Определение оптимальной ширины колеи

За расчетную схему примем такую, при которой экипаж своим наружным колесом передней оси жесткой базы прижимается к наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы либо занимает радиальное положение, либо стремится его занять, и центр поворота экипажа находится на пересечении этого радиуса с продольной геометрической осью жесткой базы экипажа. При этом:

во всех случаях определенная расчетом оптимальная ширина рельсовой колеи не должна превышать максимума S _max = 1535 мм, установленного ПТЭ;
если расчетная ширина колеи S _к будет больше S _max, то следует перейти к определению минимальной допустимой ширины колеи, приняв соответствующую расчетную схему;
если расчетная ширина колеи S _к получится меньше нормальной ширины на прямом участке пути (S ₀ = 1520 мм), то это означает, что конструктивные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа позволяют ему проходить кривую данного радиуса без уширения колеи. В таком случае ширина колеи S _к должна приниматься по ПТЭ в зависимости от радиуса.

Рис. 3 – Расчетная схема положения экипажа в кривой для определения оптимальной ширины колеи

Рассмотрим случай определения оптимальной ширины рельсовой колеи S на кривой радиусом R из условия вписывания экипажа с трехосной жесткой базой L ₀ (рис. 3). Примем следующие обозначения:

q = (Т + 2 h + 2μ) – ширина колесной колеи;

С – центр поворота экипажа;

λ – расстояние от центра вращения экипажа до геометрической оси первого колеса (для данного случая, как видно из рис. 3, λ = L ₀);

b ₁ – расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом;

f _н – стрела изгиба наружного рельса (при хорде АВ);

S – ширина рельсовой колеи в кривой;

∑μ – сумма поперечных разбегов осей.

Из (рис. 3) видно, что при ∑μ = 0 S = q + f _н; при ∑μ ≠ 0 S = q + f _н - ∑μ,.

Экипажем, требующим наибольшей ширины колеи будет тот, который имеет q _max. Тогда, учитывая допуск на сужение колеи 4 мм, в общем виде выражение для S будет таким: