Определение ширины колеи в кривых участках пути.

При движении по кривой возникают центробежная сила. Эта сила создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои нитей, увеличивается напряжение в рельсах, пассажиры испытывают неприятные ощущения. Кроме того, в кривых затрудняется прохождение ходовых частей экипажей.

С целью нейтрализации вредного влияния ценробежной силы на путь и пассажиров, наружная рельсовая нить приподнимается (возвышается) над внутренней, а между прямыми и круговыми кривыми устариваются переходные кривые.

Для облегчения вписывания тележек подвижного состава в кривых приходится уширять рельсовую колею (обычно при R<350 м).

Ввиду того, что внутренняя рельсовая нить оказывается короченаружнолй, приходится с цельюобеспечения расположения рельсовых стыков в одном створе («по наугольнику») укладывать по внутренней нити укороченные рельсы.

Все эти особенности устройства рельсовой колеи в кривых зависят в основном от величины радиуса кривых, а также скорости движения поездов.

Ширина рельсовой колеи в кривых определятся из условия вписывания тележек подвижного состава (жёсткой базы) в кривые соответствующего радиуса.

Длиной жесткой базы L называется расстояние между крайними осями тележки или безтележечного экипажа, остающимися при движении параллельными друг другу.

Вписыванием подвижного состава в кривые называется установившееся придвижении в кривой положение колесных пар жесткой базы относительно рабочих граней рельсовых нитей, возникающие в результате взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями экипажа. В зависимости от длины жесткой базы, радиуса кривой и щирины колеи вписывание может быть свободным, принудительным и заклиненным. При свободном вписывании наблюдается минимальное силовое взаимодействии

ходовых частей подвижного состава и колеи, а следовательно, наименьшие износы рельсов и колес, и затрат энергии на движение.

При заклиненном вписывании колесные пары жесткой базы тележек не имеют никакой поперечной свободы, ввиду чего создаются особо неблагоприятные условия взаимодействия подвижного состава и рельсовой колеи в кривой. В нормальных условиях эксплуатации оно не допускается.

Промежуточное положение жесткой базы тележки между заклиненным и свободным вписыванием характеризует принудительное вписыавние, допускаемое в основном для локомотивов.

2.2.1 Определение оптимальной ширины колеи.

 

При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимают схему свободного вписывания (рисунок 2.2).

 

 

Рисунок 2.2 – Схема свободного вписывания двухосной тележки в кривую.

Оптимальная ширина колеи S_опт определяется по формуле:

_, (2.5)

где: - максимальная ширина колёсной пары (см. в таблице 1.3);

- стрела изгиба наружного рельса в мм при хорде AB;

 

АВ=2L+2b, (2.6)

- допуск на сужения колеи;

Величина стрелы определяется по формуле:

, (2.7)

где: - расстояние от центра вращения тележки O до геометрической оси первой колёсной пары, равное в данном случае длине жёсткой базы L, мм;

R – радиус кривой, мм;

- расстояние от оси первой колёсной пары до точки касания гребня колеса с рельсом, определяемое по формуле:

 

(2.8)

где: - радиус колеса по среднему кругу катания, мм

- уклон наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту, равный для выгонных колёс 60° и для локомотивов 70°.

мм

АВ =2·4600+2·10,5=9221 мм

мм

По формуле 2.5 определяем оптимальную ширину колеи:

мм

Полученное значение S_опт сравнивается с нормативной шириной колеи [S]=1520 мм.

Так как S_опт привышает нормативное значение (1520мм), то определяется минимально допустимая ширина колеи.