Приложение Г (обязательное). Метод расчета относительного вертикального перемещения автосцепок при проходе сцепом вагонов переломов профиля

Приложение Г
(обязательное)

Метод расчета относительного вертикального перемещения автосцепок при проходе сцепом вагонов переломов профиля

Определение разности высот осей автосцепок сцепленных вагонов выполняют путем математического моделирования прохода сцепа вагонов по соответствующему участку пути. Расчетная схема приведена на рисунке Г.1.

2L - длина вагона по осям сцепления автосцепок, м. Для вагона сочлененного типа принимают 2L - длина секции вагона от центра пятника над устройством сочленения до оси сцепления автосцепок;

2l - база вагона, м. Для вагона сочлененного типа принимают 2l - база секции вагона;

- длина консоли вагона от пятника до оси сцепления автосцепок, м. Для вагона сочлененного типа принимают n = 2L - 2l;

- база тележки вагона, м;

- высота пути в точке замера X, м;

Т - высота пути в точке контакта с колесной парой, м;

S - высота оси автосцепки, м

Рисунок Г.1 - Расчетная схема определения разности высот осей автосцепок при проходе сцепа вагонов по вертикальным кривым

Построение расчетной модели выполняют следующим образом.

Формируют массив данных, содержащий значения высот уровня головки рельсов Н_к через каждый 1 м пути профиля на участке  100 м от горба горки.

Координаты автосцепок первого вагона рассчитывают по формулам (Г.1)-(Г.9). Для каждой координаты по горизонтальной оси в соответствующих столбцах вычисляют следующие параметры:

- уклон пути i_k между точками значений высот определяют по формуле

,

(Г.1)

где - горизонтальная координата пути в точке k значения высоты головки рельса, м;

- высота головки рельса в точке k, м;

- высоту точки контакта колес первой колесной пары принимают равной ординате головки рельса Т₁ = Н_k в данном месте;

- высоту точки контакта колес второй колесной пары Т₂ этой же тележки рассчитывают по формуле

,

(Г.2)

где - база тележки, м;

- горизонтальные координаты и высоты точек контакта колес третьей и четвертой колесной пары Т₃ и Т₄ (второй тележки) определяют аналогичным образом со смещением вдоль пути на величину базы вагона 2l. В частном случае, когда база вагона кратна шагу замера профиля пути, эти значения равны значениям T₁ и Т₂, для соответствующих координат, рассчитанных на 2l/Х строк таблицы ниже. В общем случае, когда базы вагонов сцепа различны и не кратны шагу замера, шаг замера разделяют на интервалов с одинаковым уклоном, где - наибольшее целое число, которому кратны базы обоих вагонов;

- высоту пятника тележек определяют как половину суммы высот ее осей

;

(Г.3)

.

(Г.4)

Угол наклона оси хребтовой балки первого вагона к горизонтали рассчитывают по формуле

;

(Г.5)

- вертикальные координаты точек пересечения оси зацепления и оси автосцепки рассчитывают по формулам

,

(Г.6)

;

(Г.7)

- горизонтальные координаты точек пересечения оси зацепления и оси автосцепки (т.е. плоскостей зацепления автосцепок) относительно координаты первой колесной пары первого вагона, совпадающего с координатой пути X определяют по формулам

,

(Г.8)

.

(Г.9)

Координаты автосцепок второго вагона рассчитывают аналогичным способом со смещением по горизонтали на величину, равную длине первого вагона по осям сцепления 2L₁

,

(Г.10)

.

(Г.11)

Вертикальную координату автосцепки S₃ определяют следующим образом:

- определяют ближайшую к координате A₃ точку значения высоты пути X_j, для которой X_j < А₃, и вычисляют смещение координаты между точками значений высоты пути

.

(Г.12)

- вертикальную координату автосцепки S₃ определяют аналогично первой сцепке первого вагона, учитывая при этом изменение угла наклона оси хребтовой балки между значениями X_j и X_j+1

.

(Г.13)

Текущее значение разности высот автосцепок определяют по формуле

.

(Г.14)

По результатам выполнения в табличном редакторе расчетов данных параметров, выполненных с шагом, соответствующим расстоянию между точками замеров высоты головки рельсов, формируют двухмерный массив данных. Столбцы массива содержат следующие параметры: Х, X, Н, i, Т₁ и Т₂, Т₃ и T₄, Р₁ и Р₂, , S₁, S₂, А₁, А₂, T₅, T₆, T₇, T₈, P₃, P₄, , A₃, А₄, , S₃, S₄, S. Каждая строка массива содержит исходные или расчетные значения этих параметров для всех значений горизонтальных координат горки с шагом Х. По данным расчетной таблицы строят график S(X) изменения разности высот автосцепок при прохождении горки и определяют по модулю ее максимальное значение.

Для моделирования прохода горки сцепом сочлененных вагонов перемещения концевых сцепок (по концам сочлененного вагона) рассчитывают по приведенным формулам. Шарнир в узле сочленения, расположенный над центральной тележкой, исключает относительные вертикальные перемещения. Для этого узла рассчитывают угол поворота шарнира в вертикальной плоскости при проходе переломов профиля горки по формуле

,

(Г.15)

где , - плоские углы наклона двух соединенных шарниром секций.

Для сочлененных вагонов выполняют сравнение максимальных значений углов поворота шарнира в вертикальной плоскости при проходе сортировочной горки и углов, допускаемых конструкцией шарнира.