Pagina 2 din 9
DISPOZITIV DE SINE FINE ÎN SECȚIUNI CURBE ALE Drumului
Calea ferată în tronsoane curbe are următoarele caracteristici:
- lărgirea căii ferate la raze mai mici de 350 m;
- o elevație este dispusă de-a lungul filetului șinei exterioare a curbei;
- secțiunile drepte cu curbe circulare sunt conectate prin curbe de tranziție. Curbele de tranziție sunt de asemenea dispuse între curbe de diferite raze;
- șinele scurtate sunt așezate de-a lungul filetului șinei interioare a curbei pentru a asigura amplasarea îmbinărilor una față de cealaltă;
- în tronsoane curbe ale căii pe linii cu două căi sunt dispuse intercale lărgite. Lărgirea se realizează în cadrul curbelor de tranziție.
Lățimea ecartamentului trebuie să asigure că toate vehiculele de masă se potrivesc în curbă. Această intrare ar trebui să fie cea mai favorabilă și aproape de gratuită. Conform PTE, ecartamentul căii în curbe, în funcție de rază, este stabilit în următoarele dimensiuni:
- la R = 350 m și mai mult de 1520 mm;
- la R = 349...300m 1530mm;
- la R = 299 m și mai puțin de 1535 mm.
Conform atribuirii, raza curbei este R = 400 m, în conformitate cu care, lățimea căii este de 1520 mm.
Normele date se stabilesc prin calcule pentru montarea vehiculelor feroviare în curbe. În practica feroviară, în ciuda normelor aprobate, este foarte adesea necesară determinarea ecartamentului (trecerea prin secțiunea de material rulant special, proiectarea de material rulant nou, inclusiv mașini de cale). Este recomandabil să se determine lățimea ecartamentului din două scheme de proiectare care afișează două cazuri extreme (scheme de montare liberă și pană). Orice altă poziție a echipajului va fi intermediară.
DETERMINAREA CALEI OPTIMALE
Schema de calcul pentru determinarea lățimii optime a ecartamentului este luată ca o schemă de montare liberă, în care vehiculul feroviar cu roata sa exterioară a axei din față a bazei rigide este apăsat pe șina exterioară a curbei, iar axa din spate a curbei. baza rigidă ocupă o poziție radială. În acest caz, centrul de rotație al vehiculului este situat la intersecția razei cu axa geometrică longitudinală a vehiculului.
În funcție de sarcină, conform tabelului, determinăm formula roții pentru locomotiva diesel VL 60. Caracteristicile sale tehnice:
- diametrul roții 1250 mm
- formula roților 3-3
- lungime bază rigidă 4600 mm
- distanta intre axe 2300-2300 mm
- rularea axelor transversale:
- +- 1 mm
- +- 15,5 mm
- +- 1 mm
Pe baza informațiilor de mai sus, selectăm schema de înscriere a Fig. 2
Orez. 2 Schemă de determinare a lățimii optime a ecartamentului pentru montarea liberă a unei baze rigide cu trei osii cu rulări transversale.
Din diagrama de mai sus se poate observa că lățimea de cale necesară
Sopt = qmax + fн - ζ + 4, (1.1)
unde qmax este ecartamentul maxim al roții,
qmax = Tmax + 2dmax + 2μ; (1,2)
T - atasare roata; conform PTE, T = 1440 6 Z mm, valoarea sa maximă Tmax = 1443 mm;
d - grosimea crestei bandajului, dmax = 33 mm;
μ - îngroșarea crestei bandajului în secțiunea situată deasupra planului calculat; pentru roțile de vagon μ = 1 mm, pentru roțile de locomotivă μ = 0;
fn - săgeata de îndoire a filetului șinei exterioare, măsurată de la coarda AB; este determinat de formula
unde μ este distanța de la axa geometrică a primului set de roți la centrul de rotație al vehiculului;
R este raza curbei de-a lungul axei traseului;
b este distanța în plan de la axa geometrică a setului de roți până la punctul în care flanșa roții atinge capul șinei;
unde r este raza roții într-un cerc de rulare;
τ este unghiul de înclinare a flanșei roții față de orizont; pentru vagoane τ = 60°, pentru locomotive τ = 70°;
ζ este o mărime geometrică care apare la intrarea atât în vehicule cu două osii, cât și în vehicule cu trei osii cu rulări transversale și care, în funcție de valoarea lui ∑η și de raportul dintre ∑η și fv, poate lua valori diferite.
Aici ∑η este suma deplasărilor transversale ale osiilor vehiculului care afectează potrivirea; deci, cu înscrierea liberă a unei baze rigide cu trei axe - doar porniri ale axelor extreme. În acest caz, formula 3.1 este valabilă numai cu condiția ca cursa transversală a axei din mijloc să nu fie mai mică decât cursa axelor exterioare, adică η1≤η2≥η3. La locomotivele moderne, această condiție este îndeplinită; decolările transversale ale diferitelor osii variază de la 0 la 22 mm și chiar mai mult și sunt caracteristici de pașaport ale echipajelor; fv - săgeata de îndoire a șinei interioare, măsurată din coarda A1B1; este determinat de formula
Această expresie diferă de formula (1.3) doar prin semnul din fața lui b.
