Содержание к диссертации
Введение
2. Состояние вопроса и задачи исследования 9
2.1. Обзор исследований по взаимодействию пути и подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта в кривых участках пути 9
2.2. Анализ особенностей эксплуатации кривых участков пути на промышленном железнодорожном транспорте 16
2.3. Анализ конструктивных особенностей подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта 27
2.4. Выводы по главе 2 и задачи исследования 32
3. Теоретические исследования бокового воздействия на путь подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта 34
3.1. Краткий анализ и выбор метода теоретических исследований вписывания подвижного состава в кривые участки пути 34
3.2. Разработка графиков-паспортов и алгоритма расчета на ЕС ЭВМ бокового воздействия на путь основных типов подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта 56
3.3. Результаты теоретических исследований горизонтальных поперечных сил в кривых участках пути от воздействия подвижного состава 80
3.3.1. Влияние норм устройства рельсовой колеи на горизонтальное поперечное силовое воздействие подвижного состава на путь в кривых участках 81
3.3.2. Влияние скорости движения и некоторых конструктивных параметров подвижного состава на горизонтальное поперечное воздействие на путь 104
3.3.3. Влияние боковой упругости рельсовой нити на поперечное воздействие на путь подвижного состава 109
3.4. Определение горизонтального поперечного воздействия подвижного состава при движении по боковому пути стрелочного перевода 123
3.5. Выводы по главе 3 134
4. Экспериментальное исследование взаимодействия пути и подвижного состава в кривых участках пути 138
4.1. Задачи и методика экспериментальных исследований 138
4.2. Экспериментальное определение бокового воздействия на путь тепловозов ТЭЗ, ТЭМ7 и вагона-самосвала 2ВС-І80 145
4.3. Экспериментальное определение бокового воздействия на путь подвижного состава технологического назначения 159
4.4. Влияние жесткости промежуточных рельсовых скреплений на горизонтальное поперечное воздействие на путь 175
4.5. Горизонтальное поперечное воздействие на путь в переводной кривой стрелочного перевода 178
4.6. Выводы по главе 4 181
5. Технико-экономическая эффективность результатов исследований 184
5.1. Расчеты технико-экономической эффективности предлагаемых рекомендаций 184
5.2. Основные положения и рекомендации по снижению горизонтального поперечного воздействия на путь в кривых участках пути 185
5.3. Выводы по главе 5 189
6. Научные и практические результаты выполненной работы 190
Список литературы 194
Приложение I. Программа расчета на ЕС ЭВМ горизонтальных поперечных сил 208
Приложение 2. Графики-паспорта бокового воздействия на путь подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта 221
Приложение 3. Номограмма для определения величины поперечного непогашенного ускорения в зависимости от радиуса кривой, возвышения наружного рельса и скорости движения подвижного состава 236
Приложение 4. Внедрение результатов работы 237
- Анализ особенностей эксплуатации кривых участков пути на промышленном железнодорожном транспорте
- Разработка графиков-паспортов и алгоритма расчета на ЕС ЭВМ бокового воздействия на путь основных типов подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта
- Экспериментальное определение бокового воздействия на путь подвижного состава технологического назначения
- Горизонтальное поперечное воздействие на путь в переводной кривой стрелочного перевода
Анализ особенностей эксплуатации кривых участков пути на промышленном железнодорожном транспорте
Особенности эксплуатации кривых участков путей промышленных предприятий определяются спецификой работы промышленного железнодорожного транспорта и прежде всего его назначением. Выполнение перевозок между предприятиями, вывоз готовой продукции на внешнюю сеть железных дорог, а также перемещение сырья, топлива и полуфабрикатов между цехами, т.е. непосредственное участие в процессе основного производства, вызывает необходимость использования самых разнообразных типов подвижного состава. Статические нагрузки от осей на рельсы некоторых подвижных единиц, как указывалось выше, достигают 600 кН, жесткие базы тележек колеблются от 130 до 600 см, минимальный диаметр колес - 650 мм. Скорости движения подвижного состава невелики и, как правило, в зависимости от характера перевозимых грузов находятся в пределах 5-40 км/ч,
Наименьшие радиусы кривых на промышленном железнодорожном транспорте достигают 50 м, а на магистральном железнодорожном транспорте эта величина, как известно, составляет 150 м.
