Jurnalul Politehnicii - Descrierea unei mașini de îndoit șine

Titlu:	Descrierea unei mașini de îndoit șină.
Autor:	Anonim
Referinţă:	1863, volumul 167, nr. CIII. (Pp. 412-422)
Adresa URL:	http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj167/ar167103

Cu ilustrații în Tab. VI.

Înainte de a intra în descrierea mai detaliată a acestei mașini de îndoit șine, vreau să discut despre aplicabilitatea acestor mașini și, pe | 413 | Pentru o mai bună înțelegere, discutați pe scurt câteva tipuri de curbură care până acum erau comune.

În timpul construcției căilor ferate mai vechi din nordul Germaniei, următoarea procedură practică a fost utilizată pentru a produce curbe constant slabe, care s-a păstrat până acum datorită simplității și practicității sale. Lângă calea ferată finalizată, pe partea convexă în fața capetelor pragurilor și pe partea concavă în fața capetelor traverselor intermediare medii, așa-numitele stâlpi curbați au fost conduși în subgrad și poziția căii a fost curând reglementată de pene de lemn între stâlpi și condus în capetele de traverse corespunzătoare, forțați mijlocul șinei în poziția corectă. Acest tip de cot de șină va continua să fie utilizat cu avantaj în cazul curbelor slabe de până la o rază de 500 de metri sau 0,01 metri înălțimea săgeții a șinei de 6 metri.

În construcțiile recente de cale ferată, din cauza condițiilor locale, pe șina lungă de 6 metri s-au folosit curbe de până la 200 metri rază sau 0,03 metri înălțime săgeată. Șinele curbelor de prezență au o îndoire egală. Dacă șuvița dreaptă și curbată a comutatoarelor se află pe aceleași traverse, după ce linia dreaptă a fost finalizată, se obișnuiește să înșurubați șinele curbei la articulații, să le legați și apoi să pătrundeți și să le cuieți mijlocul cu arborele de echilibrare cât mai mult posibil. Dacă unghiile de pe partea concavă sunt atât de puternice încât nu sunt împinse, atunci când trenul în mișcare este zguduit, șina curbată se va întinde până la jumătatea înălțimii săgeții prin tragerea traverselor de mijloc și a șinei corespunzătoare a căii principale de o dimensiune egală Deviere dată. Prin urmare, această procedură ar trebui respinsă.

Dacă totuși peletele de piatră obținute în timpul sablării sunt utilizate pentru materialul de așternut, nu mai este posibil să circulați în grămezi curbate. În acest caz, șinele trebuie să fie îndoite în prealabil. Fără o mașină de îndoit șină, acest lucru se face în felul următor:

Două traverse sunt așezate paralel una cu cealaltă, perpendiculare pe axa șinei, cu marginile lor exterioare la lungimea șinei, țin șina să fie îndoită deasupra acesteia la o înălțime determinată de experiment și o lasă să cadă uniform, astfel încât ambele capete să lovească traversele. Mijlocul se afirmă în virtutea propriei greutăți. După puțină practică, muncitorii obțin o astfel de siguranță în acest tip de curbă încât dau fiecare șină aproape exact înălțimea dorită a săgeții la a doua aruncare. Curba după care | 414 | Sina este curbată, dar are mai multă asemănare cu o hiperbolă decât cu un arc de cerc, iar șinele proaste se îndoaie sau chiar se rup.

Din acest motiv, o astfel de îndoire este privită de administrațiile feroviare - și în cele din urmă propriile șine - au fost proiectate mașini de îndoit și de întindere de cele mai variate tipuri. Unul dintre cele mai convenabile sisteme de construcție a acestora este prezentat în FIG. Trei role A, B și C sunt într-un triunghi între ele. Cel mai mic C poate fi aproximat sau îndepărtat de pe axa comună a, b din celelalte două după cum se dorește între limite, ca urmare a căruia se obține un grad mai mare sau mai mic de îndoire. Una sau două dintre role sunt rotite în jurul axei lor printr-un mecanism și astfel șina este rulată.

1) a poziției celor trei role între ele și în măsura în care se presupune că aceasta este constantă:
2) cu privire la natura materialului, iar acest lucru se presupune că este același:
3) pe gradul de duritate pe care l-a atins fierul în timpul răcirii mai rapide sau mai lente și, în cele din urmă
| 415 | 4) pe diferențele de material și duritate ale fibrelor interioare și exterioare ale aceleiași atele.

Două șine, la care semifabricatele au fost îngropate într-un cuptor și care au fost laminate din același cuptor de sudură, pot atinge o înălțime diferită a săgeții cu mașina de îndoit în aceeași poziție.

Diferența de îndoire a șinelor diferite este de până la 0,02 metri pentru șine diferite de aceeași secțiune transversală în aceeași poziție a mașinii. Prin urmare, nu este posibil să se determine o scală pe dispozitivul de reglare a unei mașini de îndoit șine prin intermediul căreia s-ar putea îndoi șinele după cum se dorește.; Îndoirea corectă trebuie realizată pentru fiecare șină individuală prin experiment și se obțin următoarele rezultate:

Dacă o șină trebuie să fie îndoită cu 0,02 metri înălțimea săgeții și dacă se atinge doar 0,01 metri în prima rulare, atunci rola inferioară va fi introdusă de două ori η 2 Fig. Dacă îl răsuciți din nou, puteți obține 0,25 metri în loc de înălțimea așteptată a săgeții de 0,2 metri. Dacă încercați să vă îndoiți puțin, șina devine din nou în mod neașteptat aproape dreaptă.

