автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Проектирование и разработка динамично плавких ... железнодорожного пути промышленных предприятий

ДШПРОПЕТРОВСЬКИЯ ДЕРЖЛВНИЙ TEXHtMHltfl УН1ВЕРСИТЕТ ЗАЛ1ЭНИЧН0Г0 ТРАНСПОРТУ

На правах рукопису

Ренгач (.Ыкола Грэторовнч

ПРОЕКТУВАННЯ I РОЗРАХУНОК ЛИНАМ1ЧН0 Ш1АВНИХ KP" зал1зш!Ч!Ю1 коли гтаиатових шдприемсг

Oneuia-ibHiCTb 05.22.06 - Зад1гнична Koaia

Автореферат дисертацП на здобуття наукового сгупеня кандидата техШчних наук.

ДиШропетровськ - 1994

Дисертац1ев е рукопис

Робота Ешкшана в Днхпропетровському дерлавноиу техн1чному ун1верситет1 аал1эничного транспорту

Науковий кер1вник -

доктор техн!чних наук ДАНШ1ЕНК0 ЕДУАРД 1ВАК0Б1Я

0ф1ц1йн1 опоненти:

1. Доктор техн1чиих наук, прсфесор БОСОВ АРКАД1Й АРКАД1Й0БИЧ

2. Кандидат те .нишпх наук, доцент СУ1ЯК0В ВАЛЕНТИН СЕДбРОБИЧ

Пров1дна орган1зад1я - Дн1пропетроЕсьюш дер>авнил ироектно-вишукувалышй 1нститут "ДНШгОДШРОТРАНС".

Захкст Ыдбудеться " ¿У" 0 \/-{ год.

на засгданн! спби1ал1зовано1 вчено1 ради Д 03.04.01 • у Дн1пропетровському державному техь1чному ун1верситет! 'зал1з1шчного транспорту (г£0700, ГСП, Дн1пропетровоьк, 10, вул. акад. В.А.Лазаряна й, ауд.2433.

3 дисертац1еп ыохна ознакомиться у б1бл1отец1 ун1Еерсктету.

4

Автореферат роз1слашш _ 1994р.

Бчент*1 секрстар ^

спац1ал1совано1 ечеио! ради ( ^

В.П.Гнатенко

ЗЛГАЛЪНА ХАРАКТЕРИСТИКА Р030ТЙ

Астуадьн1сгь роботк. Залгзничний транспорт в тепер:пшй час 2 а майбутьньому, галишаеться одним 1з основных ланок транспортно! системи крайни, ко забезпечуе як виконаиня економ1чних перетворень, тач 1 ста51л1эац»и) само! економ1ки.

Р1пешш завдапь ште-пси^акацН пер-эв1зного процесу а одночаснов еконо|.»ею енергетичних ресурс! б 1 забззпечення безпеки руху на зая1зш!чном7 транспорт! галекнть в1д стану кол 1 иного господарства. Бнасл1док штйисивного руху по!зд1в 1стотно розладяуеться планово положння колП, особливо на кри.,олпШ"ших д1льницях. НаГШлъш; це виявляеться на зал1знич!Пй колП промислов^х п1дприемств, що мають велику к!льк1сть кривих малих рад1ус!в. По результата.* дослгдкзпь, виконаних п!д К'?р1вниитвом проф. Яковлева В.Ф., на промиолових пхдприемствах довкина криви/. э радиуса-л» до 300« складас понад боХ. 1стотн1 витрати на !х выправку, а також змушен1 перерви в перев!зному процос1, знижують продуктивнють роботи п1дпркенств 1 поб!чно в.пливаять на зб1льиення собизартосп готово! продукцП.

В1до(.и на сьогодн1 засоби розрачунку вииравки кривих ор1ентов.ш1, в основному, на маг1стральну колго 1 но враховують деяких особливостеп стану 1 утримуваншо коли промкслового транспорту. 0со6лив1 умови експлуатащI, ¡скупч] на зал1зиичнп1 коли промислових гпдприемств, специфика перьвозимих ванта 1в, велика гллмпсть кривих малих рад1ус1в, та! ш^идкост! руху, пивпцен! кол1сн1 навантахення та гн., пред'являють 0П(?Ц1альн1 вимоги до прочктування 'вкправки зал1знично1 колП в кривих.

Тому, р1иення питань'по розрахунку виправки кривих малих рад!ус1в, ор1ентованих на використання засоб1в обчислювалько! техн1ки, эменг'эння обсягу виправочних робгт, забеэпечення кращого вписування рухомого складу, с актуальна™ эавданням для промислового эалгзничного транспорту, робтшкхв колII.

¡Пль_1__завлання дослгяжень складасться в розробц1 методу

проектувашш 1 розрахукгсу динамично плавких кривих зал!знично1 кол)!

промислових гидприемств, який еабеапечив би м1н1мальн1 трудопитрати на р1хтовку колИ при. додержана кормативних вимог по 1х поточному утримуванюо.

Для виконання поставленого завдання в робот! виршен! сл1дуюч1 питания :

- гчна як1сна та к1льк1сна оц1нка 1снуючого стану зал1зничних кривих по результатам ¡нструменталышх зйомок, виконаних при участ! автора на' рхзних промислових п!дприемствах Укра1ни, РосП, ГрузII та Прибалтики.