Таким образом, сочетание указанных параметров пути и подвижного состава создает неблагоприятные условия эксплуатации кривых участков пути, для которых характерны значительные силы взаимодействия пути и подвижного состава в горизонтальном поперечном направлении. Величина этих сил от воздействия подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта достигает 200 кН при отжатии головки рельсовых нитей до 10 мм.
Как показывает многолетний опыт эксплуатации путей промышленных предприятий, даже при тех сравнительно невысоких скоростях движения подвижного состава, реализуемых на промышленном железнодорожном транспорте, происходит быстрый выход из строя элементов верхнего строения пути и ходовых частей подвижного состава. В кривых участках пути наблюдается интенсивный износ головки рельсов. При этом боковой износ рельсов на отдельных участках достигает 15-17 мм. По сравнению с прямыми участками пути в 3-4 раза сокращается срок службы промежуточных рельсовых скреплений и шпал. Особенно быстрый выход элементов путевой решетки происходит на путях обращения специального подвижного состава технологического назначения с повышенными нагрузками от оси на рельсы.
Как показали эксплуатационные наблюдения при выполнении данной работы и результаты исследований на предприятиях открытых разработок [37], в кривых участках пути радиусами менее 250 м замена рельсов производится в среднем 2 раза в год, а срок службы деревянных шпал из-за частой перешивки пути сокращается до 3-4 лет. Гребни колесных пар думпкаров изнашиваются до установленного предела в течение 3-4 месяцев, а гребни колесных пар локомотивов обтачиваются через каждые 5-6 месяцев.
В целом ряде случаев замена элементов верхнего строения пути в кривых участках постоянных путей производится из-за повреждений вследствие сходов подвижного состава. При этом на некоторых участках вследствие частых сходов подвижного состава приходится проводить полную замену верхнего строения пути два раза в год. Один из таких участков пути на металлургическом заводе после эксплуатации в течение одного года представлен на рис. 2.1.
При выполнении данных исследований наблюдения за состоянием пути в кривых участках проводилось на Днепровском горнообогатительном комбинате (г. Комсомольск-на-Днепре), металлургических заводах ЧМЗ (г.Череповец) и "Азовсталь" (г.Жданов) в период с 1978 по 1982 год.
Как показали проведенные наблюдения, наиболее распространенными повреждениями элементов верхнего строения пути при сходах подвижного состава являются разрушение шпал, излом металлических стяжек, необратимые деформации элементов промежуточных рельсовых скреплений (рис. 2.2-2.4). Анализ статистических материалов и результатов эксплуатационных наблюдений показал, что до 60$ схо дов подвижного состава на металлургических заводах происходит из-за недостатков содержания пути. На горнообогатительных комбинатах, по данным работы [58 J , эта величина колеблется от 46 до 64$. Остальные сходы происходят, как правило, из-за неисправностей и недостатков конструкции подвижного состава или нарушения порядка проведения маневровых и погрузочно-разгрузочных работ.
Детальный анализ причин сходов подвижного состава, зависящих от недостатков содержания пути, показал, что наиболее часто сходы происходят из-за чрезмерного уширения рельсовой колеи, неудовлетворительного содержания пути по уровню , неблагоприятного вписывания некоторых типов тележек при установленных нормах устройства кривых малого радиуса, повышенного бокового износа головки рельсов, недостаточной горизонтальной поперечной жесткости рельсовых нитей и наличия углов в болтовых стыках. По этим причинам происходит до 50% сходов подвижного состава от общего их количества в кривых участках пути.
Недостатки содержания пути, так или иначе связаны с нормами его устройства. Б настоящее время нормы устройства кривых участков пути на предприятиях различных отраслей промышленности[б0-63] заимствованы из опыта устройства пути магистральных железных дорог [64] . Они в основном не отвечают требованиям безопасной эксплуатации подвижного состава, поскольку не учитывают особенностей его парка на промышленном железнодорожном транспорте.
