Poszerzenie rozstawu i podniesienie szyny zewnętrznej na zakrętach. Układ torów kolejowych
Szerokość toru – 1520 mm. Dopuszczalne odchyłki wynoszą +8 i -4 mm, a na obszarach, gdzie dopuszczalna prędkość wynosi 50 km/h i mniej - nie więcej niż +10 i -4 mm. Na drogach całego świata, których długość eksploatacyjna wynosi około 1200 tys. km, około 30 wymiarów rozstawu torów. Powszechnie przyjmuje się, że rozstaw torów wynosi 1435 (1430) mm normalny – stanowi 62% światowej długości sieci drogowej, więcej – szerokich, a mniej – wąskotorowych. Po torze o szerokości 1435 mm najczęściej spotykane rozmiary torów to 1675, 1524 (1520 mm), 1067 mm, 1000 mm. Pozostałe szerokości torów wynoszą łącznie około 5%.
Osobliwości skrajnia kolejowa w zakrętach. Szerokość rozstawu szyn na łukach.
Poszerzenie toru kolejowego dla promieni mniejszych niż 350m.
Wzdłuż zewnętrznego toru kolejowego ustala się wzniesienie na łuku
Odcinki proste z łukami kołowymi są połączone krzywymi przejściowymi. Krzywe przejściowe są również rozmieszczone pomiędzy krzywymi o różnych promieniach.
Skrócone szyny układa się wzdłuż zakrzywionego wewnętrznego gwintu szyny, tak aby złącza znajdowały się naprzeciw siebie.
Na zakrzywionych odcinkach toru na liniach dwutorowych montuje się poszerzone międzytorzy. Poszerzenie odbywa się w obrębie krzywych przejściowych.
Poszerzenie lub szerokość toru na łuku określa się, obliczając dopasowanie wagonów kolejowych do łuku, w oparciu o dwa następujące warunki:
Szerokość toru powinna być optymalna, tj. zapewniają najmniejsze opory ruchu pociągów, najmniejsze zużycie szyn i kół, chronią szyny i koła przed uszkodzeniem, a tor przed zniekształceniem w planie oraz zapobiegają wypadaniu kół pomiędzy gwintami szyn.
Szerokość toru nie powinna być mniejsza niż minimalna dopuszczalna, tj. powinny zapobiegać zakleszczaniu się podwozi wagonów pomiędzy gwintem szyny zewnętrznej i wewnętrznej.
Definicja optymalna szerokość koleiny na zakręcie.
We wszystkich przypadkach obliczona szerokość toru szyny nie powinna przekraczać maksymalna szerokość rozstaw S max = 1535 mm.
Jeżeli obliczony rozstaw kół S otrzyma wartość większą od wartości maksymalnej Smax, należy przystąpić do określenia minimalnego dopuszczalnego rozstawu kół, przyjmując odpowiedni schemat projektowy.
Jeżeli obliczony rozstaw kół S okaże się mniejszy niż normalna szerokość na prostym odcinku toru (S 0 = 1520 mm), będzie to oznaczać, że wymiary konstrukcyjne i cechy podwozia danego pojazdu na to pozwalają przejechać zakręt o danym promieniu bez poszerzania jego toru. W takim przypadku szerokość toru S należy przyjmować zgodnie z PTE w zależności od promienia.
Określenie minimalnej dopuszczalnej szerokości toru.
S min = q max = T max + 2h max + 2µ (5)
Przy określaniu minimalnej dopuszczalnej szerokości toru możliwe są następujące przypadki:
Jeżeli S min ≤ Spte, wówczas włączenie jest zapewnione. Jednocześnie porównanie wszystkich trzech wartości rozstawu torów S min, Spte i S opt pozwala z grubsza oszacować warunki, w jakich będzie przebiegał faktyczny montaż, tj. do jakiego rodzaju dopasowania będzie bliższy, swobodny czy klinowany.
Jeśli S min > Spte, to ten przypadek z kolei dzieli się na dwa następujące przypadki:
Jeżeli S min koła wpadną w tor, to aby umożliwić przejazd danej załodze, należy przebudować tor z rozmiaru S pte do obliczonej wartości S min (zgodnie z pozwoleniem H).
Jeżeli S min S max , to aby załoga mogła przejechać, należy zmienić tor o obliczoną wartość; jednocześnie, aby zapobiec wpadnięciu kół w tor, układane są przeciwszynowe szyny.
Podniesienie szyny zewnętrznej na podstawie charakterystyki równego zużycia pionowego obu szyn.
Aby uniknąć tych zjawisk, zewnętrzny gwint szyny jest uniesiony nad wewnętrzny.
Aby zapewnić równomierne zużycie pionowe obu gwintów, konieczna jest suma normalne ciśnienie ze wszystkich pociągów na gwincie zewnętrznym była równa sumie ciśnień normalnych z tych samych pociągów na gwincie wewnętrznym
Dlatego konieczne jest, aby:
ΣE n = ΣE w
Siłę odśrodkową powstającą podczas poruszania się pojazdu o masie m po łuku o promieniu R z prędkością V określimy wzorem:
Gdzie G jest wagą załogi
Podwyższenie poręczy zewnętrznej, polegające na zapewnieniu komfortu pasażerom.
Od (25)
Tu i tam – dopuszczalna wartość niestłumione przyspieszenie odśrodkowe. Zgodnie ze standardami przyjmuje się, że a i nd są równe pociągi pasażerskie 0,7 m/s 2 (w niektórych przypadkach a an = 1,0 m/s 2), a dla pociągów towarowych a nd = ±0,3 m/s 2.
