки переводной кривой по координатам.

Последняя ордината yk проверяется по формуле

Расчеты:

Таблица 2. Определение координат переводной кривой

,м
1	2	3	4	5	6
0	0,0000	0,0366	0,9993	0	190
2	0,0067	0,4435	0,9988	0,0005	332
4	0,0139	0,0505	0,9987	0,0006	361
6	0,0209	0,0575	0,9983	0,0010	475
8	0,0279	0,0645	0,9979	0,0014	590
10	0,0349	0,0715	0,9974	0,0019	739
12	0,0419	0,0785	0,9969	0,0024	875
14	0,0489	0,0855	0,9962	0,0031	1075
16	0,0559	0,0904	0,9959	0,0034	1161

Проверка: мм ~1,1м

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИН РЕЛЬСОВ, ВХОДЯЩИХ В СТРЕЛОЧНЫЙ ПЕРЕВОД

При расчете стрелочного перевода определяют, как правило, длины рельсов и (рис. 11).Длины рельсов и принимают стандартными, равными 6,25 или 12,5 м.

R₀

S₀

R₀

l₀’

U_П

О₁

β_В

β_Н

l_P

l_T

l_р.р.

δ = 10 мм

S_остр

l₁

l₂

l₃

l₄

S_кр

l₅

l₆

l₇

l₈

Рисунок 6. Схема рельсов, входящих в стрелочный перевод.

Целесообразно определять длину соединительного пути по одному направлению, а затем один из рельсов назначать стандартной длины.

Искомые размеры рельсов определяют по следующим формулам:

где -величина зазора, которая принимается равной 0 в корне остряка, заднем вылете рамного рельса, переднем вылете крестовины, в рельсовом стыке принимается 8-10 мм

Sкр- ширина колеи в пределах переводной кривой, для данной

марки СП 1520 мм

Sостр- ширина колеи в начале остряков, принимаем 1528 мм

Расчет:

мм.

Принимаем l₁ = 6250мм, l₂ = 8749м мм.

Принимаем l₃ = 6250мм, l₄ = 8746мм

мм.

Принимаем l₅ = 6250мм, l₆ 9564мм

Принимаем l₇ = 6250мм, l₈ = 9234мм

5. КОМПОНОВКА ЭПЮРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Эпюрой стрелочного перевода называют его схему в определенном масштабе с указанными основными размерами и динами рельсов, увязанными с раскладкой брусьев. (рис. 12)

Вычерчивание эпюры обычно ведется в масштабе 1:50 или (реже) 1:100. Иногда при пологих марках и большой длине стрелочных переводов принимают искаженный масштаб: продольный - 1:500, поперечный - 1:50.

Положение переводных брусьев в стрелочном переводе определяются местом расположения стыков в корне остряков, стыков протяжении соединительных путей, в переднем и заднем вылете крестовины.

Расстояние между осями брусьев принимается равным 0,85-1,0 от расстояния между шпалами.

Брусья обычно укладывают следующим образом:

от начала остряка до центра перевода перпендикулярно оси прямого пути;
под крестовиной перпендикулярно биссектрисе угла крестовины;
от центра перевода до переднего стыка крестовины брусья постепенно поворачиваются.

Укладка брусьев за хвостом крестовины продолжается до того места, где появляется возможность укладки шпал. В комплект переводных брусьев входят брусья длиной от 2,75 до 5,5 м (с изменением длины через 0,25 м). Количество каждой категории длины определяется графически из условия, чтобы конец бруса выходил наружу от рабочей грани крайних рельсов не менее чем на 500 мм.

Компоновка эпюры включает раскладку брусьев под участками AB, CD, EF

AB = l₅ - m₂ - c + 0,5δ; CD = l₁ - AB - 2c + 0,5δ;

EF’ = l₂ - p - h - c + 0,5δ;

EF = EF’ + ζ;

ζ = S₀tg0,5α.

На каждом участке определяется число пролетов:

Число пролетов на каждом участке округляется до целого числа. Пролеты назначаются кратными 5 мм. Тем не менее, в число пролетов, составляющих каждый из найденных отрезков AB, CD, EF входит по одному-два пролета случайной величины, которые, однако, не должны резко отличаться от стандартных.

На чертеже вычерчивается ведомость рельсов и ведомость брусьев.

Расчет:

АВ=12500 – 5680 – 440 + 5=6385 мм

СД=12500 – 6385 – 880 + 5=5240 мм

EF’=8749 – 2280 – 3160 – 420 + 5=3366 мм

ЕF=3366+68,95=3435 мм

Определим число пролетов:

Список использованной литературы:

Железнодорожный путь. Под ред. проф. Т.Г. Яковлевой. - М.: Транспорт, 2001
Расчеты рельсовой колеи с использованием ЭВМ. Методические указания для курсового и дипломного проектирование / Л.Н. Фролов, Б.П. Божевольнов, П.С. Пушкин. Л.: ЛИИЖТ, 1991
Расчет одиночного обыкновенного стрелочного перевода с использованием ЭВМ. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию./ Ленинград 1989 г.
Правила технической эксплуатации железных дорог РФ. МПС РФ 2000 г.
Инструкция по текущему содержанию пути. ЦП-774. М: «Транспорт» 2001 г.

Проектирование конструкции одиночного стрелочного перевода