Обращение по путям промышленных предприятий разнотипного подвижного состава, т.е. с неодинаковыми статическими нагрузками от оси на рельсы, различной осностью и базой тележек, различными диаметрами колес и т.п., приводит к тому, что нормы устройства и содержания кривых участков пути вполне приемлемые для многих из них, могут вызывать частые сходы на этом же участке какого-то определенного типа подвижного состава, вписывание которого при установленных нормах неблагоприятно. Например, нормы, установленные на участке обращения думпкаров с трехосными тележками, оказываются недопустимыми для подвижного состава с малобазными тележками и могут быть причиной их сходов. Другими словами, при обращении в кривых участках пути разнотипного подвижного состава весьма сложно установить оптимальные ширину колеи и возвышение наружного рельса.
В немалой степени этому способствует укладка в кривых участках пути железобетонных шпал и промежуточных рельсовых скреплений типа КБ, современная конструкция которых обеспечивает ширину колеи только 1520 мм и не позволяет ее регулировать в зависимости от эксплуатируемого подвижного состава. В этом случае при обращении по таким кривым экипажей с длинной жесткой базой под действием значительных поперечных сил, достигающих 150-200 кН, происходит перерезание напшальных прокладок металлическими подкладками скреплений, затем последние начинают упираться непосредственно в бетон, постепенно скалывая его. После скола бетона горизонтальные поперечные силы воспринимаются только закладными болтами скреплений, которые на это не рассчитаны. В результате после двух-трех лет эксплуатации железобетонных шпал получается недопустимое уширение рельсовой колеи. При этом после снятия шпал из пути повторно их использовать по назначению невозможно или, другими словами, срок их службы в таких условиях недопустимо мал.
Другой причиной, вызывающей сходы подвижного состава, является чрезмерный боковой износ головки рельсов (допустимый износ на внекатегорийных путях и путях I категории 15 мм, на путях П и Ш категорий - 18 мм). В этом случае при предельном износе гребней колес образуется недопустимый зазор между рельсами и колесами, что может стать причиной проваливания колесной пары внутрь колеи.
В ряде случаев сходы подвижного состава являются следствием превышения допустимых размеров ширины колеи (1553 мм). Поскольку при движении подвижного состава по кривым участкам пути возникают значительные горизонтальные поперечные силы, то под действием их происходят горизонтальные отжатия рельсовых нитей, достигающие 8-Ю мм. В этом случае суммарная величина ширины колеи может значительно превышать критическую с позиции безопасности движения подвижного состава.
Таким образом, ширина колеи должна назначаться с учетом упругих ее изменений под нагрузкой и дополнительной величины бокового износа головок рельсовых нитей.
Изменение норм устройства и содержания ширины рельсовой колеи, как правило, должно сопровождаться корректировкой возвышения наружного рельса в кривых участках пути. Расчет этого возвышения в настоящее время производится по формуле, заимствованной из нормативов МПС С 59 ]
Разработка графиков-паспортов и алгоритма расчета на ЕС ЭВМ бокового воздействия на путь основных типов подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта
Графики-паспорта бокового воздействия на путь позволяют решать ряд практических задач. По ним можно устанавливать допуски норм устройства и содержания пути в кривых участках, допустимые расстройства рельсовой колеи, условия обеспечения ее стабильности и т.п. По определенным на графиках-паспортах значениям боковых сил можно найти величину напряжений, возникающих в подошве рельса, отжатие его головки и поперечные силы давления рельса на промежуточные рельсовые скрепления. Зная зависимость боковых давлений рельсов на прикрепители от поперечных непогашенных ускорений, можно корректировать величину возвышения наружного рельса, воизбежа-нии расстройства пути по шаблону и подуклонке [ 79 ] . По графикам--паспортам удобно производить сравнительные расчеты вписывания различных экипажей, оценивая боковой износ рельсов, так называемым, фактором бокового износа ( 4і ). Кроме того, по графикам-паспортам легко определять рамные силы и оценивать устойчивость пути поперечному сдвигу. Таким образом, круг задач, которые можно решать по графикам-паспортам, весьма широк.