Valoarea lui ζ poate lua următoarele valori:
a) dacă ∑η \u003d 0, atunci ζ \u003d 0, adică inscripția are loc în absența curselor transversale (Fig. 3.1);
b) dacă ∑η< fв, то ζ = ∑η, т.е. в формулу (1.1) вместо ζ подставляется численное значение суммы поперечных разбегов; при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае выражение (1.1) примет вид
Sopt = qmax + fn - ∑η +4;, după cum puteți vedea 2<26.2, значит ζ=2.
Sopt=1509+26,6-2+4 = 1537,6 mm
Pe baza rezultatelor acestui calcul, 1537,6 mm > 1520 mm, ceea ce înseamnă că montarea liberă în aceste condiții nu este asigurată, ar trebui să treceți la determinarea lățimii minime admisibile de cale.
Scheme de montare a echipajului în curbe. Mișcarea căruciorului pentru echipaj cu o viteză constantă de-a lungul unei curbe circulare determină rotația (rotația) acestuia față de centrul acestei curbe, adică. o astfel de mișcare poate fi considerată ca constând din translație, efectuată în direcția axei longitudinale a bazei rigide a vehiculului, și rotirea acesteia în raport cu un punct 0, numit centru (pol) de rotație, care este luat drept punct la intersecția axei longitudinale a bazei rigide a căruciorului cu o rază perpendiculară pe aceasta (sau rază-perpendiculară).
În funcție de raportul dintre dimensiunile șinei și setul de roți, forțele aplicate vehiculului, raza curbei și viteza de deplasare, pot exista diferite scheme de montare (setare) a vehiculului în curbe. Putem distinge între blocat și neblocat. Montajul neblocat, la rândul său, este împărțit în forțat și liber.
Circuit blocat are loc la ecartamentul minim teoretic posibil pentru un anumit vehicul, atunci când, cu rulajele ale axei selectate, vehiculul nu se poate deplasa în direcția transversală pe calea ferată (Fig. 7.8, A). Pentru boghiurile cu două și trei axe, cu o racordare cu pană, apar forțe între roată și șină pentru axele exterioare ale boghiului de-a lungul filetelor șinei exterioare. A treia forță apare de-a lungul filetului interior pentru axa din spate a boghiului cu un design cu două axe și pentru axa din mijloc cu una cu trei axe. Cu o armătură cu pană datorită unei astfel de instalări a roților de-a lungul filetului exterior, polul de rotație 0 se află în mijlocul bazei rigide 1 a betonului armat.
O schemă de montare neblocata apare atunci când baza rigidă a vehiculului are capacitatea de a se deplasa în direcția transversală din cauza golurilor libere sau a pornirii seturilor de roți. Virați în centru Oîn timp ce este deplasat pe puntea din spate.
Când apar forțe transversale în prima axă de-a lungul filetului exterior și în axa din spate de-a lungul filetului interior, se observă o intrare forțată (Fig. 7.8, b); dacă ultima forță este zero, atunci o astfel de inscripție se numește liberă (Fig. 7.8, în).
Orez. 7.8. Scheme pentru montarea bazelor rigide ale echipajelor în curbe: A- blocat; b- forțat; în- liberă ("$=- punct de contact între flanșa roții și șină); săgeata indică forțele de ghidare
Nu este permisă montarea cu pană în funcționare, deoarece duce la o rezistență foarte mare la mișcare (frecare mare a flanșelor roții pe fețele laterale ale capului șinei), uzură laterală a șinelor și flanșelor roții.
La conducerea vehiculelor cu mai multe osii cu o bază rigidă mare, pentru a asigura o trecere neblocata a roților, este necesară lărgirea căii ferate.
Lățimea pistei în curbe. Pentru schema de calcul pentru determinarea ecartamentului în curbe, este luată schema unei montaje cu pane a unui vehicul feroviar, în care roțile exterioare ale axelor extreme ale bazei rigide cu flanșele lor se sprijină pe șina exterioară a curbei și roțile interioare ale axelor din mijloc se sprijină pe șina interioară. Centrul de viraj al echipajului, așa cum s-a discutat mai sus, este situat în mijlocul bazei rigide (baze rigide cu două axe, baze rigide cu mai multe axe cu un aranjament simetric al axelor și decolările acestora). La lățimea ecartamentului obținută pe baza unei astfel de scheme de proiectare (care duce la o potrivire cu pană), ar trebui adăugată o anumită valoare, care este considerată ca distanță minimă de 5 minute între marginile laterale de lucru ale șinelor și flanșele roții. într-o secțiune dreaptă. În acest fel este posibil să se evite montarea blocată.
Luați în considerare cazul determinării lățimii minime necesare ecartamentului șinei S din condiția înscrierii unui boghiu cu trei osii cu bază rigidă T din beton armat într-o curbă cu rază R(Fig. 7.9). Această schemă a fost aleasă deoarece în prezent pe drumurile Federației Ruse boghiul unei locomotive cu trei osii are cea mai lungă bază.
Orez. 7.9.
Să introducem notația:
O- centrul de rotație al bazei rigide a echipajului; cu un boghiu simetric, centrul de rotație se află pe axa setului de roți din mijloc; q- lățimea perechii de roți;
/ - distanța de la centrul de rotație până la punctul culmei primei roți, rezemat de șina exterioară;
/-săgeata curbei șinei exterioare, numărată de la coarda care trece prin punctul de contact dintre roată și șină; / = -;
- ?y - suma curselor transversale ale axelor.
