ВСТУП
Правильно запроектованийстрілочний перевод повинен дозволяти реалізувати задані швидкості руху побоковому і прямому напрямках при безумовному забезпеченні безпеки руху поїздіві якомога раціональнішій конструкції його окремих частин.
При проектуванні переводуздійснюється:
- вибір типу стрілочного переводу в залежності від експлуатаційнихумов;
- розрахунок параметрів стрілки з визначенням радіусівкриволінійного гостряка, кутів стрілки, довжини гостряків і рамних рейок;
- вибір марки хрестовини і розрахунок її геометричних розмірів;
- розрахунок основних геометричних і осьових розмірів переводу вцілому і його частин,
- компонування епюри стрілочного переводу
Основні вихідні дані длярозрахунку переводу: експлуатаційні умови (кількість і швидкості руху поїздів);максимальна швидкість руху по боковому напрямку стрілочного переводу; типгостряка і розмір жолоба навпроти центра повороту гостряка; конструкціяхрестовини; кількісні характеристики взаємодії переводу і рухомого складу:максимальні допустимі значення відцентрових прискорень, що виникають, колиекіпаж рухається по криволінійному гостряку і перевідній кривій, показниквтрати кінетичної енергії при ударі колеса об гостряк.
Основні параметристрілочного переводу й окремих його елементів визначаються з умови забезпеченнядопустимого рівня динамічної взаємодії рухомого складу і стрілочного переводу.Разом з цим повинно бути забезпечено геометричне ув'язування всіх елементівстрілочного переводу.
1. ВИХІДНІ ДАНІ
Варіант №8-Б
1) швидкість на бічну колію Vкм/год:40км/год;
2) вид кріплення: вкладешо накладне;
3)бокове непогашенеприскорення, що з'явилося раптово, jм/с2,43м/с2;
4)бокове непогашене прискорення, що діє постійно/> м/с2 0,57м/с2;
5) показник витрат кінетичної енергії, Wм/с 0,025;
6)зазор,/>мм 35мм;
7)рейки типу Р65;
8)момент інерції W,705;
9)довжина накладки 800мм;
10)ширина колії по прямому напрямку 1520мм;
11)геометричні розміри хрестовини:
а)D мм 406мм;
б)Gмм64мм;
12)відстань від корення гостряка до центра його повороту, К мм 0;
2. Розрахунок параметрів стрілки
2.1. Визначення радіусівгостряка і кутів у стрілці
При розрахунку стрілкиприймається, що за формою в плані криволінійний гостряк робиться січного типуодинарної або подвійної кривизни (рис. 1).
Робоча грань гостряка повсій довжині окреслюється одним або двома радіусами, зі зміною кривизни в кінцістругання гостряка. У цьому випадку зміна відцентрового прискорення припереході на криву меншого радіуса відбудеться на ділянці з повним перетиномгостряка
Радіус гостряка в зонінабігання гребенів коліс повинен відповідати умові:
/> (2.1)
де V— максимальна швидкістьруху по боковому напрямку стрілочного переводу, м/с;
j— бокове непогашене прискорення, що з'явилося раптово, м/с2.
При визначенні радіусадругої частини гостряка повинна виконуватися нерівність:
/> (2.2)
де />— бокове непогашенеприскорення, що діє постійно, м/с2
/>
Рис 1 схема стрілки з гостряком подвійної кривизни
У січного гостряка (Рис.1)робочі грані рамної рейки і гостряка перетикаються у вістрі під кутом />, що називається початковимкутом. Початковий кут гостряка визначається за формулою:
/> (2.3)
/>
де/>— максимальний зазор міжгребенем колеса і рамною рейкою перед входом на стрілку, м;
/>— показник втратикінетичної енергії при ударі колеса об гостряк, м/с.
За конструктивних причин кут/>не може бути меншим ніж18'. Якщо/>одержано меншим ніж 18', топриймають />, рівним 18' ...20'.
Частина гостряка в місціприлягання до рамної рейки зазнає горизонтального і вертикального стругання. Горизонтальнестругання робиться для придавання гостряку необхідної форми в плані, авертикальне — для зменшення навантаження від коліс на його ослабленугоризонтальним струганням частину. Перед обробкою вістря гострякова рейказгинається в кінці стругання — місці, де при струганні зберігається повнаширина його головки />. Переднійчастині гостряка шляхом горизонтального (бокового) стругання надається виглядклина, а поверхня кочення, починаючи від перетину гостряка 50 мм до вістря,знижується за рахунок вертикального стругання головки.
Довжина бокового струганнякриволінійного гостряка (зона прилягання до рамної рейки) визначається заформулою:
/> (2.4)
/>
де />— ширина головки гостряковоїрейки у розрахунковій площині (табл. Д 2.1), [1]., в методичні вказівки.
/> — кут між робочою гранню рамної рейки і дотичною, проведеною доробочої грані гостряка в кінні його бокового стругання, — кут струганнякриволінійного гостряка (Рис. 1).