- розроблений координатний метод проектування 1 роэрачунку ,д1нашчно плавких кривих дозволяе виконувати роарахункц р1зноман!тних кривих, в тому чисии, кривих з ф!ксованкми точками, 3~под1бн1х без прямих встазок та 1.н., з урахувашшм обмежень на величини та налрямки перем!щекь;

- виконанг теоретичн1 та експериментальнг досл1дхення руху екпгашв по кривол1н1шшм д1ль ницям кол11, в1др1хтованих по методищ эапропоновапн1к автором, п1дтверджують П ефективн!сть х показ\лоть, що розроблений метод припустимии для зал1знично! колП промислового транспорту; отримувши розрахунков! параметри кривих задовольняю'ть необх1дним критериям по плавност1 руху, величинам бокових сил, ст1йкоот1 коли та рухомого складу;

- вигначен! показники по трудовитратам на р1хтовку кривих запехно в1д значень, що допускаються на р1гнж"0 сум!жиих стр1Л вигину;

' розроблена 1 доведена до практичного застосування методш«а проектування та розрахунку динашчно гшавних кривих, складе^ алгоритм« 1 программ з використанням сучасних ЕОМ.

Наукоаа новина. Розроблений координатний метод розрахунку зиправки кривих дозволяе аменшити обсяг виправочних ро01т при аабезпечен! динашчно! плавностх кол П.

Одержана б1льш висока точиЮть розрахунковкх величин перем1шень та стргл випшу, выпала необхШпсть використання у розрахукках Р13номак1Т!их донущень та обмех«нь, на вшнну ь1Д широко въюмого «•'■ас об1/ р1энииь ^вольр.ент, з я кому Ц1 допущения нчобхьца.

Отричаи! .рормулн 1 зал^лиост! для отнку. ючкооп роноахуккп-.

вначек» координат натурно! криво! та роврпхункових величин перемещен».

Виконан1 експериментаг.ьн! дссл1дження показали, ао зал1знична кол!я, в1яр1хтована но перемщенням, як1 отреши запрспонованкм метолом, забезпечуютъ достатшо динам1чну плавн!сть руху екхпалив.

Практично значения роботи. На основ! розроблено! методики складе:::« комплекс програм "Д11Т" для персо.-.адьних ЕОМ, який доэволяе обирати найб!льш рац!анальнкй зас1б розрахунку виправки кривих.

Зроблений анатз результата обчисленъ реальных кривих залекно зхд того, яку р!зницю в сум!«них стр!лах вигину приймахзть при розрахунках. Трудовитрати пЬ р!хтовц1 кривих мокуть бути на 27X менш!, якао при проектувашх рхзниця в сумхжних стрГ/ах вигину не перевгацуе 4 мм, на В1дм1ну в1д звичайно приймаемо! рхзнит р1вяо1 нуля.

Автором показано, що при рог^ахунках кривих гранича значения р18ниць в сумххних стр1лах вигину мажуть бути прийяятх 1а двох-тр!>ох-кратним запасом по вхдношенню до вимог норм утримування кривих по налряму в план!.

Складен 1 рекомендшд I, де приведен! довжини хорд при айомках кривих р1знИх рад!усхв з.юобом стр!л, диференц1йован1 залежно в!д величин вхдносних погршност.ей, прийкятих при натурн'х вим1ргх.

Методика досл!дкень грунтуеться на аналхзх 1 узагальненн! результате дослхдмекь. виконаних ранхше, х вюточае розрсбку координатного методу розрахунку динам1чно плавних криЕ.ж, досл1дкень по динам пи вздемади! кол 11 г рухомого складу та експериментальнкх доелхдхекь.

Достовхрнхстг- дослхдхень, виконаних автором, обгрунтована застосуванням сучасних • математичних зассбхв 1 достатньо добре кореспондуеться э результатами, опублхкованими в л1тератур1 1 одерлиними '1ншими засовами. В1рог1днхсть експеримекталъних досл1дхекь габ^печека використанням с.'часиих вимхрпвальких засоб!в, ефективних метод1в обробки х аналх.чу одержано! 1нформацП.

Бпрорздхення х р^алхзашя. Методика х результат!! до^лхдж'-нь. розроблен1 программ для ЕОМ були Еикористак! 1 впровадкенх:

. 5

- на промислових п!дпр;:еуствах: Магн1тогорських кал1бровочному та мет1зно-металургншому заводах, Лхепайському металург1иному вавод i. KpiiBOpiBbKOW ПГЗКг;

- в лхстанщях колИ Придн'1провськ1й, Одеськш та Льв1еськ1и аал1зницъ;

- Кн1вському державному проектно-вншукувальному incTiiTyri "Ки1вдшротранс ".

Використовуються в навчальному пронес!, курсовому та дипломному проектуванн!, наукових досл1дженнях кафедр проектування, буд1вництва дор!г i геодеаП, коли та колiиного господарства ДЦТУЗТ.

Дпробац1я роботи. Результата роботи докладались: - на юв1лейннх наук0Б0-техн1чних конферетйях ДПТа у 1680 1 1990 p.p.;

- на пауковому ceMinapi вгдд1лу колiиного господарства у Ждаавському ЦПКТБ ТРАКСЧЕРМЕТА СРСР в 1982р. ;

- на зaciпаши ка1редри "Промнсловий транспорт" Jit 1ЖТа у 1989р.;

- розглянут! на заседаниях i наукових ceMinapax кафедр геодезП, кол1я та колите господарство, проектування 1 буд1вництва 8ал1знично1 коли у 1980-1993р. р.