Să notăm expresia pentru lățimea ecartamentului cu o potrivire wedged 5 clas:
Dar din luarea în considerare a schemei pentru secțiunea dreaptă a căii (7.2) rezultă
Valoarea săgeții z va fi determinată ținând cont (vezi Fig. 7.9), care este de aproximativ / "0,5 /, wb:
Dacă valoarea lui 8 este calculată a fi mai mare decât zero, atunci este necesară lărgirea pistei.
Dintre cei doi ultimele expresii se poate observa că, în principiu, lățimea căii în curbe ar trebui să fie mai mare decât în linii drepte. De asemenea, ar trebui să se întâmple că, cu cât baza rigidă este mai mare și cu cât raza curbei este mai mică, cu atât este mai mare lărgirea necesară pentru aranjare, cu atât decolarea seturii de roți este mai mare, cu atât lărgirea necesară este mai mică.
Din expresia pentru valoarea de lărgire (7.16), se poate determina raza curbei la care are loc o potrivire cu pană.
Luând 8 = 0, obținem
De exemplu, cu /, wb \u003d 4,6 m, 5 \u003d 7 mm, ?y=0 valoare R= 378 m.
Lărgirea cu material rulant modern începe cu o rază mai abruptă de 350 m conform următoarelor standarde: cu o rază de la 349 m până la 300 m - cu 10 mm și cu o rază mai mică de 299 m - 15 mm.
În cazul unei scheme nepanate, poziția centrului de rotație nu poate fi determinată fără ambiguitate doar geometric, ca și în cazul unei potriviri cu pane. În acest sens, este necesar să se determine forțele laterale și centrul de rotație atunci când se montează baza rigidă a vehiculului în curbă.
Rotirea continuă a căruciorului față de centrul de rotație are loc sub acțiunea forțelor care apar în punctele de contact ale crestelor roților ale axelor de ghidare cu fața laterală a capului șinei. Acestea sunt forțele de ghidare G (Fig. 7.10).
În contactele roților cu șinele, forțele de frecare apar egale cu produsul forțelor perpendiculare pe planul de contact dintre roți și șine și coeficientul de frecare de alunecare. /R ( . Pe fig. 7.10, în locul acestor forțe, sunt afișate reacții pe șine care au valoare egală și semn opus. Se notează componentele transversale ale forțelor de frecare H/, iar longitudinala V f .
Suma algebrică a pieptenelor presate Yși forțele de frecare H a aceleiași roți se numește forță laterală:
Când setul de roți este situat în fața centrului de rotație al bazei rigide pentru roata exterioară în formula (7.18), trebuie luată diferența și pentru interior - suma forțelor; cu aranjament opus - setul de roți este în spatele centrului virajului, semnele sunt luate și în sens invers.
Forțele călăuzitoare(vezi Fig. 7.10) sunt considerate pozitive dacă sunt îndreptate spre exteriorul șinei, iar reacțiile fileturilor șinei corespunzătoare acestora sunt în interiorul șinei. Forțele laterale sunt considerate pozitive dacă acționează în direcția forțelor de ghidare, iar reacțiile filetelor șinei corespunzătoare acestora acționează în sens invers.
Înregistrarea este gratuită dacă la intrarea în cărucior apar forțe de ghidare pe filetul exterior în contact cu prima roată în sensul de deplasare Y Hși sunt absente pe firul interior al U c.
Se numește forța transversală transmisă de cadrul vehiculului prin setul de roți către șine forța cadrului La r. Această forță este considerată a fi aplicată pe axa geometrică a setului de roți și pozitivă dacă este îndreptată spre exteriorul curbei, egală cu diferența forțelor laterale transmise de aceeași axă șinelor exterioare și interioare:
Pentru prima osie de ghidare
Orez. 7.10.
Înlocuind aceste valori în formula (7.19), obținem
La Sh_ n \u003d#!_ în =fP găsiți G \u003d Y, -2 fp.
Forțele laterale G b, care decurg din mișcarea vehiculelor, ating valori mari (uneori 100 kN sau mai mult). Influența forțelor laterale asupra lucrului căii este foarte mare. Aceasta explică o serie de măsuri menite să îmbunătățească potrivirea echipajelor în curbe și să reducă forțele laterale.
Cu poziții cunoscute ale centrului (polului) de rotație O vagonul (vezi Fig. 7.10), lățimea ecartamentului (măsurată între axele capetelor șinei) și distanțele /, de la centrul O până la orice /-a set de roți, devine cunoscută direcția de mișcare a fiecărei roți. Această direcție este perpendiculară pe raza - vector d t , condus din centru O până la mijlocul zonei de contact roată-șină, aproximativ până la punctul de intersecție a axei capului șinei cu axa geometrică a perechii de roți.
Forța de frecare a fiecărei roți (exterioară, interioară) a oricărei axe /-a este direcționată în direcția opusă mișcării roții. Transversale și longitudinale V f componentele acestei forțe se determină din următoarele expresii:
Toate forțele transversale: frecare SH T, ghiduri Vi sunt considerate a fi aplicate nu radial, ci perpendicular pe axa longitudinală a vehiculului.