Кут /> визначається з виразу:
/> (2.5)
/>
Значення стрілочного кута (Рис.1)- кута між робочою гранню рамної рейки і дотичною, проведеною до робочої гранігостряка в корені навпроти центра обертання, — визначається за формулою:
/> (2.6)
/>
де tn— розмір жолоба навпротицентра повороту гостряка, мм
Кут між робочою граннюрамної рейки і дотичною, проведеною до робочої грані гостряка в корені,називається повним стрілочним кутом ( />).Повний стрілочний кут визначається за формулою:
/> (2.7)
При кореневому кріпленнівкладишево-накладочного типу центр обертання гостряка знаходяться в торцігостряка і кут />.Тодіповний стрілочний кут />, дорівнюєстрілочному куту />. Пригнучких гостряках (зі звичайним накладочним стиком у корені) центр обертаннязміщено від кореня в напрямі вістря гостряка на величину К. Кут />,що відповідаєдовжині К (Рис.1), буде дорівнювати:
/> (2.8)
3 метою перевірки можливостіскладання кореневого стику гнучкого гостряка і для одержання ординати напочатку переводної кривої необхідно також визначити відстань між робочимигранями головок гостряка і рамної рейки в торці гостряка (U'n) і ширину жолоба між ними ( />):
/>/> (2.9)
/>
/>/>
/>
де Un — відстань між робочими гранями гостряка і рамної рейки в перетинінавпроти центра обертання гостряка, мм;
bг — ширина головки рейки у розрахунковій площині (табл. Д 2.1)[1], мм,
/> (2.10)
2.2. Визначення довжини і параметрів гостряків
Довжина криволінійногогостряка визначається за формулою:
/>; (2.11)
/>
Довжина прямого гострякаприймається такою ж, як і криволінійногоДля забезпечення нормальної роботистрілка підчас переводу гостряків іумов безпеки руху поїздівнеобхідно визначити зусилля, потрібне для переводу гостряків з одного положенняв інше, і мінімальний жолоб між відведеними гостряками і рамкою рейкою (рис.2).
Розрахункова схема роботигостряків при їх переводі залежить від конструкції гостряка, його довжини ітипу кореневого кріплення. Для гнучкого гостряка зі звичайним накладочнимкореневим кріпленням розрахункова схема являє собою балку, затиснену в корені ізавантажену силами в місцях приєднання перевідних тяг і рівномірно розподіленимнавантаженням, що дорівнює силам тертя гостряка по подушках. На рис.3 приведенарозрахункова схема гнучкого гостряка з однією перевідною тягою. Припустивши, щоперетин гостряка на всій довжині незмінний і при переводі гостряків один з нихзгинається, а інший розгинається, одержимо вираз для визначення зусилля, необхідногодля переводу пари гостряків:
/> (2.11)
/>
де Е — модульпругкості рейкової сталі 2,1-1011 Па;
Іог — момент інерції гострякової рейки в горизонтальній площині, м4(табл. Д 2.1)[1];
Ш — крок гостряка, м (рис. 3);
f— коефіцієнт тертя гострякапо подушках, звичайно приймається 0,15;
P— погонна маса гострякової рейки, кг/м (табл. Д 2.1)[1];
lо— довжина гостряка, м;
х0 — відстань від гостряка до точки прикладення перевідного зусилля, м(див. рис. 2.2)
g— прискорення вільного падіння 9.81 м/с2.
/>
Рис. 3. Схема до визначеннямінімального жолоба між жорстким гостряком і рамною рейкою
/>
Рис. 4. Розрахункова схемагнучкого гостряка з однією переводною тягою
Отримане з розрахункузусилля, потрібне для переведення гостряків, необхідно зіставити із зусиллями,що можуть реалізовуватись сучасними стрілочними електроприводами (табл.Д2.4.)[1]. Якщо розрахункове зусиллябуде менше зусилля, реалізованого одним приводом, то отримані розрахунковіпараметри гостряків вважаються задовільними і можуть використовуватися приподальшому розрахунку переводу. При цьому необхідно зазначити, який привідрекомендується використовувати в переводі. Якщо ж необхідне зусилля буде більшеможливого, то необхідно при коригуванні розрахунку стрілки прийняти подвоєнукількість перевідних механізмів.
Від розміру жолоба міжробочою гранню рамної рейки і неробочою гранню відведеного гостряка залежитьпрацездатність гостряка та рівень безпеки руху поїздів по стрілочному переводу.Розмір жолоба повинен бути таким, щоб між гостряками і рампою рейкою вільнопроходили гребені коліс. У крайньому випадку можна припустити лише торканнягостряка гребенем колеса або окремі випадкові удари, що не можуть призвести довипрямлення гостряка. Розмір цього жолоба повинен бути не менше 63 мм.Збільшення жолоба можна домогтися подовженням гостряка або збільшеннямкількості точок прикладення тягового зусилля. При наявності одного приводутягове зусилля звичайно прикладається тільки до першої тяги. За допомогоюважелів зусилля можна передати на дві перевідні тяги, розташовані на початкугостряка і в кінці стругання гостряка. Цим самим зменшується кривизна вигинугостряка Звичайно таку конструкцію застосовують при довгих гнучких гостряках.Цього ж можна досягти постановкою другого самостійного переводу, тягове зусиллявід якого передається на другу перевідну тягу.
