Расчёт и проектирование одиночного обычного стрелочного перевода

ВВЕДЕНИЕ

 

Белорусская железная дорога имеет исключительно  важное значение в жизнеобеспечении многоотраслевой экономики и  реализации социальной политики республики. Она в полном объёме обеспечивает потребности населения и предприятий  в перевозках и услугах. Однако велик физический и моральный износ технических средств и постоянных устройств на дороге.

Одним из важных хозяйств, от которого во многом зависит работоспособность всей железной дороги, является путевое. Путевое  хозяйство Белорусской магистрали – это 12 тыс. км железнодорожных  путей, из которых около 7.3 тыс. км –  главные пути, 13.2 тыс. стрелочных переводов. Содержание пути и его ремонт обеспечивают 20 дистанций пути, 7 путевых машинных станций, опытный завод путевых машин, рельсосварочный поезд, шпалопропиточный завод, балластный карьер, авторемонтные мастерские.

Для осуществления  перевозочного процесса в целом, повышения провозной и пропускной способности железных дорог исключительное значение имеют стрелочные переводы. Планирование ремонтов пути и предоставление «окон» неразрывно связано с организацией движения поездов и выполнением путеремонтных работ на перегоне. В зимнее время основным способом обеспечения устойчивой работы станции и узлов является уборка и вывоз снега с путей. Обеспечивая своевременную уборку снега снегоуборочными машинами, можно исключить задержки поездов и сбой в поездной работе.

Поэтому в процессе выполнения курсовой работы мы ознакомимся и изучим назначение и конструкции элементов стрелочного перевода, нормы его устройства и содержания. Узнаем принципы, классификацию, нормы периодичности путеремонтных работ, существующие технологии ремонтов пути, определение продолжительности «окна», ограждения мест производства путевых работ для обеспечения безопасности движения поездов. Изучить организацию снегоборьбы на станциях.

 

1.РАСЧЁТ  И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОДИНОЧНОГО ОБЫЧНОГО   СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

 

        1.1Определение длины крестовины, длины прямой вставки и радиуса переводной кривой

 

Методика  расчёта стрелочного перевода зависит  от исходных данных.

Дано:

• тип рельса – Р50;
• начальный угол остряка - = 1^o11'=1,1833333;
• марка крестовины - 1/9;
• тип крестовины – сборная крестовина типа общей отливки с изнашиваемыми частями усовиков. 

Основные  геометрические размеры одиночного обыкновенного стрелочного перевода  с радиусом переводной кривой, равным радиусу остряка (рисунок 1.1), связаны  двумя расчётными уравнениями:

                                                                      (1.1)

                                                                         (1.2)

где   R – радиус переводной кривой, мм;

  – угол крестовины, град;

       – начальный угол остряка, град;

        k – прямая вставка перед математическим центром крестовины, мм;

       L_T – теоретическая длина стрелочного перевода, мм;

        S₀ – ширина рельсовой колеи в крестовине, равная 1520 мм.

Все расчёты  будем выполнять с точностью  до одного миллиметра. Тригонометрические функции – с точностью до шестого  знака после запятой.

Размеры отдельных частей перевода для цельнолитой крестовины вычисляют по формулам:

 

 

                                                      (1.4) 

 где n, m – соответственно длина передней и хвостовой частей крестовины, мм;

  – длина накладки, 820 мм;

         – ширина подошвы рельса, 132 мм; 

         – ширина головки рельса, 70 мм;

         N – число марки крестовины, 9;

  2V–расстояние между подошвами рельсов в месте постановки              первого болта, 183мм ;

x – расстояние от торца накладки до первого болтового отверстия,  50 мм.

      

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 –  Схема стрелочного перевода

                                                              

Осевые размеры (рисунок 1.2) определяются по формулам:

                                                                                          (1.5)

                                                                             (1.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      

Рисунок 1.2 –  Расчётная схема крестовины

 

Длину прямой вставки перед математическим центром крестовины назначаем так, чтобы передний стык крестовины был не ближе одного метра от конца переводной кривой:

                                                     .                                                 (1.7)

В нашем случае радиус переводной кривой равен радиусу  остряка, т. е. ( см. рисунок 1.1). Таким образом, радиус переводной кривой выражаем из (1.2):

                                                                                 (1.8)                                 

 

      

 

 

n^'=2565·0,998470 =2561  (мм)

_{m^'=1863· 0,998470 =1860  (мм)}

 

k=2565+1000=3565 (мм)

 

 

 

 

1.2 Определение длины остряков

 

Длина кривого  остряка (рисунок 1.3):

                             l₀=( /180)R =0,017453 R .                                           (1.9)                           

                        

При этом

                                                                                              (1.10)

                                                                    (1.11)

                                                                                      (1.12)

где – расстояние между рабочими гранями рамного рельса и остряка в его  

                 корне, ;

       – минимальный желоб между рабочей гранью рамного рельса  и     

                 нерабочей гранью кривого остряка в отведенном положении;    принимается 67мм;

       – ширина головки остряка, ;

       – стрела прогиба кривого остряка, которая измеряется от горизонтали,   проведённой из его корня в том месте, где желоб между остряком и   рамным рельсом равен , . Величина z=13..65 мм при                R=300000..1500000 мм и шаге остряков 140 – 152 мм.