Putere T, aplicată la distanță de prima axă a boghiului, este rezultanta componentei centrifuge a greutății echipajului (per boghiu), formată ca urmare a cotei șinei exterioare, și componenta normală a forței de tracțiune pe boghiu :
unde a n este accelerația laterală remarcabilă;
la t - numărul de căruțe din echipaj;
Lu- lungimea trenului;
Lx- lungimea secțiunii de coadă a trenului, numărând de la mijlocul vagonului, a cărui intrare este luată în considerare;
Lc- lungimea vehiculului luat în considerare între axele de cuplare ale cuplelor automate;
FK- forța de tracțiune dezvoltată de locomotivă pe o curbă (la împingere sau la frânarea locomotivei F K luate cu semnul minus; la împingere b x - lungimea capului).
La randul lui
unde v este viteza trenului;
ȘI - ridicarea șinei exterioare.
moment de amortizare M, formată de forțele de frecare în pivot și lagărele laterale, depinde de încărcarea vagonului și de poziția încărcăturii față de axa longitudinală a vagonului. Oferă rezistență în curbă la rotația primului boghiu (vezi fig. 7.10) față de caroserie, care, rotindu-se, trage cu el și al doilea boghiu, contribuind la rotirea acestuia. Prin urmare, semnele M d ale momentului de amortizare pentru primul și al doilea cărucior vor fi diferite.
Pentru a determina momentul de amortizare A / d, notăm: coeficienții de frecare de alunecare în pivot - prin ts shk, în rulmenți - prin ts sk (valorile acestor coeficienți sunt în intervalul 0,1-0,2); presiune asupra pivotului și a rulmenților laterali ai fiecărui boghiu - prin Q lUKși QCK ; raza de viraj estimată a boghiului în raport cu corpul de pe pivot - prin g sk, pe derapaje - prin Domnul SK. Apoi:
Poziția normală a caroseriei pe boghiurile pivotante este sprijinul său pe pivoți, fiecare dintre acestea reprezentând jumătate din greutatea corpului: QCK= 0 și (2 SHK = 0,5 (2 corpuri. Cu o rolă mare, o parte din sarcină poate fi transferată la rulmenți, de exemplu,
Presiunea verticală asupra cărucioarelor KVZ-TsNII este transmisă numai prin rulmenți. În acest caz?) wk = 0; QCK = 0,5Q Ky3 -
Pentru a găsi forțele directoare Fj_ H și F 3 _ B, compunem două ecuații de momente: una relativă la mijloc DIN j a primei axe și a doua - în raport cu mijlocul C 3 al axei spate. După ce au efectuat transformările intermediare necesare, obținem:
Dacă axa din mijloc are suficiente curse transversale pentru a muta cantitatea dorită, atunci urmează în expresiile pentru DARși LA termenii cu multiplicator (/ 2 /^/ 2) numără zero, deoarece nu există componente transversale # 2 _ n și # 2 _ în forțele lui R heniu - În loc de un termen /d2 ar trebui scris 2/5] datorită faptului că în acest caz V2 =fP. Semnele superioare la A / d se referă la boghiul din față, cele inferioare - spre spate. În cazul unui cărucior cu două osii în formulele (7.22), termenii care conțin / 2 și d2. Formulele sunt valabile pentru orice locație a polului de rotație.
De la distanța polilor /| depind doar funcțiile DARși LA. Pentru o anumită lățime a șenilei, valoarea / depinde de forțele de interacțiune dintre vehicul și șenilă și nu poate fi considerată independentă până când roata interioară a osiei spate ajunge la filetul interior cu creasta sa. De îndată ce această roată atinge și începe să fie apăsată de creasta împotriva acestui filet (pentru o anumită lățime a căii de rulare), valoarea lui / rămâne neschimbată și nu depinde de interacțiunile forței dintre vehicul și șenilă.
Dacă distanța liberă în calea 5 este cunoscută, distanța la poli /j este determinată de dependență
Aici 5 se determină ținând cont de decolările de-a lungul primei și ultimei axe ale echipajului.
În cazul în care urmează să fie determinată lățimea căii (ca în acest caz), atunci poate fi întotdeauna setat astfel încât, pentru orice valoare a forțelor care acționează, roata axului spate care rulează de-a lungul filetului interior să atingă sau să apese creasta pe acest filet, de exemplu. astfel încât condițiile (7.22) sunt îndeplinite.
Pentru dat R, Tși valori L/D Y\_ nşi T 3 _ in sunt funcţii DARși LA, iar acestea din urmă - funcții /,. În același timp, funcția DAR are maxim la = Lq, funcție LAși (A + B) - la /, = 0,5L Q. După cum se poate observa din formula (7.23), /] nu poate fi mai mică de 0,5 Lq.