На магистральных железных дорогах графики-паспорта получили широкое распространение и используются для поиска новых технических решений. На промышленном железнодорожном транспорте графики--паспорта разработаны ДИИТом лишь для некоторых типов подвижного состава при решении некоторых частных задач. Этого явно недостаточно полно для использования возможностей графиков-паспортов. Отсюда следует, что разработка графиков-паспортов, а также количественная и качественная оценка бокового воздействия на путь всех основных типов подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта с учетом их конструктивных особенностей производится в настоящей работе впервые.
При разработке графиков-паспортов и проведении любых расче-тов динамического вписывания принципиальное значение имеет выбор величины коэффициента трения колес по рельсам. Рядом проведенных исследований по этому вопросу установлено, что при рассмотрении вопросов, связанных с взаимодействием колес подвижного состава и рельсов, необходимо пользоваться коэффициентом крипа JU , зависящим от величины относительной скорости скольжения колеса по рельсу У , которая равна отношению скорости скольжения колеса по рельсу к скорости его качения.
Б практических расчетах используется зависимость, полученная на основе обобщения результатов исследований, проведенных среднеевропейским союзом железных дорог (ОСЗД) [ III ] .
К.т.н. В.И.Богдановым проведено определение радиуса кривой, при уменьшении которого можно пользоваться не криволинейной зависимостью величины J1 от У , а постоянным (Кулоновским) коэффициентом трения, т.е. принимать его максимальную величину Jt-jM/jjax [52 ]. Установлено, что это следует делать в кривых радиусом менее 570 м, т.е. здесь коэффициент JLC равен 0,25.
Проф. К.П.Королевым указывалось на весьма точную сходимость результатов теоретических расчетов и испытаний при принятом коэффициенте JU = 0,25 [72] . При попытке заменить в расчетах коэффициент трения на экспериментальное его значение, равное 0,18, получилось значительное расхождение результатов испытаний паровоза серии ВД с расчетными данными. С учетом этого в расчетах принимали коэффициент трения jz , равный 0,25. В исследовании [83] также указывалось, что при проведении расчетов вписывания экипажей в кривые радиусами менее 1000-1200м следует принимать максимальные значения коэффициента трения. Переменное значение коэффициента трения целесообразно использовать лишь при расчетах вписывания экипажей в пологие и переходные кривые.
Учитывая, что предметом исследования в данной работе является боковое воздействие на путь подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта, где имеет место наличие большого количества кривых малого радиуса, коэффициент трения во всех проведенных расчетах принят 0,25.
Разработка графиков-паспортов для подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта облегчается тем, что у большинства из подвижных единиц отсутствует сочленение между тележками. Поэтому отпадает необходимость учета величины силы связи в этом узле.
Используя графоаналитическое решение обобщенного метода вписывания в настоящей работе разработаны графики-паспорта для наиболее распространенных типов подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта. Ниже, в качестве примера, приведены результаты расчета бокового воздействия на путь вагона-самосвала 6ВС-60 и широко используемого на промышленных предприятиях тепловоза ТЭЗ, воздействие на путь которого в настоящей работе исследовано и экспериментальным способом. Расчеты приведены в сокращенном виде, без промежуточных расчетных операций.
Вагон-самосвал 6ВС-60 характеризуется следующими основными техническими данными: масса 88 т (кузова Цк= 789 кН, тележки Цт =45,5 кН), статическая нагрузка от оси на рельсы ZP --. 220 кН, расстояние между шкворнями L = 7,5 м, длина жесткой базы тележки 2 I = 1,85 м, радиус колеса t = 0,475 м. Коэффициент трения колеса по рельсу принимается постоянным JJ- = 0,25. В этом случае Ри = 27,5 кН.
Значения удельных характеристик вписывания определены при различных значениях Л? .По графикам удельных характеристик вписывания (рис. З.б) определяются значения направляющих, боковых и рамных сил для широкого диапазона радиусов кривых, возвышений наружного рельса и скоростей движения экипажа. Расчет производится при изменении скорости движения по кривой радиусом 120 м от 5 до 45 км/ч при возвышении наружного рельса h = 40 мм (табл. 3.1). При этом принято, что на одну тележку приложена половина массы кузова
По результатам расчета построен график-паспорт бокового воздействия на путь вагона-самосвала 6ВС-60 (рис.3.7).