При промежуточных  значениях радиусов величину можно определить из приближенного соотношения , т. е.

                                                   (1.13)

где и – соответственно стрелы изгиба проектируемого и типового переводов, мм;

      и – соответственно радиусы остряков проектируемого и типового

                        переводов, .

 

 

Рамный рельс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.3 – Расчётная схема для определения длины остряка

 

Длина прямого  остряка равна проекции кривого  остряка на рабочую грань рамного  рельса и определяется по формуле

                               .                           (1.14)

Разница между  длинами прямого и кривого  остряков не должна быть более 3 мм.

Предполагается z=13 мм при R=300000 м, тогда

 

        z=189486·13/300000=8 (мм)

 

y₀=67+70+8=145  (мм)

 

      =arccos (0,999828−145/189486)= 2.480512⁰.

 

       =2.480512⁰−1,183333⁰=1,297179⁰

 

       l₀ = 0,017453 ·189486 · 1,297179 =4290  мм;

 

       l'₀ = 189486·(0.043279– 0.020651) = 4288 мм.

 

1.3 Определение длины рамного рельса

 

Длина рамного  рельса (рисунок 1.4) определяется по формуле

                                                                (1.15)

где и  – соответственно передний и задний выступы рамного рельса, ;

              – проекция кривого остряка на прямой рамный рельс, равная длине       прямого остряка, .

 

 

 

 

 

 

 

             

Рисунок 1.4 – Эпюра брусьев и  шпал на стрелке

 

Передний  и задний выступы рамного рельса определяются из условия раскладки шпал и брусьев под стрелкой.

Размеры переднего  и заднего выступов рамного рельса определяют по формулам:

                                         q = c₁ + na – x   ;                           (1.16)

                                                        q₁ = c₁ + d  + n₁ a + c / 2                                    (1.17)                                    

        где и  – соответственно число пролётов между опорами в пределах переднего    и заднего выступов рамного рельса; принимаем n=3..8, n₁=2..6  шт;

       – стыковой пролёт, с=440 для Р-50;  с₁=с/2.

У  типовых  переводов  с  крестовинами  марки  1/9  и  1/11  n₁ =2, пролёт между осями брусьев а принимаем равным 500.. ; забег острия остряка (рисунок 1.5). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.5 – Схема расположения острия остряка на флюгарочном брусе

 

      q = 220+ 3·500−41=1679  мм;

 

      q₁ = 0+220 + 2·500 + 220 = 1440 мм;

 

    Тогда  получим:

     l_PP = 1679 + 4288+1440 = 7407 мм.

 

 

1.4 Расчет теоретической и полной длины стрелочного перевода

 

Теоретическую длину стрелочного перевода найдём по формуле (1.1).

Полная (практическая) длина стрелочного перевода

                                         ,                         (1.18)

Осевые размеры  стрелочного перевода (рисунок 1.6) определяют по формулам:

                                     ,                           (1.19)

                                             ,                           (1.20)

                                              ,                           (1.21)

                                              .                           (1.22)

L_т=189486·(0,110433−0.020651)+3565·0,993884=20556 мм,

 

L_п =1679+20556+1863=24098 мм.

 

 

Рисунок 1.6 – Осевые размеры стрелочного  перевода

 

                                      b₀=1520 / 0,110772=13722 мм;

                                      a₀=20556−13722= 6834 мм;

                                      a=6834+1679=8513 мм;

b=13722+1863=15585 мм.

 

1.5 Расчет ординат переводной кривой

 

Ординаты  переводной кривой определяется следующим  образом      (рисунок 1.7). Начало координат располагают по рабочей грани рамного рельса против корневого стыка остряка и отсюда откладывают абсциссы через каждые , вычисляя соответствующие им ординаты .

Принимается: ; ; …, ; .

Конечная  абсцисса

                                  .                                             (1.23)

Ординаты  переводной кривой определяются по формуле, предложенной В.И.Полторацким:

                                ,                           (1.24)

где – ординаты переводной кривой, соответствующие своим абсциссам ;

       – ордината в корне остряка, ;

       – абсциссы переводной кривой, кратные ;

       – стрелочный угол, доли град.;

       – поправка для соответствующей ординаты;

                                                 .                                                    (1.25)

 

Величина  вначале определяется для конечной абсциссы по формуле: 

                                          .                           (1.26)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.7 – Расчётная схема  ординат переводной кривой