книги из ГПНТБ / Березовский М.В. Соединения путей на предприятиях черной металлургии

и (8):

Пмин = 80 + 50 + 200 = 90 • 7 + 200 = 830 мм ;

Т

тмин = 80+ 40 +5° + 200 = 170 • 7 + 200 = 1390 мм.

~7

Вредное пространство £ = -у- = 50 • 7 = 350 мм.

Т

Первый брус укладывают под сечение сердечника 15 мм, т. е. на расстоянии от математического центра, приблизительно равном

= 15 • 7 = 105 мм.

Т

Второй брус укладывают на расстоянии 500 мм от первого (по

осям брусьев) в целях укрепления горла, т. е. на расстоянии от

математического центра 500—105 =395 мм. Третий брус должен обеспечить стык начала крестовины на весу, т. е. ось его должна

400—4 1ПО

находиться на расстоянии от начала крестовины —— = 198 мм.

В целях возможного укорочения крестовины, задаются рас­ стоянием между осями брусьев № 2 и № 3 равными 500 мм. Тогда

п0 = 198 + 500 + 395 = 1093 > 830 мм, что допустимо. Четвертый брус укладывают в стыке конца крестовины. Тогда

при т0 = /Имин, расстояние между осями брусьев № 1 и № 4 будет

1390—105—198 = 1087 мм.

Чтобы не удлинять перевод, сохраняем эту величину, разбив

еена два пролета : 543 и 544 мм, что допустимо, так как 0,9. 650 >

>544 мм. Окончательно получим :

п0 = 1093 мм ; т0 — 1390 мм и пять брусьев под крестовиной.

При необходимости выяснения точных длин концов крестовин по рабочим кантам, воспользуются формулами :

минимальный размер прямой вставки перед математическим центром крестовины должен быть (рис. 27):

40Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами

Вформулах (10) и (11) величины п0 и т0 — окончательные, при­ нятые по условиям укладки брусьев, а следовательно, и значение п в формуле (12) окончательное, увязанное со схемой укладки брусьев под крестовиной.

12.Переводная кривая

Вподавляющем большинстве стрелочных переводов применяют круговые кривые. Переходные кривые, т. е. кривые с переменным радиусом, укладывают лишь в трамвайных и иногда в высокоско­

ростных переводах на главных пассажирских путях.

Рис. 31. Начало переводной кривой:

а— в пологих переводах МПС; б — в крутых переводах промышленного транспорта

Впологих переводах МПС с прямыми остряками (типа 1а, На и Ша) начало переводной кривой располагали в корне остряка (рис. 31, а).

В крутых переводах промышленного транспорта начало перевод­

ной кривой должно располагаться против конца рамного рельса (рис. 31, б) или за ним в сторону крестовины, так как при его распо­ ложении в корне остряка или сразу за ним — вылет рамного рельса ответвления вследствие его прямолинейного очертания создаст

недопустимое сужение колеи (см. пунктир на рис. 31, б). Во избе­

жание такого сужения колеи можно было бы выгнуть по кривой вылет рамного рельса ответвления. Однако осуществить такой выгиб

по плавной кривой малого радиуса (и особенно при тяжелых рельсах) на месте укладки перевода невозможно ; поэтому этот выгиб может быть осуществлен лишь предварительно, в процессе изготовления рамных рельсов, что приведет К потере универсальности стрелки с прямолинейными остряками для правых и левых ответвлений.

Рис. 32. Схема ударного воздействия при входе на стрелку

Входной удар реборды колеса в прямой остряк измеряется углом <р — р (рис. 32) и лежит в основе измерителя ударного воздействия подвижного состава на стрелку, которым является потеря кинети­ ческой энергии в момент входного удара. Величина такой потери кинетической энергии определяется из следующих соображений.

Вмомент входного удара в остряк скорость движения реборды

vможет быть разложена на две составляющие х и у (см. рис. 32). Часть скорости, характеризуемая составляющей у, обеспечивает дальнейшее движение колеса по новому направлению ; часть, харак­ теризуемая составляющей х, вызывает нарушение плавности дви­ жения и приводит к порче остряка и подвижного состава. Из рис. 32

видно, что

а подставляя это значение х в выражение потери кинетической энергии, получим:

т. е. потеря кинетической энергии или ударное воздействие при

противошерстном входе на стрелку пропорционально квадрату си­ нуса угла остряка.

