Расчет основных параметров стрелки и крестовины

Главнейшими параметрами, определяющими пригодность стрелки с криволинейным остряком для реализации требуемых скоростей движения поездов, являются:

· радиусы кривизны остряка R₀ и R;

· начальный угол остряка β_н;

· угол наклона рабочей грани остряка β_вг к горизонтали в точке изменения радиуса R₀ на R;

· стрелочный угол β;

· передний вылет рамного рельса m.

К основным параметрам крестовины относятся:

· угол крестовины α;

·

передний вылет крестовины n;

· задний вылет крестовины q.

Величина радиуса остряка R₀ может быть определена из выражения

, м, (3.1)

где V_п – скорость движения поездов на боковое направление проектируемого стрелочного перевода, км/ч (см. задание);

j₀ – наибольшее допускаемое значение центробежного ускорения, внезапно возникающее при движении по остряку, м/с². Рекомендуемая расчетная величина j₀=0,3÷0,4 м/с²; наибольшее допускаемое значение центробежного ускорения в практике – 0,64 м/с².

Величина начального угла остряка β_н может быть определена из следующего выражения:

, (3.2)

где V_c – скорость движения поездов по боковому направлению существующего стрелочного перевода, апробированного долголетней практикой, км/ч;

β_нc – начальный угол остряка указанного существующего стрелочного перевода.

Рекомендуется принимать значение V_c для стрелочных переводов типа Р50, Р65 при марках крестовин 1/9, 1/11 – 40÷50 км/ч, а при марке 1/18 – 80 км/ч; для стрелочных переводов типа Р65 марки 1/22 – 120 км/ч.

Величину β_нc для учебных целей студенты могут принять: для стрелочных переводов типа Р65 до марки 1/11 – 0⁰ 41', до марки 1/18 – 0⁰ 25', для стрелочных переводов типа Р65 до марки 1/22 – 0⁰ 21'. Значения V_c и β_нc в курсовой работе принимаются по ближайшей к заданной марке стрелочного перевода, эксплуатируемого на дорогах РФ. Полученная по формуле (3.2) величина β_н по конструктивным соображениям (по условию обеспечения достаточной прочности остряка) не может быть меньше 0⁰ 18', поэтому, если при расчете она оказалась менее 0⁰ 18', то следует принять для дальнейших расчетов β_н =0⁰ 18'.

Угол расчета наклона рабочей грани остряка к горизонтали β_вг в конце кривизны R₀ определяется по следующей формуле:

, (3.3)

где b_г – ширина головки остряка, мм (при типе Р50 – 70 мм, Р65 – 72,8 мм, Р75 – 72,4 мм).

Стрелочный угол находится из выражения:

, (3.4)

Если величина β окажется меньше величины β_вг, то β необходимо принять равной β_вг.

Величина переднего вылета рамного рельса m обуславливает уровень напряжений в рамном рельсе и его деформаций. Учитывая, что ширина колеи в начале остряков S_остр всегда несколько больше, чем в передних стыках рамных рельсов S_рр, величину переднего вылета рамного рельса целесообразно определять из условия плавного отвода ширины колеи:

, мм, (3.5)

где i – отвод ширины колеи. Принимается в пределах 0,0005÷0,002.

Значения S_остр и S_рр можно принять 1524 мм и 1520 мм соответственно.

Величину переднего вылета рамного рельса m, найденную по условию равномерного отвода ширины колеи, следует уточнить из условия рациональной раскладки брусьев по следующей формуле:

, мм, (3.6)

где a – пролет (расстояние) между осями брусьев стрелочного перевода, мм. Рекомендуется пролет между осями брусьев в курсовой работе принимать 500 мм.

M – число пролетов величиной a, принимаемое для переводов марок 1/9, 1/11 в количестве 5 штук; марки 1/18 – 7 штук; марки 1/22 – 9 штук;

Δ – нормальный стыковой зазор, принимаемый в расчетах 8÷10 мм;

c – нормальный стыковой пролет; для рельсов типа Р75 и Р65 при стыке на весу c =420 мм, для рельсов типа Р50 – c =440 мм;

P – ширина стрелочной подушки под началом остряка, принимаемая студентами при разработке курсовой работы 80 мм.

При вычислении m_пр желательно, чтобы выполнялось соотношение m_пр≈m. Если же оно при принятых значениях M и a не выполняется, следует проверить величину отвода ширины колеи, подставив в формулу (3.5) вместо m значение m_пр. В случае превышения i допускаемых пределов необходимо изменить величины M и a в формуле (3.6) добиться, чтобы указанные пределы соблюдались.

Значение угла крестовины α может быть определено по формуле

, (3.7)

где N – показатель марки крестовины стрелочного перевода (по заданию).

Крестовина состоит из передней (усовой) – n и задней (хвостовой) q частей, которые называются также вылетами крестовин.

В связи с тем, что в современных стрелочных переводах длину прямой вставки перед крестовиной K рекомендуется принимать не менее K_min, которая определяется по формуле:

, мм, (3.8)

где S – ширина колеи, 1520 мм.

Последовательность определения длины хвостовой части крестовины сводится к расчету ее минимальной (теоретической) и конструктивной (практической) величины.

Для крестовин цельнолитых и с литым сердечником теоретическую длину q находят по следующему выражению:

, мм, (3.9)

где B – ширина подошвы рельса данного типа (студентам следует принять Р50 – 132 мм; Р65, Р75 – 150 мм);

b – ширина головки рельса данного типа (студентам следует принять Р65, Р75 – 72 мм);

5 мм – расстояние между подошвами рельсов, подходящих к хвосту крестовины, принимаемое с таким расчетом, чтобы у них не соприкасались подошвы.