ПублисацП по робот!. OcHOBiii положения дисертацП опубл!кован1 у 8 роботах.

Об'ем ооботи. . Дисертац1йна робота м1стить 140 сторпюк машинописного тексту, 15 малшк!в, 47 таблиць 1 сгладастъся 1э введения, пяти розд1л1в, додатк1в 1 списка л1тератури 1з 111 найменувань.

3MICT РОБОТИ

ввеионня присвячено обгрунтуванню актуальностг теми, викладу ц!лей, завдань i основних поло>;ень дисертацП.

У п?ов;ому роапШ давться огляд po6iT i стисла 1сторична дов!дка по методам 1 аасобам розракунку внправкн эад1з:тчних кркЕИХ, сучасний ста!; питания по розрахункл'.; виправки кривкх i стихи ix вдосконалекня.

Е|«плуатац1я астзнкччо! кслП на сучаеному втаги д1еться в умовах

5

"острого деф1циту матер 1алв но-те.ничмкх ресурсов, "рскЗочо! сили, переходу до ринкових в1д!юснн. В гвуЛА ситуацН особливо гостро пост?/; завдакня П1двшцення строгсу надхпно! 1 безавар1йно! роботи ico.il! при 1стотному скороченн! матер1алышх 1 трудових витраг. Одним 1з важливих напрт.'.к1р в рШенн! цього гзвдаиня е роэробка метод1в проектуванкя динамично пдавних крнгих, внасл1док вкпрвки яких ■ ■забезпечуеться нео&идна 1 достатня плавн1сть руху ек1пажхв при мШмальних трудовнтратах на виконання р1хтовочиих роб!?.

Стану 1 перспективам розвстку роэрахункхв по виправ1ц зал^ниччих кривих пост1йно' пркд1ляеться велика увага.

Як вгдомо, завдання розрахун'ку випразки крив их нэ мае однозначного Р1пешш, то!<у в розрахунков!й прсктац1, як правило, прагнуть зкайти р1аення, яке задовыьнить критерш м1н1муку р1хтоеочних ро01т при виконанн! вимог плавност1 рейково! колП,

Починаичи 1з " 1909 рост ; М.Н.емельяновим, 1.М.Зубковим, П.Г.Коз1йчуком, Г.М.Шахунянцем, ' Н.Н.Максжовим, А.К. Дюн1ним,

ВЛ. Ангелейко, Д.Г.Козтуном, М.Д.Пал1карповим, Д.Т.Крагелем.

М.А.Макуровкм, I .Я. Туроьським, А.^.ЛотпеМ; Г.В;Солоновим,

А.В.Гавриенкозим, . 1.В.Гон1кбергом, I .Д. Андреевим, В.Н.Ляпекко, М. А.Фр1ю-1аном. б. М. Рапопортом, Б'.Ф.Яковлевим, Б.В.Яковлев™,

А.Б.Рогановим, Н.Б.Солов'евим, А.А.Лебедевим, Ю. М. Щекотковим', З.Б.Бредюком, 1.П.Корженевичем, С.Б.Савковою, Б.Н.ввцасзим, А. I.Процента, 1.-В.Гурб1н!£М "'э 1кжми, гаяропоновая! р1г.чомак1тн1 гасоб;; п1шення иього эавдання, яке можнА подхлити на-два класи:

а. засоби ручного рахунку або з застосуванням простпяЕих рахувальних прилад!в;

б. анал1тичн1 машинн! алгоритми, розрахован! на застосування ЕОМ 1 персональних кЗмггютер1в.

Внасл1док розрахунк1в, як правило, одержують геометрично правильна кругов! 1 перех!дн1 крив!. Реал1зац1я розрахункових переьИсень при цьоьс/ вимагае чималих трудовитрат, що не еавжди ефективно, особливо для колП промислового транспорта в умовах стисло! територП п!дприсмств, деф!ц;1ту

7

робочоХ сили, а такал за вхдсутност! в достатнш к!лькост! засоб1в механ1аац11. , -

Важливими е питання, пов'язан! з нормами утримування зал1зничних криьих. Досл1дження, виконан! в "БНД15Ту (м.Москва) п1д кергвництйом д.т.н. бршксва О.Я., в Л113Ту (м.С-Пегербург) пгд кер!вництвом проф. Яковлегя В.Ф. по, нормам утримання кривих в план! показали, то ви01р допуск1в залежить вхд швидкоотей / руку, вантажоп1дйомн1ст1 та ряду • показник1в, як! забезпечують комфортабельность пасахирських перевезень.

Б розд!л! гроблено анализ метод¿в проектування виправки залхзнични): кривих, розглянут! иормативн! документ» поточного утримання кривих г.о напряму в плачь

У другому роздШ приведен! дослйдження по питанию норм утримання кривих. На основ1 1нструментальних зйомок, виконаних з участи автора дисертадП на прчмисдових пгдприемствач УкраХни, РооП, Груз!! та Прибалтики встановлено, що крнвол1Нищ1 дцльниц! колН склздають в серецньому майхе 422 в!д загадьно! довхини колН. К!льк1сть кривих радиусами пение 100м склаца-э 'Ш, рад!усами 101-40См - 74%.