Biorąc S1 = 1,6 m, g = 9,81 m/s 2 , V – km/h, h – mm, otrzymujemy:
163a i (26)
Maksymalna wysokość szyny zewnętrznej na drogach krajowych przyjmuje się 150 mm. Jeżeli z obliczeń wynika duża wartość, należy przyjąć 150 mm i ograniczyć prędkość ruchu po krzywej z równania (26)
Przy and = 0,7 m\s 2 i h = 150 mm
Normy elewacji zewnętrznych szyn.
Dla pociągów pasażerskich
Dla pociągów towarowych
Dla ruchu pociągów
Gdzie, Vmax p i Vmax gr – maksymalne prędkości odpowiednio pociągi pasażerskie i towarowe, utworzone zarządzeniem kierownika drogi.
V pr to średnia prędkość powierzchniowa pociągów przepływowych.
R – promień łuku.
Przy wyznaczaniu wzniesienia za pomocą wzoru (29) zapewniona jest racjonalna praca toru przy mieszczących się w nim prędkościach przepływu pociągów towarowych
Co odpowiada poziomowi przyspieszeń pozostałych pociągów pasażerskich a np = 0,7 m/s 2 i towarowych a n gr = ±0,3 m/s 2 .
Podstawowe wymagania dotyczące projektowania i zawartości krzywych przejściowych.
Na krzywej przejściowej wzniesienie szyny zewnętrznej stopniowo wzrasta od 0 do h w CPC; dokonuje się odliczenia za poszerzenie toru, jeżeli ten ostatni występuje na łuku kołowym.
Główne wymagania dotyczące projektu i zawartości PC są takie, aby pojawiające się, rozwijające i zanikające czynniki siły (przyspieszenia, siły, momenty) na długości R PC zmieniały się stopniowo i monotonicznie, zgodnie z zadanym harmonogramem oraz na początku i końcu komputera są równe zeru, co jest zapewnione, jeśli wymagania są spełnione.
W NPC y, φ i k = 0, CPC parametry te nie są ograniczone.
W NPC i CPC te pochodne są równe zeru.
Pierwsze trzy wymagania dotyczące niedopuszczalności nagłych zmian rzędnych NPC, CPC i na całej krzywej przejściowej (ryc. 2) Na, kąty skrętu φ i krzywizna Do przez monotonię ich zmian. Spełnienie wszystkich pięciu wymagań tworzy najlepsze warunki przejazd taboru po łukach, co jest szczególnie ważne, gdy duże prędkości ruchy.
Parametr fizyczny krzywej przejściowej.
Na l = l 0 w KPCh ρ= R I
(6)
Tutaj C jest (geometrycznym) parametrem krzywej przejściowej.
Projektowanie krzywych przejściowych metodą przemieszczeń.
FT = AO = Ptg β/2
Gdzie
m 0 = m + Ptg β/2
Nieznane wielkości m i P wyznacza się jako:
Znając położenie początku krzywej przejściowej NPC, współrzędne jej końca (X 0,y 0) w punkcie CPC oblicza się za pomocą równania spirali odległości radiowej w postaci parametrycznej
Skrócone szyny na gwincie wewnętrznym.
Dla każdego łuku dobierany jest rodzaj skrótu, ilość i kolejność układania skróconych szyn. Do szyn P65 dostępne są dwa rodzaje skrótów: 80mm i 160mm.
Wyboru rodzaju skróconych szyn dla danego łuku dokonuje się według wzoru:
Gdzie S 1 jest szerokością toru wzdłuż osi główki szyny w obrębie łuku kołowego:
S pte – standardowy rozstaw kół na zakrętach w zależności od promienia;
Po obliczeniu wartości skrócenia ze wzoru (1) przyjmujemy najbliższe większe skrócenie standardowe. Wymagana ilość skrócone szyny o przyjętym rozmiarze wyznacza się ze wzoru:
Szyny skrócone układa się w tych miejscach łuku, gdzie skumulowany przebieg złączy osiąga połowę przyjętego skrócenia standardowego.
Zwiększanie odległości torów na zakrętach.
Podwyższenie to jest przeprowadzane różne sposoby. Jedną z metod jest zwiększenie odległości między torami z 4,1 m do 4,1 + A 0 na prostych przed każdym łukiem przejściowym poprzez wprowadzenie dodatkowych łuków w kształcie litery S.
Metoda ta jest rzadko stosowana, gdyż ma zasadniczą wadę: na przesuniętej ścieżce po każdej stronie krzywej głównej pojawiają się dwie krzywe, choć o dużym promieniu, należy zastosować inną metodę (metodę różnych przesunięć). różne parametry Z przejściowych krzywych zewnętrznej ścieżki. Zadowolona w zwykły sposób, parametr C krzywej przejściowej ścieżki wewnętrznej dobiera się w taki sposób, aby przesunięcie wewnętrznej krzywej kołowej P in było równe przesunięciu krzywej kołowej ścieżki zewnętrznej plus A 0, tj.