При розрахунку стрілки звикористанням ПЕОМ розмір фактичного жолоба видається на екран дисплея. Післязапиту про необхідність коригування результатів розрахунку методом послідовнихпроб можна підібрати таку довжину гостряка, при якій цей жолоб стане трохибільшим або рівним мінімальному значенню.
При гнучких гостряках(корневе кріплення зі звичайним накладочним стиком), щоб їх надмірно неподовжувати, доцільно одержати збільшення жолоба між рамною рейкою і гострякомза рахунок застосування системи тяг, що забезпечують переведення гостряка задві точки. У даному розрахунку це відповідає постановці двох приводів.
Проекція криволінійногогостряка на ось прямої колії визначається за такою залежністю:
/> (2.12)
/>
Розрахункова схема визначення довжини стругання прямого гостряка взоні прилягання до криволінійної рамної рейки приведена на Рис. 5. Для визначення довжини стругання використовуються допоміжні величини:
/>;
/>;(2.13)
/>д
е Sn— ширина колії по прямому напрямку, мм.
Кут стругання прямогогостряка визначається через його косинус:
/> (2.14)
/>
де Sк— ширина колії по боковому напрямку в зоні від кінця стругання до коренягостряка, мм, приймається за даними табл. 2.2.
Довжина стругання прямогогостряка визначається за формулою:
/> (2.15)
/>
Значення кутів />і />, під якими зістругуютьвістря прямого гостряка, визначають за формулами через тангенси:
/>;
/> (2.16)
/>;
/>
де So — ширина колії в зоні вістря гостряка, приймається 1524 мм (дляшвидкісних переводів -1521 мм).
/>
Рис. 2.4. Схема стругання прямого гостряка
При виконанні цієї частинирозрахунків визначають також довжину початкової частини відігнутої рамноїрейки, що веде на бокову колію, за формулою:
/> (2.17)
2.3. Визначення довжинирамних рейок
Довжина прямої рамної рейкизалежить від довжини гостряка, прийнятого типу кореневого кріплення, а такожвід довжин переднього і заднього вильоту. Розміри останніх призначаються зумови розкладки брусів під ними:
/> (2.18)
де m1 — довжина переднього вильотурамної рейки,
m2 - довжина задньоговильоту рамної рейки;
/> — проекція криволінійного гостряка на рамну рейку (рис. 6).
Довжина переднього вильотурамної рейки m1призначається з умови забезпечення рівномірного розкладання брусівпід ним. Крім цього, передній виліт повинен бути таким, щоб забезпечитивідведення уширення колії від початку рамної рейки до вістря гостряка з ухилом0,001 ...0,002.
/>
Рис. 6. Схема стрілки
З умови розкладки брусів довжинапереднього вильоту (рис. 6) буде
/>; (2.19)
/>
де c— нормальний стиковийпрогін приймається згідно з табл. 1;
/>— нормальний стиковий зазор, прийнятий у розрахунку рівним 8мм;
b— проміжний прогін між осями брусів, приймається згідно з табл. 2.3,повинен бути кратним 5 мм:
/>— відстань від осіпершого флюгарочного бруса, до вістря гостряка,у сучасних переводів />=41 мм;
/>— число проміжнихпрогонів під переднім вильотом рамних рейок, звичайно приймається від 5 до 9.Конкретну кількість прогонів приймають в залежності від максимальної швидкостіруху на бокову колію (при швидкостях 40...60 км/г — 5...6, понад 60 — 7...9).
Довжина заднього вильотурамної рейки (рис.6) також призначається з умови розкладання брусів
/>; (2.20)
/>.
де /> — відстань між осямибрусів у корені гостряка, мм. При кореневому стику, що висить, можна приймати />= c;
/>— стиковий зазор укорені, при вкладишево-накладочному кореневому кріпленні приймається 4...6 мм, при гнучких гострякахдорівнює 0;
/>— кількість проміжнихпрогонів під заднім вильотом рамної рейки, звичайно приймають 2...3.
Таблиця 1.
Величини стикових та проміжнихпрогонів у залежності від типурейок і підрейкових опорПідрейкові опори Дерев'яні Залізобетонні Тип рейок Р50 Р65 і Р75 Р50 Р65 і Р75
Стиковий прогін c(стик, що висить) 440 мм 420 мм 540 мм 500 мм
Проміжний прогін між осями брусів b 500...570 550...600
Отриману довжину рамноїрейки необхідно порівняти зі стандартною довжиною рейки (12.5 або25метрів). При невеликій різниці міжними (±1 м) бажано прийняти рамну рейку стандартної довжини. Приймемо довжиною12.5 м.
/>
Коригувати довжину рамноїрейки треба за рахунок довжини переднього вильоту, змінюючи при цьому числопроміжних прогонів і їхню величину. Нове значення переднього вильоту при цьомувизначається з виразу:
/>; (2.21)
/>
Потім знову роблятьрозкладання брусів під відрізком m1,підбираючи такі значення n1і b, щоб задовольняласярівність.
