Транспорт / Дипломная работа: Модернізація колії з укладанням рейкових плітей довжиною з блок-дільницю

Дипломная работа: Модернізація колії з укладанням рейкових плітей довжиною з блок-дільницю

Складні коливання надресорної будови приводять до виникнення додаткових сил, які передаються на колесо. Ці сили можуть бути направлені вниз або вверх. Заздалегідь ці додаткові сили, викликані коливанням на ресорах, підраховують, помножуючи додатковий прогин pecop Z на їх жорсткість Ж (Рр = Z • Ж). Жорсткістю ресор називають таку силу, яку потрібно прикласти до ресори, щоб забезпечити її прогин на 1 мм.

Додаткові сили також виникають при перекочуванні по нерівностям. Розрізняють короткі (довжиною до 200мм) і довгі нерівності. До коротких відносять нерівності, по яким колесо перекочується, не торкаючись дна нерівності. В цьому випадку виникає ударна сила. Якщо ж колесо котиться по контуру нерівності, то таку нерівність називають довгою.

В розрахунок колії на міцність вводять безударні динамічні сили, які виникають при перекочуванні коліс по довгим нерівностям.

Якщо по гладкій рейці буде котитися колесо, яке має нерівності на поверхні катання, то це приведе до виникнення нових сил, які будуть діяти на колію. Розрізняють два типи нерівностей на колесах: ізольовані і безперервні.

Знаючи всі вертикальні сили, які діють на колію від рухомого складу, не можна просто скласти їх і таким чином знайти їх рівнодіючу. Справа в тому, що розглядані вертикальні сили мають різну природу і свої особливості. Постійна у часі лише сила статичної дії.

Додаткові сили, які властиві лише паровозам, змінюються періодично. Змінні ж сили від коливань на ресорах і від наявності нерівностей на колії і на колесах мають випадковий характер.

При цих умовах брати в розрахунок силу максимальних значень всіх сил невірно, тому що важко припустити, що в один і той же момент в одному і тому ж місці колії ці сили виникають одночасно. Якщо б навпаки приведеним міркуванням почали брати суму всіх максимальних сил для розрахунку колії на міцність, то треба було б створювати конструкцію колії з великим запасом міцності, яка нічим би не пояснювалась. У цих випадках застосовують теорію імовірності. Теорія імовірності дозволяє знайти у випадковому сполученні сил те найбільше їх значення, яке буде достатньо імовірним. Якщо до середнього значення діючих сил додати 2,5 середнього квадратичного відхилення змінних випадкових сил, то знайдене сумарне число може бути перевищено з імовірністю всього 0,6%.

3.2 Основні передумови розрахунку колії на міцність і мета розрахунку

При розрахунках колії на міцність прийняті наступні вихідні основні положення та допуски: розрахункові формули для визначення напруг в елементах колії та пружніх просадок основані на теорії вигину рейок у вертикальній площині як балка, яка лежить на суцільній пружній основі; формули для визначення напруг вигину в рейці, а також для визначення тисків на шпалу, баласт і земляне полотно, які виникають під дією зовнішнього нерухомого (статичного) навантаження, залишаються справедливими і при дії зовнішньої, яке швидко змінюється (динамічне) навантаження, т. б. вплив непружніх опор, коливань і швидкості розповсюдження деформації в рейці не враховується; облік дії горизонтальних поперечних сил, вплив позацентрового прикладання вертикальних сил і піднахилів рейок здійснюється помноженням розрахункових осьових напруг в підошві рейки, які викликані вигином вертикальних сил, на коефіцієнт f, який більше одиниці; в основу розрахунку покладена гіпотеза про лінійну залежність між тиском на одиницю площі основи шпали та величиною його пружньої просадки під цим тиском; особиста вага рейки, скріплень та шпал внаслідок цілком незначного впливу цієї ваги на напруги в елементах колії не враховується; при визначенні напруг в елементах колії від дії вертикальних навантажень в динаміці прийнято, що на розрахунковому колесі, тобто колесі, яке стоїть на розглядаємому зрізі, діє найбільше реальне навантаження, а на інших, суміжних з розрахунковим колесом - навантаження середньої величини.

Мета роботи: розрахунок верхньої будови колії на міцність та стійкість.

3.3 Методика розрахунку напруг в елементах верхньої будови коліі

Найбільші нормальні напруги у кромках головки рейки визначаються по формулі

σкг = , (3.1)

де σ_кг - найбільші нормальні напруги у кромках підошви рейки;

σ_{кп = , (} 3.2)

де М_дин - величина вигинаючого моменту в розрахунковому зрізі при динамічній дії навантаження, кг∙см; Wn - момент опору поперечного зрізу по низу підошви рейки, см³ ; f - коефіцієнт обліку горизонтальних сил на рейку, f = 1,32; Zr - відстань від горизонтальної нейтральної осі інерції поперечного зрізу рейки до найбільш віддалених волокон головки рейки, см; Zn - теж до найбільш віддалених волокон підошви рейки, см; В_Г - ширина головки рейки по верху, см; Bn - ширина підошви рейкипо низу, см. Вигинаючий момент в розрахунковому зрізі визначається по формулі

, (3.3)