Este important să avem astfel de valori DARși LA, sub care YX_H iar T 3 _ in ar fi minimă. O importanță deosebită este asigurarea unei cantități minime de U[_n + T 3 _in, care caracterizează rezistența la mișcarea cărucioarelor, în funcție de nivelul forțelor de ghidare. De obicei L n = 0,5L 0 . În acest caz, membrul televizor suma Tj_ H + T 3 _ in este egală cu zero. Aceasta implică o concluzie importantă că cantitatea indicată depinde de valorile părții restante a forței centrifuge și de componentele normale ale forțelor de împingere. Din moment ce funcţia DAR la Lq > I este mai mic decât maximul său, atunci, în consecință, DAR la control /, Ф Lq nu va fi maxim, astfel încât cea mai bună interacțiune a forței dintre boghiu și șină va fi la max/|. Cu toate acestea /| nu poate fi arbitrar de mare din următoarele motive. Forța de ghidare T 3 _ in fizic nu poate fi negativă, fiind presiunea flanșei roții pe filetul șinei, prin urmare /, fizic nu poate fi mai mare decât valoarea la care Y 3 _ in \u003d 0. Astfel, în limitele acceptate anterior ipoteze, cel mai bun ecartament poate fi găsit din condiția Y 3 _ in = 0, adică din condiția de montare liberă. Lățimea pistei este mai mare decât cea la care Y 3 _ în \u003d 0, nu este recomandabil, deoarece nu modifică dimensiunea
Multă muncă a fost dedicată determinării forțelor transversale care acționează pe șină atunci când vehiculul se deplasează de-a lungul curbelor. În același timp, crearea de grafice-pașapoarte pentru încadrarea echipajelor în curbe s-a dovedit a fi fructuoasă. Determinarea principalelor caracteristici ale unui astfel de pașaport se face în funcție de accelerația remarcabilă și n. În acest caz, forțele de ghidare, laterale, cadru și distanțele polilor sunt adesea aproximate prin dependențe liniare:
Unde a, b, c, d- coeficienţi empilici.
De exemplu, în fig. 7.11 prezintă un grafic-pașaport al impactului lateral asupra traseului unui vagon de marfă pe boghiuri TsNII-KhZ cu o bază rigidă L Q = 1,85 m și sarcină de la setul de roți pe șine 220 kN. Coeficientul de frecare al roților pe șine / = 0,25.
Norme și toleranțe pentru lățimea căii în curbe. Ecartamentul liniei în curbe trebuie setat astfel încât cele mai masive vehicule (vagoane de marfă) să poată fi introduse liber. Ecartamentul ecartamentului ar trebui să ofere, de asemenea, posibilitatea tehnică de montare a celor mai nefavorabile vehicule în ceea ce privește impactul lor asupra șinei, fără a se bloca în curbe. Această condiție determină lățimea minimă admisă a căii. Maxim admisibil
Orez. 7.11. Grafic-pașaport al impactului lateral asupra pistei în curba mașinii pe boghiuri TsNII-KhZ (18-100), ecartamentul este determinat din condiția prevenirii fiabile a căderii roților de material rulant în cale.
În prezent, pe drumurile din Federația Rusă, ecartamentul pe secțiuni drepte ale pistei și pe curbe cu o rază de 350 m sau mai mult este de 1520 mm. Ecartamentul pe curbele mai abrupte ar trebui să fie de 1530 mm pentru o rază de 349 până la 300 m; cu o rază de 299 m sau mai puțin - 1535 mm.
În același timp, este necesar ca panta curbelor ecartamentului să nu fie mai mare de:
- 1 mm pe 1 m de lungime a căii în secțiuni cu viteze de până la 140 km/h;
- 1 mm pe 1,5 m la viteze de 141-160 km/h;
- 1 mm pe 2 m la viteze de 161-200 km/h.
Înlăturarea lărgirii gabaritului în curbe se face de-a lungul curbelor de tranziție.
Dispunerea traseului în curbe cu raze mici. Dacă raza curbei este atât de mică încât lățimea maximă standard a căii de rulare de 1535 mm este mai mică decât minimul necesar, determinat de schema de montaj cu pană cu adăugarea unui joc minim de 8 min, uzura laterală a șinelor și defalcarea ecartamentului feroviar crește brusc în astfel de curbe.
Pentru a facilita lucrul firului exterior în astfel de curbe, în interiorul șinei sunt așezate contra șine de-a lungul filetului interior. În acest caz, perechea de roți de ghidare cu roata care rulează de-a lungul filetului interior se sprijină pe contra-șină fără a sparge firul exterior (Fig. 7.12). În curbele foarte abrupte, uneori este necesar să se așeze contra șine la ambele fire din interiorul căii. Contra-șinele cresc rezistența
Orez. 7.12. Poziția perechilor de roți într-o curbă în prezența unei șine contrare la mișcare, prin urmare, în practică, acestea sunt utilizate numai în curbe cu o rază de aproximativ 160 m sau mai puțin. Canelura dintre contra șină și șina filetului interior al curbei trebuie să aibă o lățime de 60-85 mm. Contra-șinele trebuie să fie bine conectate la șinele de rulare prin intermediul unor bucșe și șuruburi.
Se așteaptă ca toate locomotivele noi să se încadreze în curbe cu o rază de cel puțin 150 m și o lățime de cale de 1535 mm.
ecartamentul de șină- acestea sunt două filete de șină instalate la o anumită distanță unul de celălalt și atașate la traverse, grinzi sau plăci. Dispozitivul și întreținerea căii ferate depind de caracteristicile de proiectare ale trenului de rulare al materialului rulant.
Printre acestea se numără prezența flanșelor (creste) pe roți care țin roțile pe șine și direcționează mișcarea locomotivelor și vagoanelor. Roțile sunt presate strâns pe ax și împreună cu aceasta formează o pereche de roți. Axele seturilor de roți, unite printr-un cadru rigid comun, rămân întotdeauna reciproc paralele.
Suprafața de rulare a roților nu este cilindrică, ci are formă conică, cu o pantă în partea sa mijlocie de 1:20.
Distanța dintre marginile interioare ale roților se numește duză T = 1440 mm cu o toleranță maximă de ± 3 mm.
