рі колеса об ребро приймаючої рейки не відбувається його відрив, а також його ковзання щодо рейки. Базовим і суттєвим відмінним є розгляд вагона в зоні стикового нерівності як багатовимірної дискретно - континуальної системи на двадцяти трьох пружних опорах. Дослідження присвячені прогибам приймаючої рейки шляху під першою шпалою, як наслідок ударної і динамічної взаємодії вагона з приймаючою рейкою в місці стику з урахуванням наступних експлуатаційних і конструктивних параметрів складу, що рухається (рис.1.1) [9].
При проходженні рейковим транспортним засобом стикового нерівності колії мають місце чотири фази руху вагона через ізольовану пластикову нерівність, тобто чотири фази послідовного по часу переїзду колісною парою зони стику.
Основним недосконалістю рейкового шляху є величина перепадів по висоті в стиках між рейками, яка в умовах гірського виробництва досягає 10 ... 30 мм [1], а іноді доходить і до 50 мм. Колесо при наїзді на стик може підкидати як вгору, так і вниз на зазначену величину, причому реальне поєднання перепадів є випадковою величиною, закон розподілу якої залежить від якості укладання рейок, а також особливостей і терміну їх експлуатації. Цей закон розподілу належить спеціально визначати, якщо в цьому виникне необхідність.
Облік податливості стику може бути реалізований через введення узагальненого коефіцієнта поглинання. Максимальні переміщення центру мас підресореною частини вагонетки мають величини сумірні зі значеннями перевищення однієї рейки над іншою (до 30 ... 50 мм), залежать від величини статичної опади амортизатора і слабо залежать від коефіцієнта поглинання, відповідно до розрахунків [2]. На надмірно високому стику спостерігається відрив коліс від рейки, що негативним чином позначається на терміні служби коліс і безпеки руху складу. Реальний рейковий шлях має не тільки стики з підвищенням рівня наступного рейки над попереднім, але і з його зниженням. Облік руху через досить велику кількість таких ділянок буде мати відмінності від картини наїзду на одиночний стик з підвищенням рівня. Для початку слід визначитися з різницею в проходженні стиків, відповідно, з підвищенням рівня (рис. 1, а) або з пониженням (рис. 1, б).
Малюнок 1.2 Стики рейкового шляху
Розглянемо випадок понижуючого стику (рис. 1.3). Опорний амортизатора вагонетки буде працювати в умовах кінематичного збудження. Колесо вагонетки 1 радіусом R котиться по рейці 2 і на стику з рейкою 3 наїжджає на кутову точку О, висота стику дорівнює h. При цьому вісь колеса переміщається по дузі з точки А в точку В. Для визначення параметрів кінематичного збудження коливань системи колесо-вагонетка нас будуть цікавити насамперед зміна з часом координат довільної точки N, позначені як x і r (t). Допущення наступні: колесо і рейки є абсолютно жорсткими (податливість рейок буде входити складовою частиною в коефіцієнт жорсткості амортизатора); горизонтальна швидкість колеса? є постійною як при русі по рейках, так і при проходженні стику по дузі АВ; прослизання колеса по рейці відсутня; амортизатор має близькі до лінійних характеристикам опору.
Малюнок 1.3 Кінематична схема для понижуючого стику
. 2 Геометричні і конструкційні характеристики. Особливості конструкції деталі
Рейки для залізничного транспорту виготовляються з вуглецевої сталі. Найбільш поширені в Росії і країнах СНД рейки наступних типів: Р50, Р65, Р75. Цифра в позначенні приблизно відповідає вазі одного погонного метра рейки в кілограмах. Довжина стандартного залізничної рейки, виробленого рейкопрокатного заводами в Росії, становить 12,5 і 25 метрів.
Таблиця 1.1 Габаритні розміри
Тип рельсаГОСТН, ММВ, ммЬ, ММS, ммР65 Р 51685-2000180150 75 18
Таблиця 1.2 Механічні властивості
Тип Категорія? в, Н/мм 2? т, Н/мм 2 Відносне подовження,% Відносне звуження,% KCU, Дж/см2 (кгсм/см2) НВР65Т21100750 6.025.015321-401
Дослідження зносу і терміну служби рейок на металургійних підприємствах представлені в роботах [3, 4]. На підставі цих досліджень була встановлена ??математична залежність для розрахунку середнього терміну служби рейок:
Т р =, (1)
де Т р - середній термін служби рейок, років; ?- Допустима площа зносу поперечного перерізу головки рейки, мм2 (для рейок Р50 -?=630 мм2, Р65 -?=925 мм2, Р75 -?=1 110 мм2); ?- Інтенсивність зносу рейок від поїздів (залежно від ухилу, кривої і т.д.) мм2/млн т;
Г - вантажонапруженість ділянки шляху, млн т на рік;
? k i - сума поправочних коефіцієнтів, що враховують тип рейок, його довжину...