При коригуванні можна не всіпрогони приймати однаковими, можливо, що один з прогонів не буде кратним 5 мм.
Довжини рамних рейок прямогоі бокового напрямків приймаються однаковими.
3. ВИЗНАЧЕННЯ МАРКИХРЕСТОВИНИ, ЇЇ ГЕОМЕТРИЧНИХ РОЗМІРІВ ТАДОВЖИНИ ПРЯМОЇ ВСТАВКИ
3.1. Визначення маркихрестовини і довжини прямої вставки
Марка хрестовини — цетангенс кута хрестовини, виражений простим дробом (1/N). Знаменник (N) — це показник марки хрестовини. Значення кута хрестовики одержуємо зрішення рівняння проекції розрахункового контуру стрілочного переводу АВСО навертикальну вісь (рис.7):
/> (3.1)
Безпосередньо це рівняння вирішити не можна, тому що у ньому є триневідомих величини:
— радіус перевідної кривої R:
— пряма вставка d;
— кут хрестовини />(кутхрестовини — це кут між робочими гранями сердечника хрестовини).
З рівняння очевидно, що чимпологішим (більшим) буде радіус перевідної кривої, тим менше при одному й томуж значенні кута /> (тобто принезмінній марці хрестовини) буде величина прямої вставки. І збільшенням прямоївставки можна домогтися зменшення радіуса перевідної кривої. Збільшити прямувставку при незмінному радіусі можна, зменшуючи кут />,тобто шляхом уположення маркихрестовини.
Для рішення рівняння необхідно попередньозадатися частиною невідомих величин. Звичайно радіус перевідної кривої упершому наближенні приймається рівним радіусу гостряка в другій його частині,тобто R=/>. Цим забезпечується плавність обрису рейкової нитки по боковомунапрямку і відповідно забезпечується більш плавний рух екіпажів, ніж у випадкузастосування різних значень радіусів Rі/>.
Пряма вставка dнеобхідна для того, щоб забезпечити прямолінійний напрямок руху екіпажадо входу в горло хрестовина. Крім того, вона повинна бути такої величини, щобзабезпечити прямолінійність робочої грані вусовика в передній частинихрестовини і сердечника по боковому напрямку (це необхідна умова симетричностіхрестовини щодо її бісектриси — при цьому хрестовина буде однаковою для лівогоі правого переводів). Для виконання першої умови пряма вставка повинна бути неменше 2 м, другої — довжина прямої вставки повинна бути більша за переднючастину хрестовини на довжину половини накладки (накладка так, як і вусовик,повинна бути на прямій частині рейки перевідної кривої).
/>
.
Рис. 7. Схема розрахунковогоконтура стрілочного переводу
У цьому випадку мінімальнезначення прямої вставки може бути визначене з залежності
/>; (3.2)
/>
де Gі D— конструктивні параметри, що забезпечують складання передньогостику хрестовини (рис. 8). їх значення в залежності від типу хрестовини приведенів (табл. Д 2.2)[1];
/> - конструктивний запас,дорівнює 1000 мм, що враховує можливу різницю між теоретичною мінімальноюдовжиною хрестовини і її практичною довжиною.
Приймаючи у формулі d=dmin,,одержуємо рівняння, з якого можна визначити кут хрестовини імарку. Цей кут буде оптимальним, оскільки забезпечується сталість кривизни вмежах усієї перевідної кривої, а мінімальна довжина прямої вставки дозволяєзручно запроектувати хрестовину з прямолінійними робочими гранями.
/>
Рис. 8. Розрахункова схемацільнолитої хрестовини.
Вирішуючи вище з гаданнірівняння, щодо і ввівши деякі додаткові позначення, одержуємо таке зведенняформул для визначення марки хрестовини:
/>;
/>;
/>; (3.3)
/>;
/>.
В цих формулах:
/> — допоміжний кут,
Отримане в результатівирішення цих формул оптимальне значення показника марки N необхідно округлити убільшу сторону можливо округлення й у меншу сторону. Можна також прийняти іншезаздалегідь задане або необхідне значення марки хрестовини. Після змінипоказника марки хрестовики N, тобто, по суті, післяприйняття конкретного кута, визначається фактичне значення прямої вставки:
/>; (3.4)
/>
Одночасно з цим, дляприйнятої марки хрестовини визначається нове мінімальне значення прямої вставкиdmin, при збереженні прийнятої раніше умови/>.
Отримане фактичне значенняпрямої вставки необхідно зіставити з мінімальним припустимим. Якщо розрахованапри новому значенні марки хрестовини пряма вставка буде більше мінімального їїзначення, то ці марку і радіус кривої можна прийняти для подальшого розрахункупереводу.
Необхідно враховувати, щонаявність занадто великої прямої вставки (на кілька метрів більше за мінімальнезначення) вказує на нераціональне і занадто велике значення показника маркихрестовини. Це, в свою чергу, веде до зайвого збільшення довжини переводу. Уцьому випадку бажано повторити розрахунок при менших значеннях показника маркихрестовини.