Distanța dintre osiile extreme fixate în cadrul unui boghiu se numește bază rigidă.
Distanța dintre osiile extreme ale unui vagon sau locomotivă se numește ampatament complet al unei anumite unități.
Deci, ampatamentul complet al locomotivei electrice VL-8 este de 24,2 m, baza rigidă este de 3,2 m.
Distanța dintre fețele de lucru ale flanșelor roților se numește lățimea setului de roți.
Grosimea flanșelor seturilor de roți nu trebuie să fie mai mare de 33 mm și nu mai mică de 25 mm. Pentru ca un set de roți cu cea mai lată duză și flanșe de roată neuzate să se potrivească în interiorul căii, lățimea acestuia trebuie să fie de 1440 + 3 + 2 × 33 = 1509 mm, dar setul de roți va fi prins (încastrat) între șine.
Latimea benzii este distanța dintre marginile interioare ale capetelor șinei, măsurată la 13 mm sub banda de rulare. Ecartamentul pe secțiunile drepte ale căii și în curbe cu o rază de 350 m sau mai mult ar trebui să fie de 1520 mm. Pe liniile existente, până la trecerea lor la un ecartament de 1520 mm, pe tronsoane drepte și în curbe cu o rază mai mare de 650 m, este permis un ecartament de 1524 mm. În curbele cu rază mai mică, lățimea căii este mărită conform Regulilor operare tehnică(PTE).
Toleranțele ecartamentului sunt stabilite pentru lărgire plus 8 mm, pentru îngustarea ecartamentului minus 4 mm, iar în secțiunile în care sunt setate viteze de 50 km/h sau mai puțin, sunt permise toleranțe de +10 pentru lărgire, -4 pentru îngustare (PTE TsRB- 756.2000). În limitele toleranțelor, lățimea pistei ar trebui să se schimbe fără probleme.
Înveliș pentru șine.În secțiunile drepte ale șinei, șinele nu sunt instalate vertical, ci cu o înclinare în șină, adică cu o pantă pentru a transfera presiunea de la roțile conice de-a lungul axei șinei. Conicitatea roților se datorează faptului că materialul rulant cu astfel de seturi de roți are o rezistență mult mai mare la forțele orizontale direcționate pe șină decât roțile cilindrice, „balanțul” materialului rulant și sensibilitatea la defecțiunile căii sunt reduse.
Conicitatea variabilă a suprafeței de rulare a roților de la 1:20 la 1:7 (Fig. 4.35) este dată pentru a evita apariția uzurii canelate a roților și pentru o trecere lină de la o cale la alta prin bifurcație. Filetele șinei trebuie să fie la același nivel. Abaterile permise de la normă depind de viteza trenurilor.
Smochin. 4.35. De cele mai multe ori este să fie la fel ca o chestiune de 2 - strat, extrudat
polistiren expandat 40 mm grosime
Pe liniile drepte lungi este permisă menținerea unui fir de șină permanent cu 6 mm mai sus decât celălalt. Cu această poziție a filetelor șinei, roțile vor fi ușor apăsate pe firul de îndreptare coborât și se vor mișca mai ușor. Pe tronsoanele cu șenile duble, firul de îndreptare este firul inter-căi, iar pe tronsoanele cu șenile simple, de regulă, este cel potrivit pe parcursul kilometrilor.
Lucrarea pistei în tronsoane curbe este mai dificilă decât în tronsoane drepte., deoarece când materialul rulant se deplasează de-a lungul curbelor, apar forțe laterale suplimentare, de exemplu, forța centrifugă. Caracteristicile aranjamentului gabaritului în curbe includ: creșterea gabaritului în curbe cu raze mici, ridicarea filetului șinei exterioare deasupra celui interior, conectarea secțiunilor drepte cu curbe circulare prin intermediul curbelor de tranziție, așezarea șinelor scurtate pe filetul interior al curba. Pe liniile cu două căi în curbe, distanța dintre axele pistelor crește. Lărgirea ecartamentului pe secțiunile curbe ale drumurilor noastre se face la raze mai mici de 350 m.
Nevoia de lărgire este cauzată de faptul că perechile de roți incluse într-un cadru rigid comun, păstrând paralelismul axelor lor, îngreunează trecerea boghiurilor materialului rulant de-a lungul curbelor. În absența lărgirii, spațiul necesar dintre flanșele roții și șină dispare și are loc o trecere blocată inacceptabilă a materialului rulant. În acest caz, există o mare rezistență la deplasarea trenului, precum și o uzură suplimentară a șinelor și roților, iar siguranța circulației nu este asigurată.
Cu cât raza curbei este mai mică și baza rigidă este mai mare, cu atât calea ar trebui să fie mai largă.
Ridicarea șinei exterioare. Când echipajul se deplasează de-a lungul curbei, se generează o forță centrifugă care este îndreptată spre exteriorul curbei. Această forță creează un impact suplimentar al roții asupra filetului exterior al șinei, uzând foarte mult șinele acestui filet. Dacă ambele filete ale șinei sunt setate la același nivel în curbă, atunci rezultanta forței centrifuge și forța de greutate se vor abate spre șina exterioară, supraîncărcând-o și, în consecință, descărcarea șinei interioare. Pentru a reduce presiunea laterală asupra șinelor filetului exterior, a reduce suprasarcina acestora, a realiza uzura uniformă a șinelor ambelor filete și a scuti pasagerii de disconfort, acestea aranjează o ridicare a șinei exterioare h (Fig. 4.36).