Для онхнки поточного стану коли нами виконан 1 викирн стр!л вигину в кривих з рад¡усами В1Д 40 до 2000м в1д середин хорд постпшо! довжияи. По результатам натурнкх вим!р!в визначен1 дгльшнц кругоьих та перехгдних кривих. рог кругов! крив! нами под1лл»:а на чотири групи: 1 -крив! з рад!усами до 200м, ?. - в!д 201 до 400м, 3 - в!д 401 до 650м, 4 -понад 650м. Виконана статистична обробка результата натурних зим!гЛв показала, що по встановлсним.'в цеи час нормам м1ститься майже 432 кривих 1 групп, 19Х кривих 2 групи, 25Х кривих 3 групи 1 кривих 4 групи. В иьоыу св'яэку мояна укласти, що зал1зничн1 крив! пгдпртемств, де проводилися доачхдхеннл, експлуатуються при недотркмаши !снуючих норм. Тому, представляй закономгрним поставити питання, а чи допуски, встановле'и для магхстральних зал!зниць припустим! та економ!чно обгрунтован! для колН промислового транспорту?

Як заоначають в сво!х роботах прошесора бршксв О.П., Шахунянц Г.'м. 1 Яковлев В.'!'., ви61р лохуаив залехить в1д кок;трукц11 коли, вхсьоеих

8.

навантйжень, швидкостей .руху, вачта:*еп1дйомност!, а також велики непогашених прискорень, як! визначать комфортабельн!сть пасатарсгких перевезень. Деяк1 1з иих чинник1в на промысловому транспорту на в1дмП1у в1д маМстральних гал!зкииь, дшть позначно, *а0о взагагс! и1дсутн1.

В цьому зв'яэку можна вважати, що в завданнх вироб!тку норм поточного утрнмання кол11 промислоьих пгдприумств, як перше наблюдения, можуть бути використан! результата статистично! обробки дачих натурних вим1р!з. Виконан! автором досл!дження дозволяють утановити залежн1сть М1К допусками ,ко приймаються по рхашнц в сум1хних стр!лах вигиму 1 1моз1рн1стю 1х появи (Р). Ця аалежн!сть призедена в табл.1.

' . Таблиця 1

Залежн!сть р!зниц! сумхкнкх стр!л вигину,як! • допускаються при поточному утриманн! криьих, в1д !мов!рност! 1х появи

1мов1р-(Цсть, Р, X Допустима р1зниця в сум!хних стр1лах вигину!, мм, для кривих рад1ус1и, м Прим!тка

менше 200 201-400 401-650 понад 650

10 34 33 • 24 12 0тр!ли

20 24 23 ' 17 8 вигину

30 18 17 12 б г,им1ран!

35 15 15 11 V- 31Д сере-

40 13 13 Э 4 дини хор-

45 12 12 в 4 ди цовжи-

50 Ю 10 7 3 ною Ю м

Анал1з даних табл. 1 иоказуе, шо допускаем! рхгнтп в сумЬчших ч;гр1ла<. вигину мохуть бути пришит поп поточному утримани! кривих залежно в!а !мов1рн!стно1 характеристики (Р), яка встановлюетьсл етепериментальним шляхом. Автор не ца-г остаточних рекомендацхй по емягченню норм утрнмання кривих, бо геличики цопускхв повинн! прийматиои на П1дстав1 вс^ичного теоретичного обгрунтування, проведения дкнамгших !спит!в по умовам вписування ек!паг.а у крив!, недопущения нерекидуваьня, виплескування або зсування ¿з мхсця перевозимих вантах!в.

Виходячи з вхдносно! точн1ст! вим!ру стрхл вигину для кривих ри-ки:; рад!ус1з, автором рекомендован! довхини хорд, як! приведен! в табл.2.

9

Тейанвд 2

Довкини хорд, щр рекагендуються при вдалр! стр1л вигилу з кривих. р1зних рад1уо!в

Рад1уси Довхика хорди, м В1дносна точ1йсть

кривих, м

менее 100 5 1/64 - 1/160

101 - 650 10 . 1/80 - 1/520

651 - 2000 20 1/260 - 1/800

2001 - 4000 30 . 1/535 - 1/1060

на прямпх 30 -

У третьому ооздШ викокапо обгрунтуванни ьнбору ращоиальких засобхв роарахунку виправки залхзтганих криькх.

¡нженерна постановка завдання розрахукку виправки кривих 'при поточному утриманн! коли полягао- в одер,танк1 розрахункових стры вигину, що задовольняють вимогам утримування колП по иапряму 1 пер.;..ицень, необх1дних для приведения розладнано1 кол И в нормальне положения при м1н1мум1 р!хтовочккх. роб1т. {снуиче положения криво!, при розраункач, задаешься ваирешми агргяами еигику ¡пд серединк хорди-пост1кко1 довжини. Завданням розрахунйв е визначення оптимальних величин перем1щень, виходячи з умови забезпечення мШмуму суш "1х квадратгв, я;<1 характериаують ¿ин1малы!1 трудовитраш по випраыц крийих. При цьоку диаам1чн1 характеристики кривих повинн1 гадовольнпти вимогам руху потяг 1б з ааданою швкдк1стю 1 вотановленими ваговши нормами.