3.2 Визначення розмірівхрестовини.
Хрестовину умовно ділять надві частини: передню і хвостову. Під передньою частиною хрестовини розуміють їїелементи, що знаходяться в зоні від переднього стика вусовика до математичногоцентра хрестовини (МЦХ). Хвостова частина хрестовини — це частина конструкції відматематичного центра до хвостового стика сердечника.
Теоретичну довжину передньоїчастики цільнолитої хрестовики приймають такою, щоб зовнішні накладки в стикуне заходили за перший вигин вусовика, тобто за горло хрестовини (рис. 8). Тоді:
/>; (3.5)
/>
де tг — ширина жолоба в горціхрестовини, прийнята з умови пропускання по хрестовині екіпажів з найвужчоюнасадкою коліс і гранично зношеними по товщині гребенями. При ширині колії 1520мм жолоб у горлі приймається рівним 64 мм з допусками ± 2 мм.
Мінімальна довжина хвостовоїчастини цільнолитої хрестовини знаходиться з тих же умов, що і хрестовинизбірної з литим сердечником.
Отримані значення hminі Pminнеобхідно відкоригуватиз умови раціонального розподілу перевідних брусів під ними.
На рис. 9 приведена схема розкладаннябрусів під хрестовиною. Користуючись нею, можна визначити практичні довжинипередньої і хвостової частин хрестовиниhпрі Pпр. Всі брус під хрестовиною розташовуються перпендикулярнобісектрисі кута хрестовини. Один з брусів повинен обов'язково знаходитися втому місці, де ширина сердечника становить 20 мм. Тут найбільш напружене місце,тому що в цій зоні відбувається перекочування колеса з вусо-вика на сердечник.Потім розміщують бруси в передньому і задньому стиках хрестовини. Ці стикивлаштовуються у висячому положенні. Передній стик хрестовини знаходитьсяпосередині прогону. Хвостовий стик зміщений від осі прогону на величину/>. Тут /> величина забігу осей брусів відносно перпендикуляра до осі колії (рис. 10). Цим зміщеннямхрестовинного стику зменшується зміщення рейкових стиків на зовнішніх нитках
відносно осі прогону міжстиковими брусами. Під частиною хрестовини, що залишилася, бруси розташовуютьрівномірно з прогоном bміж осями. Зазори міжхрестовиною і сусідніми рейками повинні рівнятися нулю.
/>
Рис. 9. Схемарозміщення брусів під хрестовиною
Практична довжина обохчастин хрестовини за напрямком бісектриси її кута, як видно з рис. 9, може бути визначена заформулами:
/>; (3.6)
/>
/>. (3.7)
/>
Тут /> — відстань від математичного центра хрестовини до осі бруса,розташованого під сердечником шириною 20 мм.
Відстані між осями брусів(величини b і с) приймаються так само, як і у зоні стрілки.
Кількість прогонів n3і n4підбирається таким чином, щоб практична довжина кожної частинихрестовини була не менше мінімальної. Проте дуже збільшувати довжину хрестовининераціонально Доцільно проектувати ці частини так, щоб виконувалися такінерівності:
/>;
/>
/>.
/>
Практичні довжини елементівхрестовини, що вимірюються вздовж робочих граней, визначаються за формулами:
/>; (3.8)
/>.
Практична довжина всієїхрестовини:
/>. (3.9)
4. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХГЕОМЕТРИЧНИХ І ОСЬОВИХ РОЗМІРІВ СТРІЛОЧНОГО ПЕРЕВОДУ
Основними геометричнимирозмірами стрілочного переводу в цілому (рис. 10) є:
— теоретична довжина стрілочного переводу Lm;
— практична довжина стрілочного переводу Lnp;
— радіус перевідної кривої R;
— довжина прямої вставки перед математичним центром хрестовини d.
Осьові розміри: відстань від початкугостряка до центра переводу (а0);
відстань від центра переводудо математичного центра хрестовини (bо); відстань від початкурамних рейок до центра переводу (а); відстань від центра переводу докінця (хвоста) хрестовини (b).
Довжина прямої вставки передматематичним центром хрестовини і радіус перевідної кривої визначені раніше.
Теоретична довжина Lm(відстань від початку гостряка до математичного центра хрестовини)визначається проектуванням розрахункового контуру АВ-СО на горизонтальну вісь ( Рис.10).
/>
Рис. 10. Схема переводу з основнимиі осьовими розмірами
Практична довжинастрілочного переводу (відстань від переднього стику рамної рейки до хвостовогостику хрестовини) визначається за формулою:
/>; (4.1)
/>
З рисунка 11 легковстановлюються залежності для визначення осьових розмірів стрілочного переводу:
/>; (4.2)
/>; (4.3)
/>; (4.4)
/>. (4.5)
За стрілочним переводом набісектрисі кута встановлюється граничний стовпчик. Він вказує граничнеположення екіпажа, який стоїть на одній з колій, що примикають до переводу, приякому можливий безпечний рух поїздів по іншій колії. У ньому місці відстань міжколіями, що розгалужуються, буде мінімально припустима за умовами габариту.