Smochin. 4.36. Schema forțelor care acționează în dispozitivul de ridicare a șinei externe în curbe
În acest caz, vehiculul se înclină spre centrul curbei, o parte din forța de greutate H va fi direcționată în interiorul curbei, adică. în direcția opusă forței centrifuge. Prin urmare, înclinarea căruciorului cu ajutorul dispozitivului de ridicare a șinei exterioare echilibrează forța centrifugă. Acest lucru egalizează impactul asupra ambelor șine.
Cu raze de curbă de 4000 m sau mai puțin, se realizează o ridicare a filetului șinei exterioare, care poate fi de la 10 la 150 mm. Această cotă depinde de vitezele trenurilor, de masa lor brută și de numărul zilnic de trenuri de pe curba luată în considerare și de raza curbei. Retragerea cotei șinei exterioare, de ex. o scădere treptată a firului exterior crescut la zero se face fără probleme. Abaterea cotei calculate din punct de vedere al nivelului este permisa in functie de viteza trenurilor.
Curbe de tranziție. Pentru a se potrivi fără probleme materialul rulant în curbe, este dispusă o curbă de tranziție între secțiunea dreaptă și curba circulară, a cărei rază scade treptat de la o valoare infinit de mare în punctul în care se învecinează cu secțiunea dreaptă cu raza R la punctul în care începe curba circulară. Necesitatea introducerii curbelor spiralate este cauzată de următoarele. Dacă un tren dintr-o secțiune dreaptă a șinei intră într-o curbă circulară, unde raza de curbură se schimbă imediat de la ¥ la R, atunci forța centrifugă acționează instantaneu asupra lui. La viteze mari, materialul rulant și șina vor experimenta o presiune laterală puternică și se vor uza rapid. La aranjarea curbelor de tranziție, raza scade lent, respectiv, forța centrifugă crește încet - nu va apărea o presiune laterală puternică asupra trenului și a liniei. Pe căi ferate Curbele de tranziție RF sunt construite de-a lungul unei spirale radioidale, de ex. aplicați o curbă cu o rază de curbură variabilă. Sunt acceptate în lungimi standard de la 20 la 200 m.
În cadrul curbelor de tranziție, cota șinei exterioare și lărgirea ecartamentului, dispuse în curbe circulare, sunt deviate fără probleme și se realizează și lărgirea intertrack-ului.
Există tabele speciale pentru defalcarea curbelor de tranziție și de urmărire circulară, adică pentru marcarea poziției lor pe sol.
Așezarea șinelor scurtate în curbe. Filetul interior al șinei în curbă este mai scurt decât cel exterior. Dacă toate șinele de aceeași lungime sunt așezate de-a lungul filetului interior al curbei ca și de-a lungul filetului exterior, atunci îmbinările de-a lungul filetului interior vor merge înainte față de îmbinările de pe firul exterior și nu vor fi amplasate de-a lungul pătratului. , așa cum se obișnuiește în rețeaua noastră. Pentru a elimina o serie mare de îmbinări într-o curbă, de-a lungul filetului interior sunt așezate șine cu o lungime scurtă. Se folosesc trei tipuri de scurtare a șinelor: 40, 80 și 120 mm pentru șinele de 12,5 m și 80 și 160 mm pentru șinele de 25 m. Scurtările mari sunt utilizate pe curbele abrupte. Așezarea șinelor scurtate se alternează cu șine de lungime normală, astfel încât cursa sau întinderea îmbinărilor să nu depășească jumătate din scurtarea standard, adică. respectiv 20; 40; 60 și 80 mm. În timpul exploatării șinei, rularea sau subîncărcarea îmbinărilor este permisă în curbe - 8cm plus jumătate din scurtarea standard a șinei în această curbă.
ecartamentul de șină- aceasta este distanța dintre fețele laterale interioare ale capetelor șinei, măsurată la un nivel de 13 mm sub suprafața benzii de rulare, în țara noastră, la începutul construcției căilor ferate, s-a luat egal cu 5 picioare, adică , 1524 mm. În majoritatea altor țări, ecartamentul normal este de 1435 mm. În India, Pakistan, Ceylon, Spania, Portugalia, Argentina și Chile, ecartamentul este de 1676 mm, în Brazilia, Irlanda de Nord - 1600 mm, în Japonia și un număr de țări africane - 1067 mm.
În multe țări există drumuri cu ecartament îngust, cu ecartamentul de 750, 600, 500 mm și alte dimensiuni.
Pentru a îmbunătăți interacțiunea căii cu materialul rulant, Regulile de exploatare tehnică a căilor ferate, aprobate de Ministerul Căilor Ferate în 1970, au redus ecartamentul de la 1524 la 1520 mm.
Lățimea normală a căii se aplică secțiunilor drepte și curbelor cu o rază de 350 m sau mai mult. Pentru curbele cu o rază de 349 până la 300 m, este de 1530 mm, iar pentru razele curbei mai mici de 300 m, este de 1535 mm. Lărgirea căii de rulare în curbe cu raze mici este dispusă pentru a facilita trecerea materialului rulant de-a lungul acestora. În curbele cu o rază de 650 până la 300 m, ecartamentul poate avea o lărgire suplimentară cu cantitatea de uzură laterală reală a capului șinei, dar nu mai mult de 1530 mm în curbele cu o rază de 650-450 m, 1535 mm - în curbe cu o rază de 449-350 m și 1540 mm - în curbe cu o rază de 349 m sau mai puțin.