На другом графике (рис.3.8) представлены определенные по формуле (3.14) значения Хтах, при которых экипаж начнет направляться двумя рельсовыми нитями (табл. 3.2).
Из-за ступенчатого изменения величины Ьд график гпак i(R) является ломанной линией.
Из графиков рисунка 3.8 видно, что тележки вагона-самосвала начинают направляться двумя рельсовыми нитями в следующих случаях:
Отсюда следует, что учет возможности возникновения направляющей силы от второй оси в кривых участках пути для данного экипажа следует производить лищь в кривых радиусом менее 150 м, а учитывая реальные скорости движения подвижного состава, - в кривых радиусом менее 100 м.
Графики-паспорта вписывания вагонов-самосвалов в указанные кривые строятся аналогичным образом, а определение направляющих сил производится с использованием вспомогательных функций В и С .
Для учета демпфирующего момента в общем случае рассматриваются два момента - от сил трения в подпятнике ( /777 ) и по скользуна ( ії?2 ) L 83 J .
Экспериментальное определение бокового воздействия на путь подвижного состава технологического назначения
В 1980-82 г.г. экспериментальные исследования проводились на металлургическом заводе "Азовсталь" на двух участках с деревянными и железобетонными шпалами.
Участок пути с железобетонными шпалами находился на перегоне пост Разливочный - ст.Приморская на уклоне 2%о в сторону ст.Приморская в кривой радиусом 150 м. Конструкция пути состояла из рельсов типа Р65 длиной 12,5 м с вертикальным износом в пределах 4 мм по внутренней нити и в пределах 5 мм по наружной рельсовой нити и горизонтальным износом соответственно 0 и в пределах 5 мм, щебеночного балласта и промежуточных рельсовых скреплений типа КБ (рис.4.9). Эпюра шпал составляла 1600 шт/км. Ширина колеи и среднее возвышение наружного рельса соответственно составили 1543 и 38 мм.
Участок пути с деревянными шпалами находился на перегоне пост Аглофабрика - ст.Порт с уклоном в сторону порта І4,5$о в кривой радиусом 150 м. Конструкция пути состояла из рельсов типа Р65 с вертикальным износом в пределах до 2 мм по внутренней нити и в пределах 1,5 мм по наружной рельсовой нити и горизонтальным износом соответственно 0 и в пределах до II мм, промежуточных рельсовых скреплений марки ДО и шлакового балласта. Стыки расположены вразбежку. Эпюра шпал составляла 1840 шт/км, а ширина колеи и возвышение наружного рельса 1535 и 78 мм.
Для проведения экспериментальных работ сформирован поезд, состоящий из чугуновоза, шлаковоза, платформы для перевозки тяжеловесной обрези и локомотива ТГМЗ (табл.4.5 и рис.4.10). Эксперименты проводились только с этим подвижным составом, что позволило исключить влияние на результаты исследований возможных различий в конструкции подвижных единиц.
На участке пути с железобетонными шпалами боковые силы от воздействия указанного подвижного состава определялись тремя методами - трехточечным, методом Шлумпфа и по отжатию головки рельсовой нити. Датчики и прогибомеры устанавливались по обеим рельсовым нитям в пшальном ящике (рис.4.II).
При экспериментах заезды подвижного состава производились со скоростью 5,10 и 15 км/ч, что соответствует действующим ПТЭ Мин-чермета GCGP.
Тарировка датчиков напряжений проводилась с использованием тарировочной балки. Прогибомеры тарировались заданными отжатиями 2,4 и 6 мм. Тарировка схемы шлумпфа осуществлялась гидравлическим прибором, способным создавать распорное усилие до 80 кН.
На пути с деревянными шпалами устанавливалась только схема Шлумпфа.
При проведении экспериментальных работ использовалась та же аппаратура, о которой упоминалось в п.4.1.