Відстані, що визначаютьположення граничного стовпчика, визначаються за формулами:
/>; (4.6)
/>; (4.7)
/>. (4.8)
де e— відстань між осями колій у місці граничного стовпчика, рівняється4100 мм (на деяких коліях може дорівнювати 3600 мм);
g,f,fo— відстані від граничного стовпчика відповідно до осі колії, центрапереводу і математичного центра хрестовини (Рис. 10).
5. ВИЗНАЧЕННЯ ОРДИНАТПЕРЕВІДНОЇ КРИВОЇ
Ординати для розбивкиперевідної кривої обчислюються при абсцисах точок, що кратні 2000 мм, і в кінцікривої при абсцисі /> (рис 11). Започаток координат приймається точка, що знаходиться на робочій грані прямоїрамної рейки навпроти торця гостряка в корені. Ордината перевідної кривої у ційточці буде ys= U'n. Величина U'n — відстань між робочими гранями рамної рейки і гостряка в корені — визначалася раніше при розрахунку стрілки.
Абсциса кінця перевідноїкривої визначається за формулою:
/>, (5.1)
/>
Ординати перевідної кривої уточках з заданими абсцисами будуть:
/>; (5.2)
/>; (5.3)
В цих виразах /> — кут повороту перевідної кривої відносно рамної рейки в данійточці.
/>
Рис. 11, Схема до розрахункупрдинат перевідної кривої
Розрахунки приведенні втабличній формі:
Ординати перевідної кривої,мм:
Таблиця №2
/>
/>
/> 181 0,041048 2000 271 0,049048 4000 377 0,057048 6000 500 0,065048 8000 638 0,073048 10000 793 0,081048 12000 963 0,089048 14000 1150 0,097048 14614 1211 0,099504
Для контролю обчисленняординат yi,, ордината в кінцікривої повинна бути також обчислена за формулою:
/>. (5.4)
6. ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИН РЕЙОКСПОЛУЧНОЇ ЧАСТИНИ
Довжини рейок сполучноїчастини визначаються з геометричних міркувань. При цьому положення стиків укінці стрілки визначаються довжиною рамної рейки і гостряка (рис. 13). Стики напочатку й у хвості хрестовини визначаються її довжиною. Стики на зовнішніхрейкових нитках тут знаходяться на перпендикулярі до осі кожної з колій і водному створі зі стиками в хвості хрестовини.
/>
Рис. 13. Схема розкладаннярейок у переводі
Сполучні колії між стрілкоюі хрестовиною повинні бути розділені на дві частини так, щоб рейки, що примикаютьдо стрілки />, були по можливостікратними довжині цілої рейки або частинам цілих рейок (25 м. 12.5 м або 6.25м). Довжини інших рейок обчислюються за формулами:
/>;
/>;
/>
/>;
/>.
де /> — радіус перевідної кривоїпо робочій грані внутрішньої рейкової нитки, м;
/>— кут, який відповідаєзадньому стику рамної рейки, що веде на бокову колію. Для марок хрестовини 1/9і пологіших та при умові, що/>, цейкут визначається за формулою:
/>;
Після цього розрахунку можезнадобитися остаточне коригування довжин рейок. Насамперед, необхідно мати наувазі, що рейкові рубки повинні бути по можливості довгими і в усіх випадках некоротше 4,5 м. Якщо обчислені за формулою якісь рейки, наприклад />виявляться коротше 4,5 м,то їх необхідно подовжити, а прилягаючі до них рейки /> зробити коротшими.Одночасно з цим необхідно укоротити до тієї ж довжини рейки/>. Можна кратнимидовжині цілої рейки приймати ходові рейки біля контр рейок , /> тоді визначеннюпідлягають рейки />з використаннямтих же формул.
При визначенні довжин рейокнеобхідно мати на увазі, щоб відстань між стиками в зоні сполучної частини назовнішніх і внутрішніх нитках не перевищувала 1,5… 1,8 м. Цю умову необхідновитримувати для забезпечення нормальної роботи рейкових ланцюгів на переводах,що ввімкнуті в електричну централізацію. Крім того, невелика відстань між цимистиками, а ще краще розташування всіх чотирьох стиків в однім створі, полегшуємеханізовану заміну стрілочних переводів.
Добірка формул дозволяєвизначати довжину рейок сполучної частини за умови, що рейки />— стандартноїдовжини, а стики в зоні сполучної частини на зовнішніх і внутрішніх ниткахнаходяться в одному створі. За цією методикою визначено довжини рейок сполучноїчастини при проектуванні стрілочних переводів останніх років:
/>;
/>;
/>
/>;
/>;
/>.
Цю методику також необхіднозастосовувати у випадку, коли величина заднього вильоту рамної рейки дорівнюєнулю.
7. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИКОНТРРЕЙОК І ВУСОВИКІВ
Схема розташуванняконтррейок і вусовиків із зазначенням усіх елементів і розмірів жолобівприведена на Рис. 14. Робоча частина контррейки перекриває шкідливий простір іпродовжується далі до перетину сердечника 40 мм.
Довжина робочої частиниконтррейки х, протягом якої жолоб має розмір tк, звичайно визначається звиразу (Рис.14)
/>
де />— ширина горлахрестовини, мм;
/> — ширина сердечника хрестовини, при якій він цілком сприймаєвертикальне навантаження. Приймають = 40 мм;
а — запас довжини робочої частини контррейки з кожної сторони a=100… 300 мм.
Від кінців прямої ділянкиконтррейки робляться відводи жолобів від tк= 44 мм до tк1— 64 мм в обидві сторонина ділянці довжиною х1
Кут вигину /> контррейки на ційділянці визначається за допустимою величиною характеристики втрати кінетичноїенергії при ударі колеса у відвід контррейки Wк-о.
/>
де Vп— швидкість руху попрямому напрямку; приймається швидкість руху швидкого поїзда відповідно до вихідних даних, м/с
Wк-о— показник удару колеса в направляючі елементи контррейки. Длярозрахунків контррейок звичайно приймається Wк-о-0,4...0,6 м/с.
Довжину ділянки відводу привідомому куті />можна знайти звиразу:
/>
/>
Рис.14 Схема розташування контррейок і вусовиків
Розтрубначастина контррейки x2приймається довжиною 150 мм. Кут вигину в розтрубній частині /> можна визначити заформулою:
/>
де tк2— жолоб наприкінці розтрубноїчастини, рівняється 86 мм
Повна довжина контррейкизнаходиться з виразу:
/>;
Жолоб між хрестовиною івусовиком /> для забезпеченнябезпечного проходження колісних пар з різними розмірами насадки при шириніколії 1520 мм приймається рівним 46 мм. Такий жолоб приймається на довжині хув межах від перетину сердечника з шириною 20 мм до перетину сердечника зшириною 50 мм. При відомому куті хрестовини /> відстаньху визначаємо за формулою:
/>;
За кінцем ділянки хутаким же чином, як і при устрої відводів контррейок, виконується відвід жолобавусовика до ty1= 64 мм під кутом удару tу1на протязі xy1. Кут уі приймається рівним кутові к1в контррейці.
Довжина вусовика xy1буде дорівнювати (рис. 14)
/>
Розтрубна частина вусовика хy2приймається, як і уконтррейок, довжиною 150 мм з кінцевим жолобом ty2= 86 мм.
Довжина вусовика по робочійграні від горла до перетину, деширина сердечника дорівнює 20 мм, тобто до перетину, де починається нормованийрозмір жолоба — 46 мм, обчислюється за формулою:
/>;
Повна довжина вусовика привизначених вище значеннях довжин окремих його складових частин визначається заформулою:
/>.
8. ПРОЕКТУВАННЯ ЕПЮРИСТРІЛОЧНОГО ПЕРЕВОДУ
Під епюрою стрілочногопереводу розуміють масштабне схематичне креслення, на одній частині якогозображено основні елементи переводу з розміщеними під ним брусами. Ця частинаназивається схемою розкладки брусів. На іншій частині креслення даються основніелементи стрілочного переводу і приводяться його геометричні характеристики ірозміри, але немає зображення брусів. Ця частина називається схемою розбивки.Епюра стрілочного переводу є основним документом, відповідно до якогоукладається й утримується перевод.
Рейкові нитки на епюрізображуються однією лінією — робочою гранню головки рейок. Бруси показуютьдвома лініями, що відображають ширину їхньої нижньої постелі.
Схема розкладки брусіввикреслюється в масштабі 1:50, іноді, при пологих марках, 1:100. На нійвказуються відстані між брусами, довжини і кількість брусів кожноготипорозміру.
Схема розбивки переводувикреслюється в масштабі 1:100. На ній необхідно вказати:
— практичну довжину переводу;
— теоретичну довжину переводу;
— осьові розміри: відстань від початку гостряка до центра переводу; відстань від центра переводу до математичного центра хрестовини;
- відстань до граничного стовпчика;
- довжину переднього вильоту рамної рейки,
- довжину стругання криволінійного і прямого гостряків з зазначенням
ширини головки гостряка в кінці стругання;
- довжини рамних рейок, гостряків і рейок сполучної частини:
- ординати перевідної кривої;
- радіуси гостряка і перевідної кривої з у казанням їхніх меж;
- практичні довжини передньої і задньої частин хрестовини;
- ширину колії: в передньому стику рамної рейки, біля вістрягостряків, укорені гостряків по прямому і боковому напрямках, у серединіперевідної кривої, у хрестовині навпроти перетину сердечника 40 мм;
- величини зазорів у стиках;
- кути: початковий кут криволінійного гостряка; кут кінця струганнякриволінійного гостряка; повний стрілочний кут, кут хрестовики. Кути необхідноприводити в градусах, хвилинах і секундах.