Datorită imposibilității de a furniza un ecartament absolut precis la asamblarea grilei șină-traveție și invariabilitatea acesteia în funcționare, toleranțele în conținutul ecartamentului sunt stabilite egale cu +8 și -4 mm. Aceasta înseamnă că la o rată de 1520 mm, lățimea ecartamentului poate varia de la 1528 la 1516 mm. Pentru secțiunile curbe, se folosesc aceleași toleranțe, dar cu o singură limitare - o lățime a căii mai mare de 1548 mm nu este permisă în niciun caz, deoarece o astfel de creștere creează pericolul unei posibile răspândiri de partea sa a roții cu o creștere crescută. conicitatea suprafeței.
Dacă pe secțiune sunt stabilite viteze permise de tren de 50 km/h sau mai puțin, ecartamentul poate fi lărgit cu până la 10 mm și îngustat cu 4 mm.
Pe liniile existente, până la trecerea acestora la ecartamentul de 1520 mm, sunt admise următoarele ecartamente: pe tronsoane drepte și în curbe cu raza de 350 m sau mai mult - 1524 mm; în curbe cu o rază de 349 până la 300 m - 1530 mm și cu o rază de 299 m sau mai puțin - 1540 mm.
Există secțiuni separate cu ecartamentul de 1524 mm, unde se păstrează în continuare curbe cu următoarele ecartamente: cu raze de la 650 la 450 m - 1530 mm; cu raze de la 449 la 350 m - 1535 mm; cu raze de 349 m și mai puțin - 1540 mm.
Până la trecerea la ecartamentul de 1520 mm este permisă menținerea căii în conformitate cu aceste standarde.
În condiții severe (linii de munte, piste intra-fabrică etc.), când se folosesc curbe foarte abrupte și lățimea căii de 1548 mm este insuficientă, se poate permite lărgirea suplimentară, dar cu condiția ca șine de contra și alte dispozitive să fie așezate, excluzând posibilitatea ca roțile să cadă în interiorul căii .
Cel mai favorabil este înscriere gratuităîn curba bazei rigide a locomotivei sau vagonului (Fig. 1), când axa față este presată de creasta unei roți pe filetul șinei exterioare, iar axa din spate atinge creasta filetului interior al șinei; în acest caz, axa din spate este situată în direcția razei curbei. În acest caz, baza rigidă a unității de material rulant este instalată complet liber în interiorul șinei.
Cel mai nefavorabil tip de intrare este potrivire blocată(Fig. 2), în care ambele roți extreme dintr-o bază rigidă sunt presate de creste pe șină. O astfel de montare determină o rezistență foarte mare la mișcarea trenului și o presiune nesigură a roților pe șine. O inscripție, prin natura sa, ocupând o poziție intermediară între liberă și înghețată, se numește forţat.
Pe căile noastre ferate, locomotive cu boghiuri (locomotive electrice și locomotive diesel) și transport de marfă și autoturisme de pasageri având o bază rigidă de la 1,8 m pentru o telegondolă cu patru osii până la 4,4 m pentru o locomotivă electrică.
Trecerea la materialul rulant de bază scurtă a făcut posibilă unificarea lățimii, gabariturilor pe secțiuni drepte și curbe (cu o rază de 350 m sau mai mult), cu excepția unei porțiuni relativ mici de șine în zonele muntoase, accesul, legătura , intra fabrică și stație, având raze de curbă mai mici de 350 m.
Când trec trenurile curbe calea suferă impacturi suplimentare semnificative de la roțile materialului rulant. Pentru a evita impacturile bruște ale flanșelor roții asupra șinelor atunci când trenul intră în curbe, supraîncărcările semnificative ale filetelor șinei exterioare datorită apariției forțelor centrifuge, facilitează montarea materialului rulant în curbe și trecerea de-a lungul acestora:
- măriți lățimea căii;
- prevenirea distorsiunii curburii de proiectare a traseului;
- filetele șinei exterioare sunt situate deasupra celor interioare;
- în locurile de conjugare a secțiunilor drepte ale căii cu curbe sunt dispuse curbe de tranziție;
- reduceți distanța dintre traverse;
- lubrifiați suprafețele laterale de contact dintre flanșele roții și șine.
De mare importanță pentru interacțiunea materialului rulant și șinelor în curbe este dimensiunea bazei rigide a locomotivelor și vagoanelor. Pe drumurile Federației Ruse sunt în circulație locomotive cu boghiuri (locomotive electrice și locomotive diesel) și vagoane de marfă și pasageri cu o bază rigidă de la 1,8 m pentru o telegondolă cu patru osii până la 4,4 m pentru o locomotivă electrică. Materialul rulant de bază scurtă are în mod semnificativ conditii mai bune trecerea de-a lungul curbelor, iar acest lucru a făcut posibilă unificarea ecartamentului pe secțiuni drepte și curbe (cu o rază de 350 m sau mai mult). Doar pe o porțiune relativ mică de căi din zonele muntoase, pe căile de acces, de legătură, intra-fabrică și de stație, unde razele de curbă au rămas mai mici de 350 m, ecartamentul este lărgit.