Ьиконане технхко-економхчне обгрунтування вкбору деяких критерПв для розрахунку випрагки кривих показуе, шо трудовитрати по р1хтовц1 кривих молул бути на меной, шздо при проектуванк1 пркйняти р1знип;о сум1кш!х стр1л вигину яка не перевишуе 4мм, на вхдми'.у в1д звичайно

10

<иймаемо1 р1гшщ! р1вно1 нуд». ■ ......•

для пор1Ен-ллько1 оц{кки трудовитрат по р!хтовц1 кривих нами EKKOtfsai розрахункн ви.правки 437 кривих у двох вар1ангах: у першому вар1ант! р1вииця з сум1кних стр1лах вигину ирийнята piBiia нулю, а в другому - не перевкцуе 4мм.

Виконана статкстична -сбрсбка одержаних результатов дозволяв укласти, ио одержан! сукупност! величин перемщень п1дляга»ть показовому закону розпод1лу. .Bûkohpjîî nepeeipro; показуать, цо прийнята г!потева про форму криво! п1дтзордку0ться, так як критерИ "xl-квадрат" ■ i Романовського t'RI не перевишують нормоваких величии. <

ЕНцобразивии Бим1рян1 стргли вигину в виглядi графша, мокна суд- ти про хснуючий стан криво!, про ïï характер (.одноргшусна або складова), про необх!дн1сть зиконання ix ргхтовки. 1снуюч1 эасоби, в бгльшост! cBoei.ty, припускають проектувашга геометричио праьильно! криво!. Але, як покаауе практика, длч реал1зацЦ одержаних перем1Е>екь потр!бно виконати чималий обсяг рххтовочних poöiT.

' За псглядом автора, уявляеться дсцгльннм, щоб внасл1док проектувзшш розрахункову криву одерхувати у виглпд! динамично плавно!, геометркчн! характеристики яко! задоволышли б вимогам взаекодП кол15 та рухомого складу.

Одним 1з кохливкх 3aco6ia 'проектування- динамично плавно! криво! мо.т:е служнти. вжЕасмий piamMH досл!дниками, метод' зглзджувшшя з використанкям звачених ковзних середн1х. -У вигляд1 вих1днс! функц!j для одерхапня апроксим1руючих пол!ном1в нами прийнятий полiном Р-й aipn

Ut = an+ ait + aat2 + ____.-.+ an t2 (1>

Досл1джечнл, виконан! ижя показують, из апроксиммдл кьацрятичнпм полЛномом для п'яти точок даз зацов1льи1 для кадаинх умоа реиультати. Пол!ном буде мати вид

Y(t) = ао + ait -г a2t2 (2)

ti

Р!шешш по методу на!менших квйдрат!в дозволило визначити коеф!щенти ао. &z в результат! одержати апроксим!руючий полiном

виду ,

Zi - C17Yi +■ 12(Yi-i+ Y1+i) - 3(Yi-z + Yi+2)}/35, (3)

шо р1внсгначний пол1ному, ранiво описаному в роботах М.Кендалла i А.Стиоарта. Приведений вище полiпом, проте, не дозволяв Еиконувати сгладжування пеогшх i остачн!х двох i-счок ряду 1 для таких точок, використаьаи аксХоматичну теор!ю в1дновлення, розроблену проф.Босовим A.A.. нами одержан! нов! пол!иоми :

- для першо! точки

z: = ( 31Yi+9Y2 -3Y3 -5Y4 +3Yg )/35 (4)

- Г'ля друго! точки

Z2 - (9Y2 +13Y3 +12Y4 +6Yg -5Y6 )/S5 (5)

BuKOiiaKi розрахунки по сгладжуванню велико! к1лькост! стр1л вигину ! виэначегня величин перемщень з викориотанням р1ансман!тних полиюкав показали нее<?ективн1стэ сгдаджування ст(-хл ангину. Так сгладкування стогл вигину ке дсэволяо враховувати Еелкчину i напрям перемщень в Фтхгааних точках, не задовольняе також Bro.raai незм!нносп куту повороту криво!.

Тоь.у а'явилася н1?0бх1дн!сть розробити тагам метод розрахунку, який би в лзвному обияг! задовольняв оснобним вимогаы при визначенн1 розрахункових величин стр1д вигину i перем!иень.

У четвертое роздШ розглянут! питания, пов'язан! з опрацюванням нового методу чроекстеання - ! розрахунку динам1чно плавких кривих, наз&гнного втором "координатним методом розрахунку виправки кривич". В основу метода посладена !дея проф. Дклпна А.К. про те,- да завданнлм йудь-чкого засобу гроектування кривих с: по в!домим координатам колно! точки хсиуючо! криво! необх!дно визначити координати П нового, проектного IроарахунковогоI положения.

• 12

Для вианачешш координат точок натурно! криво!, нами використаншТ вхдомий эас!6 ви.'.иру стрхл вигину (Г) в!д середини хорди (а) постхйно! довжини. Отчисления координат точок д1лення криво! гико!гуеться в умовн!й систем! плоских прямокутних координат (рис.1), в пк1й Х0 - О, У0 » О, Х4 » а, V! =0.

