| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Поняття про напруг і деформацій в елементах колії
Вертикальні і горизонтальні сили, що діють на шлях, викликають появу напруг і деформацій (прогинів) в кожному його елементі.
Для того щоб визначити, що допускається швидкість руху, потрібно знати допустимі напруги на кожному елементі шляху. Якщо виявиться, що при даній швидкості фактичні напруги не перевищують допустимі, то їзда з такою швидкістю можлива. І, навпаки, якщо фактичні (розрахункові або виміряні) напруги перевищують допустимі, їзда з прийнятої в розрахунках швидкістю неприпустима. Не менш важливо в роботі шляху знати не тільки сили, що діють на шлях, але і число додатків сил (багаторазовість додатка сил), або, інакше кажучи, грузонапряженность.
Поряд з навантаженнями від колісної пари на рейки і швидкістю руху грузонапряженность визначає терміни розвитку втомних процесів в матеріалі, терміни служби кожного елемента шляху.
Встановлено такі допустимі напруги: в рейках (у краю підошви) при вагонної навантаженні - 200 МПа, при локомотивної - 240 МПа; в дерев'яних шпалах на зминання під підкладкою - 2,2 МПа (шпали із сосни, ялини, ялиці) і 3,5 МПа (бука); в залізобетонних шпалах на зминання - 20 МПа (тобто приблизно в 10 разів більше, ніж у дерев'яних); в баласті під вагонним навантаженням - 0,2 МПа (пісок) до 0,33 МПа (щебінь), подлокомотивной навантаженням - від 0,28 МПа до 0,5 МПа; на основній площадці земляного полотна - 0,08 МПа (в окремих випадках з дозволу МПС 0,09 - 0,1 МПа).
Які ж фактичні напруги і деформації виникають в елементах шляху?
Наприклад, при русі електровоза ВЛ10 по колії з рейками Р50, дерев'яними шпалами (1840 шт/км) і щебеневим баластом напруги в рейках на прямій ділянці знаходяться в межах 123 - 198 МПа (відповідно зміні швидкості від 10 до 100 км/год). При залізобетонних шпалах і при всіх інших рівних умовах і швидкості 100 км/год напруги в рейках будуть 140 МПа. В кривій радіусом 600 м напруги вище 130 - 210 МПа. Всі ці напруги не перевищують допустимих, тому обмежень в швидкості не потрібно.Напруги в дерев'яній шпале під підкладкою дорівнюють 1,3 МПа, під шпалой в баласті - 0,23 МПа.
При швидкості 100 км/год і дерев'яних шпалах вертикальний прогин рейки при інших умовах цього прикладу досягає 3,7 мм, а при залізобетонних шпалах - 0,8 мм.
Напруги під шпалой залежать від форми її згину (рис. 4.4). При русі тепловоза ТЭП10 по колії з рейками Р65, залізобетонними шпалами (1840 шт/км) в прямої напруги в рейках будуть 56 - 85 МПа (швидкість 120 - 140 км/год). Ці напруги набагато менше що допускаються, так як шлях більш потужний, ніж у попередньому прикладі, хоча швидкості руху вище.
Були виконані досліди зі швидкісним вагоном-лабораторією з авіаційним реактивним двигуном. На одній з ділянок Придніпровської дороги цей вагон розвивав швидкість до 250 км/год, Навантаження від колісної пари вагона на рейки 150 кН, тому напруги в рейках були дуже малі - від 55 до 70 МПа. Головне тут, на що слід звернути увагу, - це порівняно невелика наростання напруги в такому досить великому діапазоні швидкостей.
Досі розглядалися напруги в рейках, що виникають при їх вигині. Однак є ще й інші види напруг, які можуть бути дуже небезпечними. В місцях різкої зміни обрисів рейок (наприклад, перехід від головки до шийки) і навколо болтових отворів виникає концентрація місцевих напружень. Щоб зменшити їх, роблять більш плавні переходи по профілю рейки і намагаються поліпшити форму болтових отворів.Наприклад, круглі отвори краще колишніх овальних.
Особливо значні контактні напруги, що утворюються в місці контакту колеса і рейки. Контактна площадка дуже мала (близько 1,5 см2), тому великі навантаження на цю площадку викликають величезні напруги в металі, досягають 1500 - 2300 МПа. З-за цих напруг інтенсивно розвиваються контактні руйнування, особливо за зовнішнім ниткам кривих малого радіуса.
Контактні напруги сприяють появі дефектів 11.1, 11.2, 21.1, 21.2 (див. рис. 2.5). Щоб зменшити розвиток цих дефектів, необхідні відмінне поточне утримання колії і ходових частин рухомого складу, а також підвищення якості рейкової сталі.
|
| Категорія: Конструкція залізничної колії і його зміст | Додав: 26.09.2016
|
| Переглядів: 1644
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