R w = R n + ZA 0
Klasyfikacja połączeń i skrzyżowań ścieżek.
|
Połączenia i skrzyżowania |
|||
|
Rozjazdy |
Ślepe skrzyżowania |
Połączenia ścieżek |
Urządzenia obrotowe |
|
Syngiel |
Prostokątny |
Zmień ulice |
Trójkąty |
|
Podwójnie |
Skośny |
Konwencje |
Pętle |
|
Przechodzić |
Krzywolinijny |
Splot |
Kręgi |
|
Łączny | |||
Klasyfikacja rozjazdów i ślepych skrzyżowań.
Syngiel
Jednokierunkowy zwykły (najczęściej spotykany w sieci drogowej i najczęściej używany na torach głównych i stacyjnych)
Wszechstronny, symetryczny
Asymetryczna jednostronna krzywizna
Podwójnie
Jednostronny
Wszechstronny, symetryczny
Wszechstronny, asymetryczny
Przechodzić
Syngiel
Podwójnie
Łączny
Podczas łączenia dwóch torów o różnych rozmiarach
Podczas tkania rozjazdów
Podstawowe elementy rozjazdów zwykłych.
Do głównych elementów zwykłego pojedynczego rozjazdu należą:
Strzałka
Poprzeczka z przeciwszynami i przeciwszynami toru.
Łączenie ścieżek
Podstawy pod szynami
Mechanizm transferowy i jego osprzęt
Cechy konstrukcyjne rozjazdów i wymagania dla nich
Rozjazdy to kluczowe konstrukcje torowe umożliwiające zwiększenie prędkości pociągów i zwiększenie przepustowości towarów. przepustowość łącza szyny kolejowe. Badania wykazały, że bez obecności rozjazdów umożliwiających realizację prędkości zadanej na danym odcinku praktycznie nie da się rozwiązać problemu zwiększania prędkości na całym odcinku, a zwłaszcza na danym odcinku.
Definicja główny wymiary geometryczne zwykłe rozjazdy z prostym punktem.
Określ promień krzywej przenoszenia R.
Długość bezpośredniego wstawienia k przed matematycznym środkiem krzyża
Teoretyczna długość translacji LT
Praktyczna długość transferu L P.
Wymiary osiowe translacji A I B.
N- długość przodu – wąsy – część krzyża
M– długość ogonowej części krzyża
O k – matematyczny środek lub punkt krzyża
S 0 – normalna szerokość toru
l ostry – dowcipna długość
β – kąt strzałki
q – zwis belki przedniej ramy
L T - teoretyczna długość rozjazdu - odległość od początku punktów do matematycznego środka krzyża, mierzona wzdłuż krawędzi roboczej szyny ramy lub wzdłuż osi toru prostego.
O c – środek rozjazdu – przecięcie osi toru bezpośredniego i bocznego
a – odległość od przedniego styku szyn ramy do środka rozjazdu, mierzona wzdłuż osi toru prostego
b – odległość od środka S.P. do końcowego złącza krzyża, mierząc wzdłuż osi dowolnej ścieżki translacji.
O – środek krzywej konwersji
L P – całkowita lub praktyczna długość S.P. od przedniego złącza szyn ramy do tylnego złącza krzyża.
Weźmy oś Y-Y w prostokątnym układzie współrzędnych, przechodzącą przez matematyczny środek krzyża i Oś X-X kompatybilny z krawędzią roboczą gwintu zewnętrznego ścieżki prostej.
Rzutujmy kontur ABCO K na te wzajemnie prostopadłe osie. Ale najpierw w tym celu wykonamy następujące dodatkowe konstrukcje.
Od środka krzywej konwersji, tj. od punktu O przywróć promień - prostopadle do krawędzi roboczej szyny ramy; Z punktów B i C obniżamy prostopadłe do tego promienia - prostopadłe odpowiednio w punktach B 1 i C 1. Co się w rezultacie stanie trójkąt prostokątny OB 1 B z kątem prostym β w wierzchołku O, a także OS 1 Z kątem prostym w wierzchołku C 1 i kątem krzyżowym α w wierzchołku O.
Teoretyczna długość transferu , jak widać na rysunku, jest rzutem konturu ABCO K na oś poziomą, tj.
(1)
Ale B 2 do = do 1 do – b 2 do 1 = do 1 do – b 1 b
Z trójkąta OS 1 C: Z 1 C =R sina
Z trójkąta OB 1 B: W 1 B =R grzech
Od trójkąta O do C 2 C: Z 2 O DO = k cosα
Dlatego po podstawieniu wartości B 2 C i C 2 O K do równania (1) otrzymujemy:
L T = l ostry zSβ + R (sina - grzechβ )+ k cosα (2)
Rzut tego samego konturu ABCO K na oś pionową będzie normalną szerokością toru względem poprzeczki, tj.
S 0 = l ostry grzechβ + B 1 Z 1 + SS 2 (3)
Ale B 1 C 1 = OB 1 - OS 1
Z trójkąta OB 1 B: OB 1 = R sałataβ
Z trójkąta OS 1 C: system operacyjny 1 = R cosα
Z trójkąta O K C 2 C: SS 2 = k sina
Zatem zastępując wartości B 1 C 1 i СС 2 w wyrażeniu (3), znajdujemy szerokość toru w krzyżu: S 0 = l ostry grzechβ + R (sałataβ - sałataα ) + k sina
Całkowita lub praktyczna długość rozjazdu: L P = Q + L T + M (5)
Promień R i długość wkładki prostej przed krzyżem k określa się w zależności od znanych lub określonych parametrów.
INFORMACJE OGÓLNE. URZĄDZENIE TORU KOLEJOWEGO. Konstrukcja toru kolejowego jest ściśle powiązana z konstrukcją i wymiarami par kół taboru. Zestaw kołowy składa się ze stalowej osi, na której są ciasno osadzone koła, wyposażonej w występy prowadzące zapobiegające wykolejeniu. Powierzchnia toczna kół taboru w części środkowej ma stożkowość 1/20, co zapewnia bardziej równomierne zużycie, większą odporność na działanie sił poziomych skierowanych w poprzek toru, mniejszą wrażliwość na jego nieprawidłowe działanie oraz zapobiega powstawaniu rowków na powierzchni tocznej co utrudnia przejazd zestawów kołowych po rozjazdach. Zgodnie z tym, szyny montuje się również z nachyleniem 1/20, co w przypadku podkładów drewnianych uzyskuje się poprzez okładziny klinowe, a w przypadku żelbetowych poprzez odpowiednie nachylenie powierzchni podkładów w obszarze, w którym wsparcie szyn. Odległość między wewnętrznymi krawędziami główek szyn nazywa się szerokość toru . Na szerokość tę składa się odległość między kołami (1440±3 mm), dwie grubości grzbietów (od 25 do 33 mm) oraz szczeliny między kołami i szynami niezbędne do swobodnego przejazdu par kół. Szerokość toru normalnego (szerokiego) na prostych i zakrzywionych odcinkach toru o promieniu większym niż 349 m przyjmuje się w ZSRR 1520 mm z tolerancjami dla strony poszerzającej się 6 mm i zwężającej się 4 mm . Zgodnie z PTE wierzchołki główek szyn obu linii toru na odcinkach prostych muszą znajdować się na tym samym poziomie. Dopuszcza się umieszczenie jednego gwintu szyny o 6 mm wyżej od drugiego na prostych odcinkach toru na całej długości każdego z nich. Podczas konstruowania toru złącza na obu gwintach szyny są umieszczone dokładnie naprzeciw siebie wzdłuż kwadratu, co w porównaniu z rozmieszczeniem przegubów zmniejsza liczbę uderzeń par kół w szyny, a także umożliwia przygotowanie i wymianę kraty szyny i podkładu w całych ogniwach za pomocą układaczy torów, aby zapobiec zsuwaniu się każdej pary kół obracając się wokół osi pionowej, pary kół wagonu lub lokomotywy są połączone dwiema lub większą liczbą sztywnych ram. Odległość między skrajnymi osiami połączonymi ramą nazywa się podstawą sztywną, a między skrajnymi osiami wagonu lub lokomotywy nazywa się pełnym rozstawem osi. Sztywne połączenie par kół zapewnia ich stabilne położenie na szynach, ale jednocześnie utrudnia pokonywanie zakrętów o małym promieniu, gdzie mogą się zacinać. Aby ułatwić dopasowanie się do zakrętów, nowoczesny tabor produkowany jest na osobnych wózkach z małymi sztywnymi podstawami.
CECHY KONSTRUKCJI ŚCIEŻKI NA KRZYWACH. Na zakrzywionych odcinkach projekt toru ma wiele cech, z których główne to: podniesienie szyny zewnętrznej nad wewnętrzną, obecność łuków przejściowych, poszerzenie toru przy małych promieniach, ułożenie skróconych szyn na wewnętrznej gwint szynowy, wzmocnienie torów, zwiększenie odległości między osiami torów na liniach dwu- i wielotorowych. Podniesienie poręczy zewnętrznej jest przewidziany dla promienia łuku wynoszącego 4000 m lub mniej, tak aby obciążenie każdego gwintu szyny było w przybliżeniu takie samo, biorąc pod uwagę działanie siły odśrodkowej krzywe przejściowe wiąże się z koniecznością płynnego połączenia krzywej z przylegającą linią prostą, zarówno w rzucie, jak i w profilu. Krzywa przejściowa w planie jest krzywą o zmiennym promieniu, malejącym od nieskończenie dużego do R - promień krzywej kołowej o malejącej krzywiźnie jest proporcjonalny do zmiany długości. Poszerzanie skrajnie są wykonane w celu zapewnienia dopasowania taboru do zakrętów. Ponieważ pary kół są zamocowane w ramie wózka w taki sposób, że w obrębie sztywnej podstawy są zawsze równoległe do siebie, na łuku tylko jedna para kół może być usytuowana wzdłuż promienia, a pozostałe będą ustawione pod kątem. Wymaga to zwiększenia odstępu pomiędzy obrzeżami kół a szynami, aby uniknąć zakleszczania się par kół.
Układanie skróconych szyn w gwint wewnętrzny jest konieczne, aby zapobiec rozłączaniu się połączeń. Ponieważ gwint wewnętrzny szyny w łuku jest krótszy od gwintu zewnętrznego, ułożenie w nim szyn o tej samej długości co w zewnętrznym, spowoduje, że złącza będą przesuwały się do przodu po gwincie wewnętrznym. Aby wyeliminować rozstaw spoin na każdym promieniu łuku, konieczne jest posiadanie własnej wartości skrócenia szyny. Dla celów ujednolicenia stosuje się standardowe skróty połączeń szynowych o długości 25 m o 80 i 160 mm. Układanie skróconych szyn w gwincie wewnętrznym naprzemiennie z układaniem szyn o normalnej długości tak, aby przebieg złączy nie przekraczał połowy skrócenia, tj. 40; 80 mm. Osiągać ścieżki na łukach wykonuje się w R ≤ 1200 m, aby zapewnić niezbędną równą wytrzymałość z sąsiednimi liniami prostymi. W tym celu należy zwiększyć liczbę podkładów na kilometr, poszerzyć pryzmę podsypkową po zewnętrznej stronie łuku, zamontować asymetryczne podkładki z dużym kołnierzem po zewnętrznej stronie i wybrać najtwardsze szyny. Na łukach kołowych na liniach dwu- i wielotorowych odległość między osiami torów zwiększa się zgodnie z wymogami prześwitu, który osiąga się w obrębie krzywej przejściowej toru wewnętrznego poprzez zmianę jego parametru .
