Определяем ширину колеи, при которой возможен провал колеса внутрь колеи

Зазоры между гребнями колес и рельсами могут меняться не только из-за наличия допусков в содержании колесных пар и ширины колеи. В процессе движения гребни колес вызывают упругие отжатия рельсов, которые доходят до 2 - 4 мм. Величина отжатия зависит от типа рельса, состояния скреплений и шпал, нагрузки на оси и скорости движения, Если учесть эти отжатия, то зазоры увеличиваются.

Ширина рельсовой колеи зависит от конструкции (очертания и размеров) колесной пары и определяется из двух условий:

1. Недопустимости провала колес внутрь колеи. Опасность провала может возникнуть при ширине колеи, когда колеса покатится по рельсу той своей частью, которая имеет коничность 1/ 7. В этом случае возможно расширение рельсовой колеи.

Считается недопустимой такая ширина колеи, при которой точка перехода коничности поверхности катания колеса 1/20 в 1/7 совпадает с началом закругления головки рельса. В таком случае максимально допустимая ширина колеи (S) составит:

S_max=q_min+ μ + T_min+ B - b - l,

где q - минимально допустимая толщина изношенного гребня колеса, мм;

q = 25;

μ - утолщение гребня выше расчетной плоскости, мм;

μ = 1 (для вагонных колес);

T_min - минимальная величина насадки, мм;

T = 1437;

B - полная ширина вагонного колеса, мм;

B = 130;

b - расстояние от наружной грани колеса до точки перехода коничности 1/20 в 1/7, мм;

b = 30;

l - горизонтальное расстояние от начала закругления головки рельса до ее рабочей грани, мм;

l = 13

S_max= 25 + 1 + 1437 + 130 - 30 - 13 = 1550 (мм)

2. Недопустимости заклинивания колес. Опасный предел ширины колеи по ее сужению определяется наибольшим возможным расстоянием между рабочими гранями гребней вагонных колес.

В таком случае минимально допустимая ширина колеи составит:

Smin= Tmax +2∙qmax+ 2∙μ,

где T_max - максимальная величина насадки, м;

Tmax = 1443;

qmax - толщина неизношенного гребня колеса, мм ;

qmax = 33;

Smin= 1443 + 2∙33 + 2∙1 = 1511 (мм).

Таким образом, исходя из приведенных выше условий и учитывая влияние изгиба осей колесных пар на уменьшение величины насадки, а так же упругое уширение колеи при прохождение колесной пары не допускается ширина колеи менее 1512 и более 1548 мм.

S_max= 25 + 1 + 1437 + 130 - 30 - 13 = 1550 (мм)