2 Визначення марки хрестовини, її геометричних розмірів та довжини прямої вставки

2.1 Визначення марки хрестовини і довжини прямої вставки

Марка хрестовини − це тангенс кута хрестовини, виражений простим дробом (1/N). У знаменнику знаходиться показник марки хрестовини.

Значення кута хрестовини можна одержати, вирішуючи рівняння проекції розрахункового контуру стрілочного переводу АВСО на вертикальну вісь (рис.3.1):

.

(2.1)

Безпосередньо це рівняння вирішити не можна, тому що у ньому є три невідомих величини:

− радіус перевідної кривої R;

− пряма вставка d;

− кут хрестовини  (кут хрестовини − це кут між робочими гранями сердечника хрестовини).

З рівняння очевидно, що чим пологішим (більшим) буде радіус перевідної кривої, тим менше при одному й тому ж значенні кута  (тобто при незмінній марці хрестовини) буде величина прямої вставки. Збільшенням прямої вставки можна домогтися зменшення радіуса перевідної кривої. Збільшити пряму вставку при незмінному радіусі можна, зменшуючи кут , тобто шляхом уположення марки хрестовини.

Для рішення рівняння (2.1) необхідно попередньо задатися частиною невідомих величин. Звичайно радіус перевідної кривої у першому наближенні приймається рівним радіусу вістряка в другій його частині, тобто . Цим забезпечується плавність обрису рейкової нитки по боковому напрямку і більш плавний рух екіпажів, ніж у випадку застосування різних значень радіусів і R.

Рисунок 2.1  Схема розрахункового контуру стрілочного переводу

Пряма вставка d необхідна для того, щоб забезпечити прямолінійний напрямок руху екіпажа до входу в горло хрестовини. Крім того, вона повинна бути такої величини, щоб забезпечити прямолінійність робочої грані вусовика в передній частини хрестовини і сердечника по боковому напрямку (це необхідна умова симетричності хрестовини щодо її бісектриси − при цьому хрестовина буде однаковою для лівого і правого переводів). Для виконання першої умови пряма вставка повинна бути не менше 2 м, другої − пряма вставка повинна бути більшої за передню частину хрестовини на довжину половини накладки (накладка так, як і вусовик, повинна бути на прямій частині рейки перевідної кривої).

У цьому випадку мінімальне значення прямої вставки може бути визначене з залежності

,

(2.2)

де G і D − конструктивні параметри, що забезпечують складання переднього стику хрестовини (рис. 2.2 і 2.3). Їх значення в залежності від типу хрестовини приведені в табл. Д2.2;

n_min − конструктивний запас, дорівнює 500 мм, що враховує можливу різницю між теоретичною мінімальною довжиною хрестовини і її практичною довжиною.

Приймаючи у формулі (2.1) d=d_min, одержуємо рівняння, з якого можна визначити кут хрестовини і марку. Цей кут буде оптимальним, оскільки забезпечується сталість кривизни в межах усієї перевідної кривої, а мінімальна довжина прямої вставки дозволяє запроектувати хрестовину з прямолінійними робочими гранями.

Вирішуючи рівняння (2.1) і (2.2) щодо  і ввівши деякі додаткові позначення, одержуємо таке зведення формул для визначення марки хрестовини:

(2.3)

d0 = 0.406+		0.8	=1.306 м
		2
C=350.729cos(0.0360512)+0.304−1.52=349.208 м
tgφ=	350.729−0.064			=268.43158 рад
	1.306

α=1.567071−arcsin	349.208sin(1.567071)	=0.087549 рад
	350.729−0.064

	N=	1	=12
		0.083333

В цих формулах:

 − допоміжний кут;

C − скорочене позначення в рівнянні (2.1) усіх складових, що не залежать від кута .

Отримане в результаті вирішення цих формул оптимальне значення показника марки N необхідно округлити у більшу сторону. Можливо округлення й у меншу сторону. Можна також прийняти інше заздалегідь задане або необхідне значення марки хрестовини. Після зміни показника марки хрестовини N, тобто по суті після прийняття конкретного кута , визначається фактичне значення прямої вставки

.

(3.4)

d=	1.52−0.304−350.729[cos(0.0360512)−cos(0.087549)]	=3.729 м
	sin(0.087549)

Одночасно з цим за формулою (2.2) для прийнятої марки хрестовини визначається нове мінімальне значення прямої вставки d_min при збереженні прийнятої раніше умови .

Отримане по (2.4) фактичне значення прямої вставки необхідно зіставити з мінімальним припустимим. Якщо розрахована при новому значенні марки хрестовини пряма вставка буде більше мінімального її значення, то ці марку і радіус кривої можна прийняти для подальшого розрахунку переводу.

Необхідно враховувати, що наявність занадто великої прямої вставки (на кілька метрів більше за мінімальне значення) вказує на нераціональне і занадто велике значення показника марки хрестовини. Це, в свою чергу, веде до зайвого збільшення довжини переводу. У цьому випадку бажано повторити розрахунок при менших значеннях показника марки хрестовини.