Автором внведен! розр&чункоа! формули для визначення координат точок дхлешга криво!. Так умсвн! координати запропоногано визнлчати по сл1дуючим формулам :

X = а + Е а Соз<2 Е Агс31п(Г1/а)), (6)

г 1

•-1 i-i Y = Е а Sin (Z Е ArcSin(rVa)) СО

де а - довхина Biapisia доения криво!, f - BiiMipaiii стр1ли вигину,

X,Y - координати точок дьтеинн криво! в умовихй систем! координат. Для переходу i3 умовно! в розрахуикову систему координат vpi!c.2> зираховують кут повороту напрямк1в (f), (див.рис.1), по .формулi

¡¡I = :3ö0 - АгсТе(У'к/х'к) , (8)

де X у, - координати останньо! точки криво! в умовнхЛ систем! координат.

3 метою вибору загалыюх методики координатного методу рсзрахунку. розглянуто вплив приросту ординат на вигиачення величин i напримк!;^ неремгдень. Биконади розрахунки onniai i Tie !к криво! ко мчтодичрм пропокованим р1знкми авторами: Лебелевим A.A. -UHli »¿УС, Дюн1н:!М А.-:. 1 Ередюком Б. В. - HU3T, ipinnairoM М. А. . Рапипортом б.М., Озэково» i.'.b. -ЯГ IT.- Обчисль-Hi координати криво! по эчм1ринним i розрал/кковпм ст;Л 1ач.

систем! координат.

,.;г коапого з&>х>бу оочислен! роарячунков! перемИценнд ПО формул!

е - V. |'ХН'Т- храсчг- - у"304)

о

(9)

Р1вняння величин перемшояь,' одержаних р1зними засобами, покаэуе достатньо високу сходт.исть'результата як по величин 1, так 1 по напряму псрем1в;онь. 1з анализу обчислених величин приросту координат сл!дуе, що визкачнимн в ьибор1 величин 1 напрямк1в перемшвнь с прирост ординат. Досл1дкення, виконан! автором псказують. ¡до з достатньсзю м!рою точност1 величин» перем1щень мо*уть бути визначен1 через пр:ф1от ординат натурно! ! проектно! криво!

Иеобхшго внзначитн, що непрям ординат 1 перемщень в рхзно!,\ан1тних точках криво! не сп^впадачть 13а винятком перем!цень в середин1 криво! при непарнн! кглькост! точок». Тому остаточн! ьеличини перемщень визнача'оть по Формул!

де « - поточне значения кута, в!дпов1дне !-тому д1лешш криво!, ! визначене ршйте при обчпсленн! координат в умовШй систем!.

Таким чином, в розробленкому метод! розрахунку випразки кривих натурне положения криво! визначено ешорсю II ординат.

Роврахунков! значения ординат (2) визначають шляхом згладяування натурних ординат (У) алроксимуюциы пол!номом (3).

Для виконання укоЕИ про незм!шистъ куту повороту рогра<унково1 криво! необхгдно, етб при сглад>(ува'и двх ордината на початку ! и к1ни1 промгру кри2о1 Сули пост!йними, шо дозволяв в процес1 роврахунк!в в цих точка', одерлстги перемещения piBHiu.ii! нул».

•3 метою ссл1ку ^ксованих точок, перемшення в ^ких и* допустим!.

> нат. оозо. •П « VI - У.

СЮ)

е< „ 1?1/соз<«1,

(11)

1Г]

ординати еовначених точок ъ процес! сглодкування участ! не ириймаютъ.

Число !терац!й заложить в!д конкретно! криво!, м!ри П розладу 1 задано! гранично допустимо! р!вниц! в сум!кних розрахункових стр1лах вигину. ...

Виконаний автором анал!з точност1 обчислення як координат точок д1лення криво!, так ! величин переы!|день, як! реал1эуються в цнх точках, дозволив зробити висновок про необх!дну точн!сть вим!р!в стр!л вигину та в1др1зк1в д1л^ння криво!. Показало також, що величини середн1х квадратичних погр!шностей розрахункосих стр!л вигину ! перем1щень не зб1льшуються при виконани1 1терац!йного процесу сгладжування.

3 метою динам1чно! оценки стану одержаних розрахункових кривих, корм утримування кол!1, а такох для визначення екстремальних ситуаЩй воаемод!! рухомого складу ! кол!! виконан! досл!дження руху ек!ра*!в по кривол1Н!йним /альницям колИ, 8 рад!усачи 150 - 300м. ВнасуЦдок рочрахунк!ь виправки кривих по роэробленому автором методу, одержумть ронрахункову криву, в яко! на д!льницях . кругово! криво! р1зниця в сум!хних стр!лах вигину складае в!д 0 до 4мм. Величина ем!ни в!дносно! кпивиэни и наданому интервал! наперев ну. 1/12500, ш.о еначко менше 1/3000, прийнято! по нормам при поточному утриманню кол!!.

Цоол!дженни, виконан! в ВЩПЗТу для перев1рки правильное^ кривизни кривих, цоаволяють очерувати трьома основними трупами критерИв. Перша група - критерП планност! та комфортабельност! руху, друга - критерМ поперечно! сПикост! кол!! ! недопущения вючення колеса на рейки, трет1й - вимоги до эм!сту рейкових ниток по плавност! 1х окреслення.

3 урачуванням розроблено! в БШИЗТу методики. нами вианачен! величини деякич критерии, пристосованих до кол1! .промислових пшприсмотв. В основу !х визначення пежлапен! р1зн! швидкост1 рухомого окладу та р!зницн в сум1хних стр!лах вигину. Максимальна швидк!сть руху прийнята р1в'|1о! 40 км/гол.. яка В1ЛПОВ1дас !нс.трукц!! руху потяп?. на

КОЛИ ПрСМИСЛОРИХ 111ДПрИСМСТМ.