Расшифровка осциллографных лент (рис.4.12) производилась по каждой оси подвижного состава по наружной и внутренней рельсовым нитям.
Результаты измерений сгруппированы для каждого типа подвижного состава по скоростям движения.
Основной целью данного эксперимента являлось исследование закономерностей и специфических особенностей процесса вписывания подвижных единиц с повышенными осевыми нагрузками от оси на рельсы в кривые участки пути. Для этой цели выбраны подвижные единицы с нагрузками от оси на рельсы 240, 272, 404 кН. При указанных выше скоростях движения подвижного состава поперечные непогашенные ускорения составляли соответственно - 0,22; - 0,18 и -0,11 м/с на пути с железобетонными шпалами и -0,47; - 0,43 и -0,36 о м/с на пути с деревянными шпалами.
Как показали экспериментальные данные, поперечные силы, действующие на внутреннюю рельсовую нить, в основном, направлены внутрь колеи и поэтому рассматриваются только в части исследования характера вписывания. На наружной рельсовой нити боковые силы направлены наружу колеи и являются основным фактором, влияющим на износ рельсов в кривых участках пути и его расстройства в плане.
Установлено, что направление движения состава незначительно влияет на изменение боковых сил. В частности, при движении вагонами вперед силовое воздействие оказывалось всего на 5-10$болыпе, чем при движении локомотивом вперед. Поэтому при исследовании качественной стороны процесса вписывания подвижного состава рас сматривалось только движение с локомотивом во главе поезда.
Как показывает анализ данных (рис.4.13), для экипажей с повышенными осевыми нагрузками сохраняются ранее установленные основные закономерности вписывания. Направление движения происходит первыми осями тележек по наружной рельсовой нити. Значение боковых сил от первых осей в основном превышает значения боковых сил от вторых осей (табл.4.6).
Под платформой значения боковой силы от первых осей тележек примерно на 10$ превышают боковые силы от вторых осей, что соответствует 10-15 кН. Под шлаковозом указанные величины достигают соответственно 15-20$ и 20-30 кН.
При вписывании чугуновоза в кривую значения боковых сил под первой и второй тележками приблизительно равны. Вместе с этим наблюдается некоторое увеличение (до 3$) боковых сил от второй оси первой тележки по сравнению с аналогичными от первой оси. Под второй тележкой имеет место обратная зависимость. Здесь боковые силы от первой оси на 20-25$ больше, чем от второй, а величина разницы составляет 20-30 кН. Эта особенность вписывания чугуновоза в кривую объясняется занимаемым им положением в составе. Под воздействием соседних подвижных единиц чугуновоз направляется по.наружной рельсовой нити второй осью первой тележки. Для всех остальных подвижных единиц характерно направление экипажа первыми осями тележек.
По внутренней рельсовой нити распределение значений боковых сил во многом повторяет распределение сил по наружной рельсовой нити, но имеет место отличие в величине сил. На внутренней рельсовой нити среднее значение боковых сил меньше аналогичного на наружной рельсовой нити приблизительно в два раза, и как уже отмечалось, боковые силы на внутреннюю рельсовую нить направлены внутрь колеи. Поэтому они практически не оказывают влияния на из нос головки рельса. Поэтому в дальнейшем рассматривались только боковые силы на наружней рельсовой нити.
Судя по осциллограммам (см.рис.4.12), движение подвижного состава происходит в установившемся режиме, поскольку направление действия боковых сил при вписывании его в кривую не изменялось. Это свидетельствует о том, что состав вписывался в кривую без виляния. Замечено также, что независимо от величины нагрузок от оси подвижного состава на рельсы имеет место примерно одинаковый и сравнительно небольшой разброс значений боковых сил. При этом с увеличением скорости движения среднее значение боковых сил воз-растает, т.е. соблюдается ранее установленная основная закономерность. Дальнейший анализ производится по боковым силам от первых осей тележек на наружней рельсовой нити (см.табл.4.б). Из приведенных данных видно, что с ростом скорости от 5 до 15 км/ч происходит увеличение значений боковых сил от воздействия платформы на 15$ (20 кН), чугуновоза на 30$ (30-40 кН), шлаковоза на 30$ (30 кН). При воздействии локомотива рост боковых сил происходит в среднем на 10-12$, что соответствует 6-8 кН.