Отсюда следует, что необходимо всемерно уменьшать угол остряка. Как видно из анализа формулы (14) размерностью ударного

42 Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами

кг ■ м2

измерителя входа на стрелку является — 2. ^секг =кг-м, что

соответствует размерности кинетической энергии, т. е. работы.

Кроме ударного измерителя входа, на стрелку для сравнитель­ ных подсчетов может быть применен условный «безударный» изме­ ритель. При «безударном» определении эффекта входа на стрелку учитывается мгновенное возникновение центробежной силы, вызы­ вающее мгновенное появление колебаний боковой качки экипажа.

Заменяя прямой остряк в точке удара реборды «эквивалентной»

переводной кривой радиуса г по типу предложенной Марье1 и вводя коэффициент динамичности 2 (на мгновенность появления колеба­ ний), получим центробежную силу

ное центробежное ускорение при отсутствии повышения наружного рельса, которое в переводах промышленного транспорта не делается.

13.Расчет длины прямого остряка

Внастоящее время на промышленном транспорте СССР при­ меняют два метода расчета прямого остряка, но ввиду условности

обоих пользуются ими одновременно, принимая длину остряка по

обобщению результатов двух расчетов.

I метод расчета основан на приравнивании угла удара в остряк углу удара (набегания) в переводной кривой, т. е. на срав­

нении входа подвижного состава на остряк с проходом его по переводной кривой. На рис. 33, а представлена схема располо­ жения двухосного экипажа в кривой при заклиненном вписывании.

В этом случае угол удара в кривой будет :

2(R+f)

где L — жесткая база экипажа ;

2 — полный забег реборды (см. рис. 33, б);

R — радиус кривой по оси пути.

1Г. Марье. Взаимодействие пути и подвижного состава, М.—JI., Госжелдориздат, 1933. (Об эквивалентной кривой см. § 13).

Как известно, для возможности движения экипажа в кривой,

необходимо перейти от заклиненного вписывания к свободному,

т. е. уширить колею (пунктир на рис. 33, а показывает сдвижку внутренней нити при уширении колеи). При переходе к свободному вписыванию центр вращения экипажа сместится и угол удара (набегания) в кривой увеличится (см. рис. 33, в) и достигнет вели­ чины :

Рис. 33. Схема расположения двухосного экипажа в кривой :

а — при заклиненном вписывании ; б — полный забег реборды ; в — при свободном впи­ сывании

В формуле (17) коэффициент G больше единицы ; его величина может быть принята для малых радиусов равной 1,2 и для больших радиусов 1,5. Под малыми подразумевают радиусы порядка 50 м для колеи 1524 мм и порядка 25 м для колеи 750 мм; под боль­ шими радиусами порядка 200 м для колеи 1524 мм и порядка 80 м

для колеи 750 мм. Промежуточные размеры коэффициента G можно принимать путем примерной интерполяции для других радиусов. Для колеи 1000 и 900 мм можно также интерполировать размеры G,

считая малым радиусом 35 м и большим 100—120 м.

Определив угол удара <р, приравниваем его углу остряка /3

иопределяем длину остряка по формуле (2) при /3 — ср.

II метод расчета длины прямого остряка построен на сравнении входа на остряк с входом на переводную кривую при

«эквивалентной» кривой радиуса г, но проведенной не через острие пера, как предлагает Марье, а через точку удара в остряк и его корень (рис. 34). Здесь точка удара в остряк определяется нормаль­

44 Стрелочные переводы с прямолинейными остряками и крестовинами

ным зазором е между рабочим кантом рамного рельса и рабочей гранью реборды в плоскости колеи

Для расчета длины остряка I'

устанавливаем положение точки

удара реборды в остряк, т. е. подсчитываем координату у из зависимости (см. рис. 34):

Из треугольника АОВ следует

Рис. 34. «Эквивалентная» кривая расчета длины остряка (Г —у)2 =Г2_ —е)]2.

Подставляя сюда значение у по формуле (20), получим

i1' =

откуда

^r2__ [r2_2r(k _ e) + (^_e)2];

(/')2(Л-0 = 2r—(k — e)

к2

(/')* = /сД2>-(^-е)] или v = у

Учитывая ничтожное значение (к — е) сравнительно с 2 г, можно принять

''=4рЬ- <2|>

Расчеты по формулам (17) и (21) рекомендуется вести в милли­ метрах.

Для определения длины остряка по формуле (21) следует при­

нять г, равным радиусу переводной кривой1.

Принят следующий порядок проектирования основных размеров крутой стрелки с прямыми остряками :

1. Установление ходовых частей «расчетной» повозки, т. е.

Ъ, &м, d, dn, a, L .

2.Определение значения /мин по формуле (3).

3.Выяснение коэффициента G по допустимому для заданного

подвижного состава минимальному радиусу переводной кривой.

4.Определение угла удара в кривой по формуле (17).

5.Подсчет значения к по формуле (1).

б. Расчет длины остряка ГТ по I методу (формула 2).

7.Подсчет зазора е по формуле (18).

8.Расчет длины остряка -Нп по II методу (формула 21).

9.Определение окончательной длины остряка Г с округлением до 0,5 м.

размеров вылетов рамного рельса п и Z" и подсчет длины рамного рельса по формуле (5).

Глава IV

РАСЧЕТ И СОСТАВЛЕНИЕ ЭПЮРЫ ОДНОСТОРОННЕГО СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ПРОМЫШЛЕННОГО

ТРАНСПОРТА

14. Геометрический расчет перевода

Для увязки в одно целое стрелки, крестовины и переводной кривой необходимо выполнить геометрический расчет стрелочного перевода.

Расчет перевода осуществляют путем проектирования всех его

элементов на характерные оси.

Из рис. 35, представляющего расчетную схему одиночного одно­ стороннего перевода, следует, что проекция на вертикальную ось

(т. е. на ширину колеи прямого пути) прямой вставки за корнем остряка, фиксирующей начало переводной кривой против конца рам­

ного рельса (см. разд. 12) будет

1 Подробно методы расчета длины остряка см. в статье автора, опублико­ ванной в выпуске 142 сборника ЛИИЖТ, Трансжелдориздат, 1950

В уравнении (23) при известных элементах стрелки (й, Г, I" и /3)г

методика расчета которых приведена выше, оказывается три неиз­ вестных : радиус переводной кривой по оси пути R, угол кресто­ вины а (со связанными с ним величинами т и прямой вставкой перед математическим центром крестовины Л) и длина перевода L1. Задаваясь одной из этих величин, получаем неопределенное уравне­

и получают возможность, задаваясь в уравнении (24) одним неиз­ вестным —- получить второе.

Отсюда следует основное правило расчета соединений путей,

которое может быть сформулировано следующим образом. Для

того чтобы рассчитать любое соединение путей, нужно в первую очередь спроектировать все его элементы на известную величину,

составив проекцию так, чтобы в нее вошли все известные величины ;

этим исключается из расчетного уравнения лишнее неизвестное2. Уравнение (24) практически может быть использовано двояко : 1. Если есть стрелка (т. е. известны элементы к, zlfc и ft) и кресто­

вина (т. е. известны элементы а и ймин, определяемое по формуле (12),.

то уравнение (24) решается относительно R :

2. Если задан радиус переводной кривой R, то, определив эле­

менты стрелки по указанной выше методике и задавшись маркой крестовины tg а, решаем уравнение (24) относительно ft:

S — [fc + zi/c)+ (/? + -^-1 (cos /3 — cos а) |

т. е. минимально допустимого конструктивного ft, вычисленного по формуле (12).

Если ft по формуле (26) оказалось меньше, чем ймин, то нужно задаться более пологой крестовиной, т. е. крестовиной с меньшим углом а.

Если ft > ймин более чем на 1 м, то решение неэкономично и нужно задаться более крутой крестовиной. Метод подбора марки крестовины tg а наглядно иллюстрируется схемами, представлен­ ными на рис. 36.

1 В практике МПС длина перевода L, определенная по формуле (23) назы­ вается «практической», в отличие от так называемой «теоретической», составляю­ щей длину перевода от начала остряка до математического центра крестовины.

2 Если задано L, то нужно решить уравнения (23) и (24) совместно.