Предложения по повышению устойчивости колеса на рельсе.

 

Для повышения устойчивости колеса на рельсе и предотвращения всползания гребня колеса на рельс, необходимо установить лубрикаторы. После установки устройств коэффициент трения скольжения колеса по рельсу f _Р снизится до величины менее 0.2 (против существующей 0,3), что повлияет на увеличение коэффициента запаса устойчивости следующим образом:

Силы трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса при трех значениях Y_P расчитываем по формуле |2.4|:

Определяем реакции из выражения |2.6|:

Сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельсовой нити определяем из формулы |2.3|:

Коэффициент устойчивости против всползания гребня колеса на рельс определяем из выражения 2.9:

После установки лубрикаторов в исследуемой кривой допускается движение подвижного состава в любом из рассматриваемых режимов тяги. При этом коэффициент запаса устойчивости против всползания колеса на рельс составит соответственно: в режиме тяги N_T=0kH - К=2,09 >1,5>1,0; в режиме служебного торможения N_T=700kH - К=1,71 >1,5>1,0; в режиме экстренного торможения N_T=1000kH - К=1,54 >1,5>1,0. Таким образом достигается обеспечение безопасного и бесперебойного пропуска подвижных составов установленной массы (особенно тяжеловесных) по исследуемому участку, с установленной скоростью.

 

Уширение колеи за счет отжатия рельса.

Исходные данные.

 

V    – скорость подвижного состава на расчетном участке, равная 60 км/ч;

R     – радиус исследуемой кривой, равный 500м;

h     – возвышение наружной нитки пути в кривой, равное100мм;

Верхнее строение пути с рельсами Р50 (износ 9 ^. 10^-3м) на деревянных шпалах с эпюрой 2000шт/км, балласт гравийный.

 

Дополнительные условия.

 

Расчет производится в режиме тяги, служебного и экстренного торможения тяжеловесного подвижного состава, то есть продольная сила торможения принимается равной 0кН; 700кН и 1000кН соответственно.

 

Предпосылки расчетов.

| 3.1 |

Поперечные силы вызывают горизонтальный изгиб рельса, что приводит к уширению колеи и накоплению деформаций пути. Величина отжатия рельса при его горизонтальном изгибе определяется из соотношения:

, где

Y_Б – определяем по гистограмме «зависимость величин боковых сил от поперечных непогашенных ускорений а_НП при соответствующих тормозных силах», кН;

b_Z – боковая жесткость головки рельса кН/м, при нормальном состоянии шпал и скреплений по рекомендации ВНИИЖТа приведена в табл.5.1 |10|.

Допускаются упругие отжатия головки рельсов при эксплуатации в следующих условиях:

Ø Нормальная эксплуатация – 3-4мм;

Ø При пропуске пачки поездов – 4,1-5,0мм;

Ø При разовом пропуске поездов (при нагоне) – 5.1-6,0мм.

 

Расчетная часть.

Расчет производится в режиме тяги, служебного и экстренного торможения тяжеловесного подвижного состава, то есть продольная сила торможения принимается равной 0кН; 700кН и 1000кН соответственно (см.п.1.3).

Величина отжатия рельса при его горизонтальном изгибе определяется из соотношения 3.1:

При нормальном состоянии шпал и скреплений боковая жесткость головки рельса по рекомендации ВНИИЖТа приведена в табл.3.1.

Таблица 3.1

Тип рельса	bZ, кН/мм при шпалах
	деревянных	железобетонных
Р43	12	-
Р50	16	18
Р65	18	22
Р75	-	25

 

Анализ результатов расчета.

 

Уширение колеи 3,6мм допускает нормальную эксплуатацию при движении подвижного состава по исследуемому участку в режиме тяги N_T=0kH, уширение 5,4мм может допускаться при разовом пропуске поездов (при нагоне) как в режиме тяги, так и в режиме служебного торможения с продольной силой до N_T=700kH. Уширение колеи 6,3мм может привести к нарушению безопасности пропуска подвижных составов установленной массы, поэтому экстренное торможение с продольной силой N_T=1000kH в данной кривой не допустимо. На данном участке пути рекомендуется провести ряд мероприятий для уменьшения величины горизонтального изгиба рельса, вызываемого поперечными силами, предотвращению уширения колеи (на величины превышающие допускаемые) и снижению накоплений деформаций пути.