3.2.2. Минимальная длина сборной крестовины с литым сердечником.
Последовательность определения размеров крестовины сводится к расчету ее минимальных (теоретических) и конструктивных (практических) величин передней и хвостовой частей.
Сначала определяется теоретическая длина крестовины в зависимости от ее марки, типа и конструкции. Затем устанавливается практическая длина по условию равномерного распределения брусьев. Для устойчивости крестовины рекомендуется укладывать под нее не менее 5 брусьев.
Крестовина (рисунок 3.5) состоит из
передней (усовой) n и хвостовой m
частей. Длина крестовины будет равна:
,
(3.28)
где:
-
длина хвостовой части крестовины;
- длина передней части крестовины.
Рисунок 3.7 – Схема к определению длины цельнолитой крестовины.
При расчете длины перпедней части крестовины определяющим является условие постановки превого болта в переднем стыке крестовины придвухголовых накладках. Длина хвостовой части крестовины определяется из условия примыкания двух рельсов к торцу сердечника крестовины (рисунок 3.7).
При соблюдении указанного условия длина передней части крестовины определяется:
, (3.29)
где :
-
ширина подошвы рельса, мм;
-
ширина головки рельса, мм;
- расстояние между подошвами усовиков
крестовины в месте установки первого
болта в переднем стыке крестовины,мм;
-
длина накладки, мм;
- расстояние от торца накладки до оси
первого болтового отверстия, мм;
δ – величина стыкового зазора, принимается равной 0мм.
Допуская, что
,
получим:
(3.30)
.
Длина хвостовой части крестовины определяется из условия примыкания двух рельсов к торцу сердечника крестовины (рисунок 3.7).
Из треугольника СЕF видно, что:
(3.31)
где:
(3.32)
Тогда
(3.33)
или
(3.34)
где: =5мм – зазор между подошвами рельсов, примыкающих к сердечнику.
.
Теоретическая длина крестовины равна:
.
3.2.3. Практическая длина крестовины.
Практическая длина крестовины устанавливается исходя из равномерного распределения брусьев под ней и рационального размещения деталей.
Практическая длина крестовины должна превышать минимальную или равняться ей. При этом необходимо соблюдение следующих условий.
1. С целью большей устойчивости пролеты между осями брусьев в пределах крестовины принимают одинаковым и равным 0,9-1,0 величины расстояния между осями шпал на перегоне:
(3.35)
Обычно величина a устанавливается кратной 5мм и для дальнейших расчетов принимается 500мм.
2. Брусья под крестовиной должны располагаться так, чтобы сечение сердечника 20мм находилось в середине пролета.
3. Расположение стыков на крестовине
зависит от их конструкции. В настоящее
время стыки крестовины как передний,
так и задний располагаются на- весу, но
при этом для выравнивания вертикальных
прогибов стыкующихся элементов под
стыки укладывают мостики.
4. Брусья под крестовиной укладывают перпендикулярно биссектрисе ее угла.
На рисунке 3.8 представлена схема крестовины, у которой передний и задний стыки расположены на весу со стыковым пролетом С.
Рисунок 3.8– Раскладка брусьев под крестовиной.
Размеры крестовины
и
по ее оси, т.е. проекции величин n
и m на биссектрису угла ,
определяются следующими выражениями:
,
(3.36)
,
.
Сечение сердечника шириной b = 20 мм от математического центра крестовины находится на расстоянии:
.
(3.37)
.
Ось первого бруса от переднего стыка крестовины располагается на расстоянии Н, равном
(3.38)
где: С - стыковой пролет, мм, который принимается для рельсов Р50– 440 мм;
- размер стыкового зазора, который принимается равным нулю;
.
Первый брус под сердечником крестовины в 20 мм от его сечения укладывают на расстоянии 0,5а.
Для распределения брусьев под передней частью крестовины необходимо знать расстояние ЕD (рисунок 3.8), его получают из следующего выражения:
(3.39)
.
При принятом пролете а, число пролетов на участке ЕD определяется по формуле:
, (3.40)
.
Предположим, что на этом участке не укладывается без остатка величина пролета a, т.е Z М (М - целое число пролетов), тогда принимаем число пролетов, кратное целым числам М, т.е. фактическое (ЕD)* = Ма ED.
Принимается число пролетов: M=9, что означает удлинение передней части крестовины. При этом фактическая проекция передней части крестовины будет равна:
(3.41)
а ее практическая длина:
,
(3.42)
.
Для определения практической длины хвостовой части крестовины необходимо знать размер DF по её оси. Из рисунка 3.8 видно, что
(3.43)
,
где: - величина стыкового зазора, принимается равная нулю.
Число пролетов Z на участке DF будет:
(3.44)
Если на участке DF
не укладывается целое число пролетов,
то тогда принимаем число пролетов,
равное целому числу М,
полученное округлением
в большую сторону, то есть фактическое
значение (DF)* =
М’а
DF.
Принимается число пролетов: M’=7, что означает удлинение хвостовой части крестовины. При этом фактическая проекция хвостовой части крестовины на биссектрису ее угла определится:
(3.45)
а практическая длина хвостовой части крестовины будет:
,
(3.46)
Полная практическая длина крестовины определяется следующим выражением:
(3.47)