Приклад епюри стрілочногопереводу наведено на рис. 15.
При проектуванні схемирозкладки брусів спочатку намічають їхнє положення під стиками рейок, потім узоні переднього і заднього вильотів рамних рейок і під хрестовиною. Відстаніміж осями брусів у цих зонах були визначеніраніше при розрахунку стрілки і хрестовини У інших частинахпереводу бруси розташовуються рівномірно з відстанню між ними 500...570 мм (длядерев'яних брусів) і 550...600 мм (для залізобетонних).
Кінці брусів з боку прямоїколії розташовуються на одній лінії — «по шнуру» паралельно прямійрейковій нитці. З іншої сторони переводу бруси розміщуються уступами у групахрізних типорозмірів.
Число брусів у кожній групівизначається графічно. Перехід від однієї довжини брусів до іншої здійснюєтьсяв тому випадку, коли відстань від робочої грані зовнішньої рейки до торця брусабуде біля 600 мм, але не менше 575 мм. Під переводами укладаються брусидовжиною від 3,0 до 5,5 м з інтервалом збільшення їхньої довжини 0,25 м. Закінчуєтьсяукладка брусів за хрестовиною в тому місці, де замість них можна розмістити шпали.
На початку гостряка длярозміщення переводного механізму укладаються два флюгарочних бруси з відстаннюміж ними по осях 600...700 мм. Збільшення відстані між флюгарочними брусамипов'язано з необхідністю розміщення в цьому ящику апаратної і контрольних тяг.При застосуванні ручного перевідного механізму для переводу гостряків вінвстановлюється на флюгарочних брусах. У цьому випадку їхня довжина повинна бути4,5 м. Електричний привід встановлюється на консолях кутників, покладених підрамними рейками і розташованих у сусідніх (справа і зліва) з флюгарочнимпрогоном ящиках. У цьому випадку довжина флюгарочних брусів може бути прийнятарівною 3 м. Під переднім вильотом рамної рейки укладаються шпали.
При проектуванні епюристрілочних переводів на дерев'яних брусах слід мати; на увазі, що бруси відпочатку переводу до його центра укладаються перпендикулярно осі прямої колії.Під хрестовиною і на підходах до неї бруси розташовуються перпендикулярнобісектрисі кута хрестовини. У зоні близько центра переводу протягом 5...7прогонів виконується плавне розвертання брусів від одного положення до іншого.Як правило, поворот починається з 6-7 бруса, починаючи від заднього стика рамнихрейок. Це пояснюється тим. що саме в цій зоні закінчується укладанняспеціальних стрілочних підкладок, на яких знаходяться обидві рейкові нитки. Підхрестовиною і під стрілкою укладаються широкі бруси, в інших частинах переводу- уширені. Характеристики брусів приведені в табл.Д2.3.
Проектування епюристрілочного переводу з залізобетонними брусами трохи відрізняється відпроектування епюри стрілочного переводу з дерев'яними. Якщо розміщувати брусизгідно з методикою для стрілочних переводів на дерев'яішх брусах, токонструкція брусів лівосторонніх переводів буде значно відрізнятися відконструкції брусів правосторонніх переводів. Цього допустити не можна. Томубруси розміщують «віялом» (брус знаходиться на бісектрисі кутаповороту бокової колії в місці знаходження бруса) і їх розворот починається нев зоні центра переводу, а від першого за флюгарочним бруса під стрілкою. Тому,після того як була визначена кількість брусів у кожному типорозмірі, їхнеобхідно зобразити на епюрі симетрично відносно зовнішніх рейок прямого ібокового напрямку.
Для забезпеченнярівномірного розкладання брусів між стиковими прогонами в зонісполучної частини і під гостряком слід попередньо обчислити довжини відрізків A1B1, A2B2;, А3В3; А4В4 занапрямком зовнішньої рейкової нитки прямої колії (рис. 8.2). Ці відрізкивизначають, користуючись відомими значеннями лінійних розмірів переводу,гостряків і довжин рейкових рубок.
На рис. 16, а наведено схему,що пояснює розрахунок А1В1, А2В2,A3B3, А4В4у випадку, коли стики в з'єднувальній частині не знаходяться водному створі:
/>;
/>;
/>
/>;
/>
Рис. 16. Схема до розрахункурозкладання брусів
Рис. 16,: пояснює розрахунокA2B2у випадку, коли стики в з'єднувальній частині знаходяться в одномустворі. У цьому випадку відстань А3В3дорівнюєнулю:
/>;
Після визначення невідомихвідрізків залишається розподілити на їхній довжині бруси, по можливості,рівномірно з прогонами, що дорівнюють b. Кількість прогонів, що можнарозмістити на кожному відрізку, буде />. Природно,що при цьому ми одержимо неціле число прогонів, тобто буде утворюватисязалишок, який необхідно, по можливості, рівномірно розподілити на всі прогони.При цьому необхідно мати на увазі, що розміри прогонів повинні бути кратні 5 ммі тільки один прогін може бути некратним 5 мм. Можливо, що не всі прогонибудуть і однакового розміру.