Ширина колеи в кривых.
За расчетную схему определения оптимальной ширины колеи принимают такую, при которой железнодорожный экипаж (его жесткая база) своим наружным колесом передней оси прижимается в наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы либо занимает радиальное положение, либо стремится его занять; при этом центр поворота экипажа находится на пересечении этого радиуса с продольной геометрической осью жесткой базы экипажа (схема свободного вписывания).
Рис. 2. Расчетная схема положения жесткой базы экипажа в кривой для определения оптимальной ширины колеи
Если расчетная ширина колеи S окажется больше нормативного значения Su для данного радиуса кривой согласно ПТЭ, то следует перейти к определению минимально допустимой ширины колеи, приняв соответствующую расчетную схему;
Если расчетная ширина колеи S получается меньше стандартной для прямого участка пути (S0 = 1520 мм), то это будет означать, что конструктивные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа позволяют проходить ему кривую данного радиуса без уширения колеи. В таком случае ширина колеи S принимается по ПТЭ в зависимости от величины радиуса.
Рассмотрим случай определения оптимальной ширины рельсовой колеи S в кривой радиусом R из условия свободного вписывания экипажа с трехосной жесткой базой Lo (рис. 2), приняв при этом следующие обозначения:
q = Т + 2h + 2μ — ширина колесной пары (колесная колея);
L0 — длина жесткой базы экипажа;
С — центр поворота жесткой базы экипажа;
λ — расстояние от центра поворота до геометрической оси первой колесной пары (для данного случая λ = L0);
b1 — расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом (забег);
fн — стрела изгиба наружного рельса (при хорде АВ);
Ση — сумма поперечных разбегов осей.
Из рис. 2 видно, что для свободного вписывания жесткой базы в кривую необходима ширина колеи
В этой формуле fн находится по выражению
Здесь величину забега принимаем для случая неизношенных гребней по следующей формуле:
где r — радиус колеса; ; t— расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина касания); принимается равным 10 мм;
τ — угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту, равный для нового вагонного колеса 60°, для локомотивных бандажей — 70°; S0 = 1520 мм.
40. Подуклонка рельсов
Рельсы по отношению к верхней плоскости (постели) шпал укладывают с подуклонкой 1:20, т. е. такой же, как основная поверхность катания колес. Подуклонка рельсов в прямых и наружной нити в кривых участках должна быть не менее 1:60 и не более 1:12, а внутренней нити в кривых при возвышении наружного рельса свыше 85 мм — не менее 1:30 и не более 1:12. На деревянных шпалах подуклонка рельсов обеспечивается укладкой клинчатых подкладок, а на железобетонных подрельсовых основаниях — наклоном опорной подрельсовой площадки шпал или блока. Придать требуемую поду-клонку рельсов на деревянных шпалах можно и при плоских подкладках укладкой клинчатых прокладок из твердого материала. На дорогах Европы при коничности поверхности катания колес 1/20 принята подуклонка рельсов также 1/20. В США при коничности 1/20 получила некоторое распространение подуклонка рельсов 1/40, при которой снижается масса подкладок. Однако при этом уменьшается площадь опирания колеса на рельс и она смещается к краю головки рельса (к боковой рабочей грани головки), что увеличивает возможность контактных повреждений, которые наиболее часто возникают именно в местах перехода от поверхности катания головки рельса к ее боковой грани.