Определение количества отказавших шпал по износу древесины под подкладками

Таблица 2.1

Исходные данные

Деревянные шпалы заменяются из-за гниения и механического износа. Эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга. В России принята система выборочной смены шпал, кроме капитального ремонта, при котором шпалы заменяются сплошь.

Дефекты шпал:

- продольные трещины с обнаженной непропитанной древесиной, расколы на торцах;

- износ древесины под подкладками на глубину до 20 мм для шпал I сорта;

- разработанные отверстия для прикрепителей;

- гниль древесины на верхней части и в зоне подкладки глубиной до 20 мм для шпал I типа;

- выколы кусков древесины между трещинами;

- поперечные изломы;

- загнивание торцов.

Под интенсивностью образования углублений под подкладки вертикальная средняя по площади подкладки и осредненная величина, износа древесины, образующаяся после пропуска 1 млн.

Во ВНИИЖТе в результате экспериментальных и теоретических исследований была получена формула для определения необходимого условия прочности деревянных шпал на основе обеспечения надежности пути

(2.1)

где h` - расчетная величина износа шпал под подкладками при заданном уровне вероятности, мм; [h]- допускаемый износ древесины шпал под подкладками, мм; λ_h - коэффициент связи между значениями заданного уровня их вероятности с наиболее вероятным (средним) значением

(2.2)

где σ_ср - напряжение сжатия в шпале под подкладкой, осредненное по площади подкладки, кгс/см²; γ - коэффициент связи между средней нагрузкой на рельс и эквивалентной.

(2.3)

где С_р – коэффициент изменчивости колесных нагрузок (отношение среднеквадратичного отклонения к среднему значению С_р = 0,2); n - коэффициент аппроксимациии (определяется экспериментально, принимается n = 4); К - безразмерный коэффициент учета условий работы шпал и породы древесины; К_t - безразмерный коэффициент учета времени эксплуатации шпал.

Безразмерный коэффициент учета условий работы шпал и породы древесины определяется по формуле

К = К_R ∙ К_эп ∙ К_б ∙ К_р ∙ К_с ∙ К_п ∙ К_пр, (2.4)

где К_R, К_эп, К_б, К_р, К_с, К_п, К_пр - безразмерные коэффициенты учета работы шпал в зависимости от радиуса кривой, эпюры, рода балласта, типа рельсов, породы древесины и типов скреплений соответственно.

К = 1,43 ∙ 0,78 ∙ 1,00 ∙ 1,01 ∙ 1,006 ∙ 2,32 ∙ 0,34 = 0,89;

γ = 1 + 0,94 ∙ 4 ∙ 0,2² = 1,15;

Численное значение коэффициента K_t можно определить поформуле

(2.5)

где t - время эксплуатации шпал, лет.

(2.6)

Зная ψ_h ,находится значение интегральной функции распределения вероятностей износов, в которой ψ_h является верхним пределом интегрирования и независимой переменной

Ф(h) = - 0,4591.

По значениям Ф(h) находятся отказы деревянных шпал по износу древесины под подкладками в процентах от общего количества шпал в пути, требующих ремонта

(2.7)

Так же находятся отказы деревянных шпал для других грузонапряженностей.

При Т = 26,5 млн. т в год

Ф(h) = - 0,4306;

При Т = 13,25 млн. т в год

Ф(h) = - 0,3315;

При Т = 6,625 млн. т в год

Ф(h) = 0,0478;

При Т = 3,3125 млн. т в год

Ф(h) = 0,4875;

Результаты расчетов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2.

Результаты расчетов

На основании данных таблицы 2.2. строится график зависимости износа деревянных шпал от грузонапряженности (рисунок 2.1)

Рис.2.1. График зависимости износа деревянных шпал от грузонапряженности

Вывод: по результатам расчета процент отказавших шпал в данных условиях составил 95,91 %.

Поиск по сайту: