Определение минимально допустимой ширины колеи

Положение двухосной жесткой базы экипажа, соответствующее его заклиненному вписыванию в кривую, показано на рис. 3.4, положение трехосной жесткой базы - на рис. 3.5 и 3.6. При этом на рис. 3.5 показано положение экипажа, оси которого не имеют поперечных разбегов, на рис. 3.6 - при наличии разбегов.

Из приведенных схем видно, что искомая ширина колеи в общем виде

S_min = q_max + f_н - ζ + 4 + δ_min, (3.6)

Это выражение по своему внешнему виду отличается от формулы (3.1) лишь величиной δ_min, которая представляет собой некоторый запас, принимаемый равным минимальному зазору между гребнем колеса и рабочей гранью рельса в прямых. Он равен для вагонов - 5мм, для локомотивов - 7мм (при колее 1520мм). Величину δ_min необходимо прибавить для того, чтобы избежать заклинивания колес, при котором движение экипажа опасно.

Величина ζ, как и в случае свободного вписывания, может принимать различные значения.

Рис. 3.4. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании двухосной жесткой базы

Рис. 3.5. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы без поперечных разбегов осей

Рис. 3.5. Схема для определения минимально допустимой ширины колеи при заклиненном вписывании трехосной жесткой базы с поперечными разбегами осей

При заклиненном вписывании двухосной жесткой базы поперечные разбеги осей не могут быть реализованы, так как эти оси заклинены между рельсовыми нитями. Величина ζ в этом случае равна стреле изгиба внутреннего рельса f_в, и расчетная формула приобретает следующий вид:

S_min = q_max + f_н-f_в + 4 + δ_min (3.7)

При заклиненном вписывании трехосной жесткой базы в выборе величины ζ возможны те же частные случаи, что и при свободном вписывании, т. е.

а) если ∑η = 0, то ζ = 0 (рис. 3.5);

S_min = q_max + f_н + 4 + δ_min;

б) если ∑η < f_в, то ζ = ∑η ;

S_min = q_max + f_н - ∑η + 4 + δ_min;

в) если ∑η ≥ f_в, то ζ = f_в(рис. 3.6);

S_min = q_max + f_н - f_в + 4 + δ_min.

Все обозначения в представленных формулах прежние. В частности, q_max вычисляется по формуле (3.2), f_н, b и f_в - по формулам (3.3), (3.4), (3.5).

При этом необходимо иметь в виду, что величина λ, входящая в указанные формулы, приобретает новое значение. Так как при заклиненном вписывании центр поворота экипажа находится посередине жесткой базы, то величина λ равна L₀/2.

В сумму поперечных разбегов трехосных тележек в этом случае надо включить одно значение разбегов крайних осей и полный разбег средней оси.

При определении минимально допустимой ширины колеи возможны следующие случаи.

1. Если S_min ≤ S_ПТЭ, то вписывание обеспечено. При этом сопоставление друг с другом всех трех значений ширины колеи S_min, S_ПТЭ и S_опт позволяет ориентировочно оценить условия, в которых будет происходить реальное вписывание, т. е. к какому виду вписывания оно будет ближе, к свободному или заклиненному.

2. Если S_min > S_ПТЭ, то этот случай в свою очередь распадается на следующие два:

а) если S_ПТЭ < S_min < S_max, где S_max = 1546 мм — предельный размер колеи в сторону ее уширения, установленный из условия предупреждения провала колес внутрь колеи, то для пропуска рассматриваемого экипажа требуется перешивка пути с размера S_ПТЭ на расчетную величину S_min (по особому разрешению начальника дороги);

б) если S_ПТЭ < Smin > Smax, то для пропуска экипжа требуется перешивка колеи на расчетную величину; при этом для предупреждения провала колес внутрь колеи укладываются контррельсы.

Последний случай представляет собой специальную задачу по вписыванию экипажей в кривые малого радиуса и здесь не рассматривается.

Минимально допустимая колея определяется по схеме заклиненого вписывания трехосной жесткой базы с поперечными разбегами (рис. 3.6).

q_max = T_max + 2d_max + 2μ = 1443 + 2∙33 +0 = 1509 мм;

∑η = 16,5 мм.

Т.к. ∑η > f_в, то ζ = f_в

S_min = q_max + f_н - f_в + 4 + δ_min = 1509 + 8 – 7,9 + 4 + 7 = 1520 мм.

Т.к. S_опт = S_ПТЭ, вписывание обеспечено.