Наибольшее воздействие на путь из рассматриваемых экипажей оказывает чугуновоз с нагрузкой от оси на рельсы 404 кН. При скорости его движения 15 км/ч боковые силы составляют: от первой и третьей оси 165 кН, второй - 170 кН и четвертой - 130 кН. Шлаковоз, имеющий однотипные с чугуновозом тележки и одинаковую базу кузова (4100 ММ), но значительно меньшую нагрузку от оси на рельсы, равную 240 кН, оказывает меньшее боковое воздействие на путь от первой оси на 30$, второй на 60$, третьей на 45$ и четвертой оси на 40$. Таким образом снижение нагрузки от оси на рельс на 33$ вызывает уменьшение среднего значения боковых сил в среднем на 43$.
Горизонтальное поперечное воздействие на путь в переводной кривой стрелочного перевода
Экспериментальные исследования проводились на станции Бда-новской ПТУ "Донецкпогрузтранс" в I980-I98I г.г. Экспериментальное определение бокового воздействия на путь в переводной кривой стрелочного перевода не являлось главной целью работы, а являлось частной задачей комплекса экспериментальных исследований по совершенствованию оснований стрелочных переводов промышленного железнодорожного транспорта.
В качестве опытного участка приняли стрелочный перевод типа Р50 с железобетонными брусьями, уложенный в горловине ст.Шдановс-кой. Контрольным переводом являлся однотипный стрелочный перевод с деревянными брусьями. Ширина колеи по шаблону в переводной кривой в среднем составляла 1536 мм, возвышение одной рельсовой нитью под другой 9 мм.
При проведении испытаний использовался подвижной состав, состоящий из тепловоза ТГМЗБ и четырехосного полувагона с тележками ЦНИИ-ХЗ с нагрузкой от оси на рельсы до 250 кН. Заезды подвижного состава проводились на боковой путь "челноком" в пошерстном и противошерстном направлении со скоростями движения 5, 15, 30 км/ч, при укладке резиновых прокладок толщиной 6,10 и 14 мм. Боковые силы фиксировались на наружной нити переводной кривой методом Щпумпфа (табл.4.8).
По данным таблицы 4.8 построены зависимости величин боковых сил от скоростей движения подвижного состава и толщины резиновых прокладок (рис.4.16 а и б). Как видно (рис.4.16 а), что при всех скоростях движения укладка более податливых прокладок снижает боковое воздействие на путь. Замена прокладок толщиной 6 мм на прокладки толщиной 14 мм вызывает уменьшение горизонтальных поперечных сил на рельсы примерно на 15%. Полученные результаты подтверждают целесообразность применения прокладок повышенной податливости и на стрелочных переводах.
Увеличение скорости движения подвижного состава по путям со всеми типами прокладок (рис.4.16 б) приводит к незначительному росту боковых сил. Так, при толщине прокладок б мм и увеличению скорости от 5 до 30 км/ч боковое воздействие возросло всего на 3%, а при прокладках 10 и 14 мм - на Ь%.
Влияние направления движения подвижного состава на величину боковой силы практически не оказывалось.
Количественная оценка полученных результатов подтвердила удовлетворительную сходимость их с данными теоретических исследований. Так, в рассматриваемом диапазоне скоростей движения подвижного состава по данным теоретических исследований среднее значение боковых сил на рельсы составляют под тепловозом ТГМЗБ- 53кН, под полувагоном - 69 кН. Средние значения экспериментально определенных сил составляют соответственно 57 и 70 кН. Таким образом получена удовлетворительная сходимость данных теоретических и экспериментальных исследований, которая не превышает для тепловоза ТГМЗБ - 7% и полуваоона в пределах 2$. Тем самым подтверждается возможность широкого практического использования как графиков-паспортов бокового воздействия на путь подвижного состава, так и программы расчета на ЭВМ, разработанных данной работы для характеристики и анализа бокового воздействия на путь в переводных кривых различных стрелочных переводов.