URZĄDZENIE ŚCIEŻKINA MOSTACH I W TUNELACH. Konstrukcja torów na mostach i tunelach ma wiele cech. Na mostach metalowych tor jest zwykle wykonywany bez podsypki; na drewnianych belkach ułożonych w odległości 10-15 cm od siebie. Belki są przykręcone do belek podłużnych. Trzymać; na wypadek wykolejenia taboru na istniejących mostach na zewnątrz toru znajdują się drewniane kraty odbojowe, a wewnątrz tory przeciwstawne . Na budowanych mostach stosuje się do tego celu metalowe narożniki zabezpieczające o specjalnym profilu. . Na mostach o dużych rozpiętościach metalowych tor układa się na metalowych poprzeczkach. Na kilku metalowych mostach, a zwłaszcza na moście na rzece. Amur na BAM wykorzystuje konstrukcję torów na solidnych płytach żelbetowych , co obniża koszty utrzymania nawierzchni mostu. Na mostach kamiennych, betonowych i żelbetowych oraz na wiaduktach zlokalizowanych na terenie stacji tor budowany jest na podsypce łamanej i zwykłych podkładach, w tym celu na podsypce montuje się rynnę. most o szerokości w górnej części na liniach jednotorowych co najmniej 3,6 m, a na dwutorowych - co najmniej 7,7 m. Grubość podsypki kamiennej na mostach i wiaduktach jest z reguły nie mniejsza niż Na dojazdach do mostów, niezależnie od rodzaju podsypki przyjętej na danej linii, tor po obu stronach układany jest na podsypce kamiennej, co zwiększa stabilność toru i zmniejsza zapylenie konstrukcji mostowych podczas ruchu pociągów. Na dojazdach do mostów bezpodsypkowych tor jest całkowicie zabezpieczony przed kradzieżą; Na samych mostach w drodze wyjątku instalowane są zabezpieczenia przeciwkradzieżowe. Na dużych mostach metalowych, aby uniknąć pęknięcia złączy podczas zmian temperatury na długości przęsła, instaluje się specjalne urządzenia, które zapewniają wzajemne przesunięcie szyny zwrotnicy i ramy. Zaleca się wykonanie ścieżki w tunelach na podkładach żelbetowych ze schematem o jeden stopień wyższym niż na podejściach. Na długości 200 m z każdej strony przed tunelem i w samym tunelu ścieżka musi przebiegać na podsypce kamiennej o grubości co najmniej 25 cm. Ścieżka w tunelu może być również twarda betonowa podstawa z oddzielnymi mocowaniami z uszczelkami amortyzatorów. Używanie na mostach i tunelach jest niedozwolone. różne rodzaje szyny, złącza przejściowe i kabiny kolejowe.
21 22 24 ..Budowa torów kolejowych na prostych odcinkach torów
Tor kolejowy to dwa nitki szynowe ułożone w pewnej odległości od siebie i przymocowane do podkładów, belek lub płyt. Projekt i utrzymanie toru kolejowego zależą od cech konstrukcyjnych części jezdnych taboru.
Należą do nich obecność kołnierzy (grzbietów) na kołach, które utrzymują koła na szynach i kierują ruchem lokomotyw i wagonów. Koła są ściśle dociśnięte do osi i tworzą z nią parę kół. Osie par kół, połączone wspólną sztywną ramą, pozostają zawsze wzajemnie równoległe.
Powierzchnia toczna kół nie jest cylindryczna, ale stożkowa, o nachyleniu w środkowej części 1:20.
Odległość między wewnętrznymi krawędziami kół nazywa się dyszą T = 1440 mm maksymalne tolerancje+ - 3 mm. Odległość między skrajnymi osiami zamocowanymi w ramie jednego wózka nazywa się podstawą sztywną.
Odległość między zewnętrznymi osiami wagonu lub lokomotywy nazywana jest pełnym rozstawem osi tej jednostki.
Zatem całkowity rozstaw osi lokomotywy elektrycznej BJT-8 wynosi 24,2 m, sztywny rozstaw osi wynosi 3,2 m.
Odległość pomiędzy krawędziami roboczymi obrzeży kół nazywana jest szerokością zestawu kołowego.
Grubość obrzeży kół nie może być większa niż 33 mm i nie mniejsza niż 25 mm. Aby zestaw kołowy z najszerszą dyszą i niezużytymi obrzeżami koła zmieścił się w torze, jego szerokość musi wynosić 1440 + 3 + 2 x 33 = 1509 mm, ale w tym przypadku zestaw kołowy zostanie zaciśnięty (zakleszczony) pomiędzy szynami.
