УДК 625.151.2

Омарова Б.А.

Казахский университет путей сообщения, г Алматы

РАСЧЕТ ШЕЙКИ РЕЛЬСОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ

Для определения гарантированного непревышения предела выносливости рельсов стрелочных переводов при совместном воздействии поездных нагрузок и увеличенном монтажном натяжении болтов был выполнен расчет шейки концов рельсов на выносливость.

Наибольшее увеличение крутящего момента при монтаже болтовых соединений происходит в стыковых и контррельсовых болтах типа Р50 – с 250Н.м до 600 Н.м – в 2,4 раза.

Расчет допускаемого предела выносливости шейки рельсов был выполнен для незакаленных рельсов Р50, использующихся в стрелочных переводах типа Р50, по первому от торца болтовому отверстию в зоне стыка. Рассматривалась монтажная затяжка болтов в диапазоне 250…750 Н.м, в соответствии с экспериментальными значениями М_кр.

Возникающие в зоне болтовых отверстий, по кромкам, максимальные результирующие напряжения (max) от монтажной и поездной нагрузок сравнивались с предельными допускаемыми напряжениями [σr] при соответствующей величине М_кр.

В качестве [σr] принято минимально вероятное значение при уровне вероятности Ф = 0,99865 (обычно принимаемое в инженерно-технических расчетах).

[σr] = r – λSr, (1)

где r – среднее значение предельных напряжений при соответствующих коэффициентах асимметрии при различной величине М_кр.

(2)

где σ_-1к – предел выносливости незакаленных рельсов при симметричном цикле напряжений в зоне отверстий, равен 195 МПа.

Результаты расчета приведены в таблице 1.

Расчетная величина предельных напряжений, в рельсах стрелочного перевода типа Р50 при величине крутящего момента М_кр = 750 Н.м не превышает предела выносливости, равного по ГОСТ 24182-80 для незакаленных рельсов 885 МПа. Исходя из полуенных в работе, близки к линейным зависимостям между М_кр и величинами табл. 1, после аппроксимации были получены значения r и [σr] при рекомендуемой величине М_кр = 600 Н.м, составляющие 0,86 и 686 МПа соответственно. Коэффициент запаса п,

(3)

составил при М_кр = 600 Н.м. – п = 2,71, непревышение [σ] -22%.

Таблица 1 – Уровень вероятности непревышения предельных допускаемых напряжений в шейке рельсов типа Р50

Крутящий момент, Мкр, Н.м.	Статистические характеристики
250	325	57,2	11,5	58,5	5,55	0,9999997
500	386	78,5	10,9	79,3	4,86	0,9999988
750	475	104,8	16,6	106,1	4,48	0,9999954

Расчет вероятности непревышения максимальными напряжениями в шейке рельса max предельно допускаемых напряжений [σr] по данным таблицы 1 показал, что напряжения в шейке рельсовых концов не превысят допускаемых величин при рекомендуемом М_кр = 600 Н.м с уровнем вероятности Ф = 0,999940, при М_кр = 750 Н.м – Ф = 0,999939.

Нормирующий множитель λ_ф >> 4, что является гарантом непревышения возможными напряжениями, возникающими в шейке рельсов от суммарного воздействия монтажной и поездной нагрузок, предельно допустимых напряжений для рельсов стрелочных переводов, в т.ч. Р50, при соответствующих величинах М_кр.