В табл.3 приведен! розультати обчислень величин непогаиених дс\1'ч1т1к>1<их пои*-корень. ^Величини доиуотимих значень рекомендован 1

16 '

ЫЩ13Т1.

Таблиця 3

Результат!! обчисленъ непогамэно! частили доцентрових прискорень

Шпкдк!сть, Р13НИЦЯ км/год. стр1л вигину, мм Величини доцентрових прискоренъ при:

вхдступи зми!а р.лтова в1д рад!уса зм1на правильно! в с\о!дн1х рад1уса, кривизн)),« перер1зах,8 Г „ м/сек~ м/секи м/сек~

вирах, рек. вирах, рек. вирах, рек

40 1 0.0025 0.15 0.0094 0.30 0.0027 0.60 40 2 0.0049 0.15 0.0099 0.30 0.Ü055 0.60 40 3 0.0074 0.15 0.0148 0.30 0.0032 0.60 40 4 0.0099 0.15 0.0108 0.30 0.0109 0.60

Досл1дження, Еиконачх для реал-но! криво! при швидкост1 руху 40 т/топ., покаэують, що одержан! значения а в 15 раз, а v в 55 раз менпИ гранично допустимих эначень нав1ть для маг1стралыю1 кол!1. .

Для визначення величин бокових сил, як1 виникають при розл4щах кол!! в план1, використана також методика БНДТЗТ. Отриман! п1сля розрахунк!в сшш, в &jjif?«HOCTi Biß pafliycie крив их iS5Q-iOOGm>, склали в1д «О до 50,7кн., сю менше гранично допустимих (IOO-iKIkh).

Розрахунки KOHiiiuleHTy CTiÜKOCTi пооти вкочеьня гр^беня колеса на эеики при руху р1зноман1тних *к1па*1В по криво! показали, ¡до BiH б1лыяе здиниц! i criHKioTb ек1паж1в забезпечсна.

ВиконаП! при участ! автора експчримрнтяльы доелiдлення е.а 1рнд:п провськлй i Молдавськ1й залк-няиях показали, що при pvxy еклт1в то криволш1йщ!м гмльнииям кол i i, Bi;ipixTOBaiiHUM по аапропсновачп» .(чтоднш . йдбчзпечуиться норматив'и показники вааг:миц| 1 коли ?а оухомого складу по величинам йокових сил, н^погалених прискорень, ¡anpvi'H а .'Лйм-iiiTnx HoncTDvraii i коли. Опоствр^чия н.-.« пр<>тн»1 2,ti jOKih псдедавк о'г.'Л1льку &utt>iiv oüiükv ыдахтоьжих кривих по мггуяъъ~<т;ы рог wxif.f.mt•,•'>б;|ЛЫ1К» вагоном,

1V

Пятий розпДл присиячений практичному використанк» методики роэрахунку кривих для конкретних умов експлуатацП еал1зиич1го1 колП як промислового, та« 1 магистрального.

Роэглянута «экономична ,ефективн1сть запропоновашгаго методу проектузашш кривих динамичного плавного окреслення. Виконан! розрахунки показують, ко варт!сть роб!т по р1хтовц1 кривих при реаШзацП перемшень, одерлсаних по мотодиц!, яка сапропонована автором, в 5-8 раз мзнше, ча при ирооктусашп геометрично правпльних кривих.

Приведен! можлив! папрямк» викориотання розробленого методу при переувлаатуваннг однорад!усних 1' . складових кривих, рекомендовано застосувашга розробленого програмного васобу для паспортизацН кривих. Роз глянут! мо.гливост1 застосувглня методу для обчислешш координат 1 побудови плану 1снуючо1 за^знично! колП промислових п1дпрмемств.

• ЗАГАЛЬШ ВИСНОВКИ 1 ПРОПШ!ШИ

I. Бико.чан! досл!дження по питанию норм утриманни зал1аничних кривих на осиоз1 иютрументальних вйомок к -д1- ргзноманггннх промислових п1дпркемств виявили. що в свош (Ильшостг кркв1 ексгглуатуються з поруогшшы 1снуючих норм. Встановлено, що прийнят1 в цей чао допуски на колП промислового транспорту е економгчно невиправданнкми í практично ваюп реал!зуються.

Розроблений новий метод розрахунку виправки зал1г.ничних кривих дозволить змениити обсяг р1хтовочних робхт при габезпечети 1х динаьачно! плавность Одержана достатньо висока точность обчислення розрахункових величин перем!шень 1 стри. вигину, В1дпала необх1Дн1сть викориотання в розрахунках р1аноман1гних припущень та обмемень, на в1дм!ну в1д широко в!домого засобу р1зниц1 евольвент, в яких ш допуиення необхши. Метод доэволяе виконуеати розрахунки однсрадгусних 1 складових кривих, 5-под1бних бее прямих вставок, кривих з фжсованими течками, здпюнювати розрахунки тыьки тих Д1льниць колП, що мхстяться з порушенням встановлених допуск1в, а також вр^жосувати обмекення на величина 1 напрями п^р-мщень.