Szerokość toru to odległość pomiędzy wewnętrznymi krawędziami główek szyn, mierzona na poziomie 13 mm poniżej powierzchni tocznej. Szerokość toru na prostych odcinkach toru oraz na zakrętach o promieniu 350 m i większym powinna wynosić 1520 mm. Na istniejących liniach, do czasu przeniesienia ich na rozstaw 1520 mm, na prostych odcinkach i na łukach o promieniu większym niż 650 m dozwolona jest szerokość toru 1524 mm. Na łukach o mniejszym promieniu szerokość toru zwiększa się zgodnie z Technicznymi Przepisami Ruchu.
Tolerancje szerokości toru ustala się dla poszerzenia plus 8 mm, dla zwężenia toru minus 4 mm, a na obszarach, gdzie prędkość jest ustalona na poziomie 50 km/h lub mniej, dopuszczalne są tolerancje +10 dla poszerzenia - 4 dla zwężenia. W granicach tolerancji rozstaw kół powinien zmieniać się płynnie.
Gięcie szyn. Na prostych odcinkach toru szyny montuje się nie pionowo, lecz z nachyleniem do toru, czyli z poduszką przekazującą nacisk kół stożkowych wzdłuż osi szyny. Stożkowatość kół wynika z faktu, że tabor wyposażony w takie pary kół stawia znacznie większy opór siłom poziomym skierowanym w poprzek toru niż koła cylindryczne, a także zmniejsza się „kołysanie” taboru i wrażliwość na uszkodzenia toru.
Aby uniknąć pojawienia się rowkowego zużycia kół i zapewnić płynne przejście z jednego toru na drugi poprzez rozjazd, zapewnia się zmienną stożkowość powierzchni tocznej koła od 1:20 do 1:7. Gwinty szyny muszą znajdować się na tym samym poziomie. Dopuszczalne odchylenia od normy zależą od prędkości pociągów.
Na długich prostych dopuszcza się utrzymywanie jednego gwintu szyny stale o 6 mm wyżej od drugiego. Przy takim położeniu gwintów szyny koła będą lekko dociskane do obniżonego gwintu prostującego i poruszają się płynniej. Na odcinkach dwutorowych nić prostująca jest nitką międzytorową, a na odcinkach jednotorowych z reguły jest to nitka właściwa na kilometrach.
Konstrukcja toru kolejowego jest ściśle powiązana z konstrukcją i wymiarami par kół taboru. Para kół składa się ze stalowej osi, na której ciasno osadzone są koła, posiadające grzbiety prowadzące zapobiegające wykolejeniu (rys. 2.12). Powierzchnia toczna kół taboru w części środkowej ma stożkowość 1/20, co zapewnia bardziej równomierne zużycie, większą odporność na działanie sił poziomych skierowanych w poprzek toru, mniejszą wrażliwość na jego nieprawidłowe działanie oraz zapobiega powstawaniu rowków na powierzchni tocznej , co utrudnia przejazd. zestawy kołowe wzdłuż rozjazdów. Zgodnie z tym, szyny montuje się również z nachyleniem 1/20, co w przypadku podkładów drewnianych uzyskuje się poprzez okładziny klinowe, a w przypadku żelbetowych – poprzez odpowiednie nachylenie powierzchni podkładów w obszarze podparcia szyn .
Odległość między wewnętrznymi krawędziami główek szyn nazywa się szerokość toru. Na szerokość tę składa się odległość między kołami (1440±3 mm), dwie grubości grzbietów (od 25 do 33 mm) oraz szczeliny między kołami i szynami niezbędne do swobodnego przejazdu par kół. Przyjmuje się, że szerokość toru normalnego (szerokiego) na prostych i zakrzywionych odcinkach toru o promieniu większym niż 349 m wynosi 1520 mm z tolerancjami dla strony poszerzającej się 8 mm i zwężającej się 4 mm. Do 1972 roku normalny rozstaw kół na naszych drogach wynosił 1524 mm.
Zgodnie z PTE wierzchołki główek szyn obu linii toru na odcinkach prostych muszą znajdować się na tym samym poziomie. Dopuszcza się umieszczenie jednego gwintu szyny o 5 mm wyżej od drugiego na prostych odcinkach toru na całej długości każdego z nich.
Podczas budowy toru przeguby na obu gwintach szyny są ustawione dokładnie naprzeciw siebie wzdłuż kwadratu, co w porównaniu z rozmieszczeniem przegubów zmniejsza liczbę uderzeń par kół w szyny, a także umożliwia przygotowanie oraz wymianę siatki szyn i podkładów w całych ogniwach przy użyciu warstw torów.
Aby zapobiec obracaniu się każdego zestawu kół Oś pionowa pary kół wagonu lub lokomotywy są połączone dwiema lub większą liczbą sztywnych ram.
Odległość między osiami zewnętrznymi połączonymi ramą nazywa się podstawą sztywną, a między osiami zewnętrznymi wagonu lub lokomotywy - pełnym rozstawem osi. Sztywne połączenie par kół zapewnia ich stabilne położenie na szynach, ale jednocześnie utrudnia pokonywanie zakrętów o małym promieniu, gdzie mogą się zacinać. Aby ułatwić dopasowanie się do zakrętów, nowoczesny tabor produkowany jest na osobnych wózkach o małych, sztywnych podstawach.
Na odcinkach zakrzywionych konstrukcja toru ma wiele cech, z których najważniejsze to: podniesienie szyny zewnętrznej nad wewnętrzną, obecność łuków przejściowych, poszerzenie toru przy małych promieniach, ułożenie skróconych szyn na wewnętrznej gwint szynowy, wzmocnienie toru, zwiększenie odległości między osiami torów na liniach dwu- i wielotorowych.
