7.1.4. Основы устройства рельсовой колеи

Под рельсовой колеей понимают две геометрические линии, прохо­дящие вдоль пути по внутренним рабочим граням головок рельсов. Важ­нейшим параметром рельсовой колеи является ее ширина — расстоя­ние между внутренними рабочими гранями головок рельсов, измерен­ное в плоскости вероятного контакта головок рельсов с гребнями колес колесных пар подвижного состава — примерно 13 мм ниже поверхнос­ти катания головок рельсов.

Ширина колеи отечественных магистральных железных дорог сохра­нилась почти без изменений со времени постройки Петербург-Московской железной дороги (1851 г), когда ширина колеи была принята 1524 мм (5 футов). В начале 70-х гг. XX в. ширина колеи на прямых участках пути была несколько сужена и стала равной 1520 мм с допусками в сторону уширения 8 мм и в сторону сужения — 4 мм, т.е. 1520⁺* мм.

В соответствии с ПТЭ на прямых участках пути рельсовые нити дол­жны находиться на одном уровне (допуск +6 мм). Как уже отмечалось ранее (см. гл. 6), стандартный профиль (сечение) бандажа колесных пар локомотива (см. рис. 6.2) состоит из двух конических поверхностей: ос­новной с конусностью 1:10 (уклон 1:20) и боковой с конусностью 1:3,5 (уклон 1:7); гребня г, а также торцовой фаски под углом 45° (уклон 1:1). Конусность поверхности катания бандажа способствует центрированию колесной пары в рельсовой колее и облегчает прохождение подвижным составом кривых участков пути.

Из-за конической формы бандажей рельсы по отношению к шпа­лам устанавливают с наклоном внутрь колеи (под уклонкой), равным 1:20. Заданный наклон рельсов обеспечивается формой рабочей поверх­ности подкладок, устанавливаемых между рельсами и шпалами.

30

У стройство рельсовой колеи напрямую связано с конструкцией и размерами ходовой части локомотивов и вагонов. Гребни колес колес­ных пар размещаются внутри колеи, поэтому расстояние между внут­ренними гранями гребней колес колесной пары всегда меньше шири­ны колеи.

Рис.17. Центральное (по оси пути) положение колесной пары на прямом участке рельсовой колеи

При центральном (по оси пути) положении колесной пары локомотива в рельсовой колее (рис.17.) между гребнями ее колес и боковыми внутренними гранями рельсов обязательно должны оставаться зазоры σ₁ и σ ₂ (минимум по 3—3,5 мм каждый). Эти зазоры предо­твращают заклинивание колесной пары в колее.

Из-за конической формы поверхности бандажей и при наличии за­зоров σ ₁и σ ₂ при движении экипажей по прямому горизонтальному пути гребни бандажей колесных пар локомотивов и вагонов длительно не прижимаются к головке одного из рельсов, а, ударяясь о нее, соверша­ют «виляющее» движение внутри колеи. Именно такое «виляющее» дви­жение колесных пар обеспечивает эксплуатационную надежность, ми­нимизацию затрат энергии на тягу поездов и на содержание рельсовой колеи и подвижного состава из-за уменьшения абразивного износа кон- тактируемых поверхностей.

На движение экипажа подвижного состава оказывают влияние боль­шое число случайных факторов (извилистость пути, толчки по длине поезда, стыки рельсов, неравномерный износ рельсов и др.). Вследствие этого колесная пара постоянно перемещается в поперечном оси пути направлении и, поочередно ударяясь гребнями о боковые грани рель­сов, совершает виляние в пределах суммарного зазора 2 σ (рис. 18.). Период виляния одной колесной пары составляет примерно 20—30 м.

Необходимо отметить, что виляние колесных пар при движении под­вижного состава в колее является одной из основных причин возник­новения сил трения скольжения (сил сопротивления движению) как в поперечном, так и в продольном направлениях, на преодоление которых необходимо затрачивать работу силы тяги локомотива.

Исследованиями, проведенными профессором МИИТа Г.М. Шаху- нянцем, было установлено, что уменьшение ширины колеи отечествен­ных железных дорог с 1524 мм (5 футов, существовала в период 1851 — 1972 гг.) до 1520 мм не приведет к увеличению основного сопротивле­ния движению и не повлияет на безопасность движения поездов. Зато сокращение суммарного зазора 2 σ уменьшает силу удара гребня колеса о рельс и, соответственно, боковой износ головок рельсов.

Величина 2 σ зависит от величины проката бандажей и износа рель­сов, а также технологических погрешностей по ширине колеи 1520⁺⁸_-4 мм и расстояния между колесными центрами колесной пары 1440_-1⁺³ мм.

31

В процессе эксплуатации рельсы колеи вследствие воздействия сил трения скольжения от колесных пар состава изнашиваются. Наиболь­шему износу подвергается внутренняя грань наружного рельса в кри­вых. При достижении величины предельного износа, устанавливаемой ПТЭ, рельсы заменяют на новые.

Рис.18.Схема движения колесной пары по прямому горизонтальному пути

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В ходе выполнения курсовой работы по дисциплине «Локомотивы (общий курс)» с помощью исходных данных я выполнил следующие действия:

1) ОПРЕДЕЛИЛ ОСНОВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПОЕЗДА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ТЯГИ,

2) ОПРЕДЕЛИЛ СРЕДНЮЮ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ И ВРЕМЯ ХОДА ПО УЧАСТКУ,

3) ОПРЕДЕЛИЛ КАСАТЕЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ ЛОКОМОТИВОВ,

4) ОПРЕДЕЛИЛ РАСХОД ЭНЕРГОРЕСУРСОВ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ ТЯГИ,

5) СРАВНИЛ ТЕПЛОВОЗ ТЭП70БС С ЭЛЕКТРОВОЗОМ ЧС7

6)ВЫПОЛНИЛ ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ, СВЯЗАННОЕ С СИСТЕМАМИ ДИАГНОСТИКИ И БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ,

7)СДЕЛАЛ ВЫВОДЫ ПО ПРОДЕЛАНОЙ КУРСОВОЙ РАБОТЕ.

32