. з. ВиьодеШ |{ормулн'лозволяють обчислювати координат« точок д1лення криво! i Еиконатп !х апроксимац!ю сгладжуючим полиюмом а метою обчислення величин перемглень i розрахункових стр1л вигину. Анал1а результат!в розрахуик!в виправки одн!х ! тих же кривих, виконаних pisHi'.mh засобами, показуе ефективн!сть розробленого автором методу; результате, обчислення величин перем!ы<?нь не заделать в!д прийнятого налряму poapaxyiiKin iBifl початку криво! до кшця чк навпаки).

4. По методии!, прийнято! на магхстраныий колИ, инконана динамична ouiura стану роарахункових кривих яка показуе, що при р!зницях в cyMixHiix отр!лах вигину до 4мм величини приросту непогашених доиентрових прискореиь в 10-15 раз, а величини бокових сил при р!?"их радиусах в 1,5 - 2 оаза мени! энкчень, як! допускаться нав1ть или маНстрально! кол1!. Ексмериментальн! досл^жеиня, проведен! на Прицнкфовоыий i Льв!вськ1Й зал1зницях э 1986 poicy по1саэупть доотатню стабглыпсть планового положения кривих, в!др!хтоЕатта по перемгщешшм, одержаними ¡то розробленому автором методу роарахунку. Динам1чк! досл!дженн:1, проведен! нами в 1990 року на Молдавськ1й аал!зшщ1 п!дтвердили, що динамi4Hi характеристики в!др!хтоваиних кривих не г.еревииують величин пояеречних, бскових i рамнпх сил, ик! допускаюгься 1снуючими нормами.

5. Виконан! доел. ,менмя по виеначенню неооххдног tomhocti зйочки кривих, EitMipy стрхл вигину 1 Е1др1гк1в д!лекня криво!, отчислению координат точок криво!. Досл!дженнями встановлеио, що точшеть в 1-£мм при подхлу криво! на вхдргзки i вим!р г;тр!л ьипшу е лостатньон» i Цхлиом реал!ауетъся неавтоматизованними засобами вйомки. В!дносиа дипйна norpiiiHlcTb положения кпшево! точки иодыу криво! при цьому склндав 1/5000- 1/8000, шо зкачно менше 1/2000, яка регламештуеться нормами. Ройглянута . Mo^jiiiDicTb визна.ечня координат а оастисур.йнмим електроино-оптичних лрилад1в. Складен! рекомендаиН, де принудит доьжини хорд при зйомках кривих pinmix рад1ус!в, ди^рениьювани;? залежно ыд величин в1/,юсних погрПяностей, прийнятих при натурних ним!pax.

6. !.1"Год рекоменду-оться для викгристання пр.; ро^рахуженл винргшки

кривих но tíльки аал1зиичноХ колх! промислових шдприсмсти, але i иапстралмшх, так як забезпечус М1н!ыальш трудовитрати на рххтовку кол И при dhkohbhhí иормативних вимог по Ix поточному утримувашйо.

7. По роэроблсн!й мстодицх автором складен! алгоритм i програми розрахунку Бипровки зал1зничних кривих на мои! програмування ЕЕлСКХ для псрсональних EGÜ.

Основн! полохення дисертацг! вгдображен! в слхдуичих роботах:

1. Зойин A.C., Генгач Н.Г. Рьцкональ"ые метода сьемки ж<.лезнодорохных путей.//ПромшленниЯ транспорт,-I977.-J? 2.-C.2I.

2. Лошкарев H.A., Ренгач Н.Г. К вопросу оценки точности динамического определения радиусов кривых железнодорожного цути//Исследования взаимодействия пути и подвижного состава: Мелгауз. сб. науч. тр./ Днепропотр. ии-т и гос. ж.-д. трансп. Днепропетровск.-1077.-вып. 188/18 С.60-69. .

3. Зюзин A.C., Ренгач Н.Г., Иаыекко А.П. Геодезическая сьсмка железнодорожных путей на предприятиях// Проиыялешшй Транспорт,-1979.

!? 5,-С. 20.

4. Лоакарев H.A., Ренгач Н.Г., Стеценко A.B. О расчете железнодорожных кривых промышленных предприятий//ПромшленниП транспорт, -1980.

¡5 з.-с.гз.

Б. Ренгач Н.Г. Расчет выправки йелезнодогюгчих кривых//Промьппленный транспорт, -1980.-» 6.C.I4.

6. Ренгач Н.Г. Исследование текущего содержания железнодорожных кривых путей промышленных предприятия по направлению в плане. Деп. рук. п ЦНШТЭИ MIE "Железнодорожный транспорт", 1983.-» Юреф. 2272-83, 17 с.

7. Генгач Н.Г. Технико-экономическое обоснование способов расчета выправки железнодо{ожных кривых; Деп.рук. в ЦНИГГЭИ MIE "Железнодорожный транспорт", 1984.-Р 10.реф. 2729-84, 16 с.

8. Рыбкин В.В., Ренгач Н.Г. Применение 3KÍ "Искра" для расчетов в курсовых и дипломных проектах по дисциплинам "Нелезнодорожный путь* и "Путевое хозяйство". Методические указания./Днепропетр.,ин-т инж. ж.-д. трансп. Днепропетровск.-1987.-С.45.

ДДТУЗТ/ДйТ/,р-т .Зам .-29,тир. 100,13.01.94