Podniesienie poręczy zewnętrznej jest przewidziany dla promienia łuku wynoszącego 4000 m lub mniej, tak aby obciążenie każdego gwintu szyny było w przybliżeniu takie samo, biorąc pod uwagę działanie siły odśrodkowej.
Maksymalne dopuszczalne wzniesienie poręczy zewnętrznej wynosi 150 mm.
Ustalono następujące normy dotyczące szerokości torów na zakrętach.
Obliczanie skrajni szyn
CZĘŚCI DO WÓZKÓW SZYNOWYCH
Cechy części tocznych taboru kolejowego, które mają wpływ na konstrukcję toru kolejowego, to:
1) obecność kołnierzy (grzbietów) na oponach kół;
2) mocowanie koła ślepego;
3) równoległość osi w sztywnej podstawie;
4) poprzeczne przebiegi osi taboru, a także obecność osi obrotowej lub wózka dla niektórych załóg;
5) bandaże zwężające się.
Kołnierze lub grzbiety kół to wystające części kół zaprojektowane w celu kierowania ruchem załóg i zapobiegania ich opuszczaniu toru. Zestaw kołowy wagonu kolejowego składa się z osi i dwóch ciasno osadzonych kół z oponami, których powierzchnia toczna w środkowej części ma stożkowość 1/20, dlatego też szyny na prostych odcinkach są ustawione ze spadkiem do wewnątrz utwór (również 1/20).
Koła lokomotywy (ryc. 1.1, a) i wagonu (ryc. 1.1,6) różnią się wielkością i kształtem profilu poprzecznego.
Ryż. 1.1. Profile poprzeczne kół:
a - lokomotywa; b - powóz
Przy prędkościach pociągów większych niż 140 km/h granica zużycia h , mierzona wzdłuż średniego koła toczącego się, nie powinna przekraczać 5 mm. Przy niższych prędkościach dopuszczalne jest toczenie się kół lokomotyw i wagonów osobowych do 7 mm, a w przypadku wagonów towarowych do 9 mm.
Ślepe mocowanie kół to ich stałe mocowanie do osi, tzn. koła obracają się razem z osią. Konstrukcja ta wynika z faktu, że koła zamontowane luźno po zużyciu piasty i czopa osi mogą przyjąć pozycję pochyloną i wpaść w tor.
Równoległość osi zakłada, że podczas ruchu wszystkie osie wchodzące w skład sztywnej podstawy poruszają się równolegle do siebie. W przeciwnym razie, jeśli para kół jest przekrzywiona, może dojść do wykolejenia. Sztywna podstawa wagonu to odległość pomiędzy jego skrajnymi osiami, które wchodzą w skład jednego wózka. Podczas ruchu osie jednego wózka pozostają równoległe do siebie. Oprócz sztywnej podstawy istnieje koncepcja pełnego rozstawu osi L pojazdu – odległości pomiędzy jego zewnętrznymi osiami. Pełną L i sztywną podstawę L 0 załogi pokazano na ryc. 1.2.
Ryż. 1.2. Bazy pełne L i twarde L 0 różnych załóg
Charakter dopasowania wagonów do zakrętów, a zatem niezbędna do tego szerokość toru, zależy od rozmiaru sztywnej podstawy.
Przebiegi poprzeczne w osiach taboru umożliwiają ich przemieszczanie się wzdłuż osi geometrycznej zestawu kołowego. Brak bocznych pasów startowych utrudnia załogom dopasowanie się. Aby je zmieścić, konieczne jest zwiększenie szerokości toru.
W niektórych pojazdach wieloosiowych, w celu ułatwienia montażu, zewnętrzne osie nośne można obracać o pewien ograniczony kąt.
Opony w zestawie kół są stożkowe. Przyjmuje się, że powierzchnia toczna kół ma nachylenie względem horyzontu równe 1/20. Stożkowatość powierzchni tocznych opon łagodzi uderzenia kół taboru podczas ich ruchu wahadłowego w wyniku występowania poziomej składowej nacisku koła na szynę. Zwężanie opon wymaga urządzenia do pochylania szyn. Jest on przystosowany do centralnego przenoszenia sił z kół na szyny. Przyjmuje się, że wielkość nachylenia jest równa stożkowości bandaży, tj. 1/20. Nachylenie nie powinno być większe niż 1/12 i mniejsze niż 1/30 wzdłuż gwintu wewnętrznego na łuku oraz 1/60 we wszystkich pozostałych przypadkach.
BUDOWA TORU KOLEJOWEGO NA PROSTYCH ODCINKACH TORU
Przyjmuje się, że szerokość toru w Federacji Rosyjskiej wynosi 1520 mm z tolerancją poszerzenia 8 mm i tolerancją zwężenia 4 mm. Przy prędkościach do 50 km/h dopuszczalne jest poszerzenie do 10 mm. Szerokość toru mierzy się na poziomie znajdującym się 13 mm poniżej powierzchni tocznej główki szyny. Wyjaśnia to fakt, że płaszczyzna obliczeniowa znajduje się 10 mm poniżej powierzchni tocznej główki szyny dla nowych opon. Wraz ze wzrostem zużycia zmniejsza się powierzchnia toczna opony koła, a tym samym płaszczyzna konstrukcyjna.
Wierzchołek główek szyny wzdłuż obu gwintów szyny na prostych odcinkach toru powinien znajdować się na tym samym poziomie z tolerancją ±5 mm. Dopuszcza się umieszczenie jednego gwintu szyny o 5 mm wyżej od drugiego. Na odcinkach dwutorowych wzniesienie układa się na krawędzi toru, a na odcinkach jednotorowych z reguły po prawej szynie w kilometrach. Na rozjazdach nie przewidziano podwyżek.
Istnieje pewna zależność pomiędzy torem szynowym a szerokością zestawu kołowego. Szerokość zestawu kołowego (rozstaw kół) jest węższa od szerokości rozstawu kół o wielkość szczeliny.
Ryż. 2.1. Schemat wyznaczania odstępu δ pomiędzy torem kolejowym S a torem wagonowym q
Na ryc. Rysunek 2.1 przedstawia schemat określania wielkości szczeliny pomiędzy obrzeżem koła a główką szyny. Diagram pokazuje:
S - szerokość toru szyny, S = mm;
Q - szerokość pary kół (rozstaw kół);
T - mocowanie koła, T = 1440±3mm przy prędkości powyżej 140 km/h z tolerancjami +3 -1;
D - grubość obrzeża koła, d max = 33 mm, d min = 25 mm; przy prędkości większej niż 140 km/h d min = 28 mm;
μ - pogrubienie obrzeża koła w przekroju powyżej płaszczyzny projektowej; dla kół wózka μ =1mm; dla lokomotywy μ=0;
δ jest szczeliną pomiędzy obrzeżem koła a krawędzią roboczą szyny.
Z pokazanego na ryc. Z rysunku 2.1 wynika, że tor kolejowy różni się od toru kołowego wielkością szczeliny δ:
gdzie q = T +2d + 2μ.
Ponieważ wymiary zawarte w tych wyrażeniach mają tolerancje, istnieją minimalne, normalne i maksymalne wartości δ:
δ min = S min - q max;
δ 0 = S 0 - q 0 ;
δ max = S max - q min .
Jeśli podstawimy do tych wyrażeń wartości liczbowe, otrzymamy wyniki pokazane w tabeli. 1.
Tabela 1
| Nazwa koła | Prędkość jazdy, km/h | S, mm | q, mm | δ, mm | ||||||
| maks | normalna | min | maks | normalna | min | maks | normalna | min | ||
| Lokomotywa | Do 140 | |||||||||
| Ponad 140 | ||||||||||
| Przewóz | Do 140 | |||||||||
| Ponad 140 |
Tym samym na prostych odcinkach toru odstęp obrzeża koła od krawędzi roboczej szyny wynosi od 5 do 39 mm. Podczas jazdy obciążonych wagonów oś pary kół wygina się w górę swoją wypukłością, ponieważ obciążenie z wagonu na parę kół przenoszone jest przez maźnicę umieszczoną poza torem kolejowym. W rezultacie rozstaw kół może zostać zmniejszony o 2–4 mm lub więcej. Pod wpływem kół taboru następuje sprężyste ściskanie gwintów szyny, czyli sprężyste poszerzenie toru o 2 mm na prostych odcinkach oraz o 4 mm i więcej na łukach.
Pozytywną rolą szczeliny jest eliminacja zakleszczania się kół taboru pomiędzy gwintami szyny, a co za tym idzie zmniejszenie oporów ruchu oraz zmniejszenie bocznego zużycia szyn i obrzeży kół.
Jednakże zbyt duży luz zwiększa kąt natarcia obrzeży kół na szynę na prostych oraz podczas wchodzenia w zakręty, co zwiększa siły poziome i prowadzi do zakłócenia toru w planie. W takim przypadku zmniejsza się żywotność szyn i kół taboru, pogarsza się płynność ruchu pociągu, szczególnie przy dużych prędkościach, a także zwiększają się koszty bieżącego utrzymania.
Niebezpieczną granicę w kierunku zwężenia rozstawu wyznacza się na podstawie stanu zakleszczenia zestawu kołowego z maksymalnym mocowaniem, tj.
Spre (min) = q max = T max + 2d max + 2μ = 1443 + 2,33 + 2,1 = 1511 mm.
Ryż. 2.2. Schemat wyznaczania maksymalnej dopuszczalnej (maksymalnej) szerokości toru S prev (max)
Niebezpieczną granicę w kierunku poszerzenia toru wyznacza się na podstawie warunku zapobiegania wpadnięciu koła w tor. Schemat projektowy pokazano na ryc. 2.2. Z rysunku to widzimy
Spre (maks.) = T min + d min + μ + 130 - 30 - r 1,
gdzie d min - minimalna wartość grubość kalenicy, d min = 25 mm;
μ - pogrubienie grzbietu na odcinku znajdującym się nad płaszczyzną obliczeniową, μ = 1 mm;
T min - minimalna wartość mocowania koła, T min = 1437 mm;
S pred (maks.) = 1437 + 25 + 1 + 130 - 30 - 15 = 1548 mm.
Uwzględniając ugięcie sprężyste szyn pod obciążeniem oraz ugięcie osi obciążonych wagonów, wartość graniczną rozstawu toru w kierunku poszerzenia ustalono na 1546 mm. Obecność toru przekraczającego granice niebezpieczne, zarówno w kierunku zwężenia, jak i poszerzenia, jest niedozwolona i uważana jest za awarię najwyższego stopnia.