Astfel de rezultate sunt foarte surprinzătoare și descurajante pentru ofițerul de supraveghere. Motivul se regăsește în armonia perturbată menționată mai sus a modului de acțiune a fibrelor individuale într-o secțiune transversală a șinei. Prin urmare, mașina de îndoit șină își pierde o mare parte din valoarea sa practică, care, totuși, poate fi restaurată printr-un aranjament adecvat.

Este foarte greșit să doriți să direcționați o mașină de îndoit către fiecare curbă pentru a face îndoirea acolo în timpul suprastructurii. Deoarece îndoirea șinelor la o anumită înălțime a săgeții nu poate ține pasul cu așezarea și, în astfel de cazuri, pierderea de timp reprezintă bani, domnii antreprenori nu simt multă dorință de a se familiariza cu mașina complet necunoscută. Ei preferă tipurile mai vechi de coturi prin intermediul unor stâlpi curbați sau aruncând șinele, iar oficialii se simt obligați să ia dorința generală de a închide ochii. Mașina este apoi târâtă în jurul traseului conform reglementărilor și ar trebui să ajungă într-adevăr la un moment dat, dar rar folosită.

Dacă cineva cade de la cel mai înalt centru de greutate, Fig. 19 a unui vagon perpendicular pe planul celor două margini superioare ale șinelor fg, atunci, dacă un tren expres trebuie să urle prin curbă cu aceeași securitate în ceea ce privește rotirea, întrucât un vagon stă liniștit în el, R rezultat din forța centrifugă P la cea mai mare viteză v și forța de greutate G deviază la fel de departe în afară de perpendicular ae pe măsură ce direcția ad a forței de greutate se îndepărtează de ea spre interior.

Pentru o rază de curbă r este forța centrifugă

și tangul α al unghiului pe care îl formează direcția R rezultantă cu perpendiculara

tang α = ab/bc = P/G = v ² G/grG = v ²/gr

β = α/2, adică pentru unghiuri mici tang β = tang α/2 = v ²/2 gr .

Planul marginii superioare a șinei formează o bucată din învelișul conului, al cărui vârf este în jurul r tang β este sub planul orizontal;

h = r. v ²/2 gr = v ²/2 g,

deci h este o cantitate constantă.

Viteza w la care un tren de pe pistă înclinat în acest fel atacă în mod egal cele două șine, prin urmare R rezultat cade în direcția ae:

tang β = w ²/gr = v ²/2 rg

w ² = v ²/2 sau w = v/√2, aproape 2/3 v .

Dacă v corespunde vitezei trenului expres, 2/3 v va fi aproape viteza trenului de marfă.

În cazul unei elevații, corespunzătoare unghiului β, flanșa roții se apasă de șina exterioară cu o forță p;

și R = P/sin α, adică p = P sin β/sin α; pentru unghiuri mici

Pe rutele pe care trenurile trebuie să circule de obicei la viteză maximă prin curbe slabe, cantul a fost luat chiar mai mare. Devine

β = α, adică tang β = v ²/gr sau h = v ²/g,

trenul expres nu se apasă de șina exterioară cu vreo forță laterală, așa că va ciocni înainte și înapoi în linia de curbă extinsă, similar cu o linie dreaptă dacă linia este prea largă. Prin urmare, exagerarea nu trebuie luată niciodată atât de mare, chiar dacă altfel este permisă. Limita cantului apare atunci când G cade prea aproape de șina interioară f, adică trăsura se află într-un echilibru instabil. Într-un astfel de caz, s-a întâmplat ca vagoanele încărcate strâmb să cadă când un tren s-a oprit în curbă. Unde intervine limita depinde doar de proiectarea vagoanelor. Este foarte regretabil faptul că căile ferate mai noi, care trebuie să-și lase trenurile să circule cu mare viteză prin curbe puternice, își construiesc autoturismele iresponsabil de sus, doar pentru a le oferi o reputație mândră.

Descrierea utilajului. Mașina de îndoit șină, din care Fig. 14 este vedere, Fig. 15 este o secțiune transversală conform LK, Fig. 16 este o secțiune pe jumătate orizontală în partea de sus și o vedere de sus cu role lipsă etc., și în cele din urmă Fig. 17 este o secțiune transversală OP reprezintă, a fost folosit în construcția căii ferate stânga-renă.

Două role A și B cu axele a și b se află în lagăre fixe în două cadre fixe J, J conectate prin bare de distanțare. O a treia rolă C atârnă cu axa sa c în două consolă i, care se desfășoară în montanții J și se termină cu două șuruburi i, i în partea de sus. Aceste șuruburi intră în două piulițe de alamă k, k, care sunt așezate rotativ pe capacele suportului. Roțile melcate sunt aruncate pe piulițele k, care sunt deplasate simultan de arborele melc comun e, e cu manivela atașată la acesta, prin care șurubul și cu aceasta rola inferioară C pot fi ridicate și coborâte uniform. O diviziune conform η 2 Fig. 18, determinată prin experiment, poate fi aplicată roții melcate. Pe arborele a și b al rolelor fixe A și B stau cele două roți dințate G și H, în care se angrenează angrenajul comun F. Acesta din urmă este așezat pe arborele d, d, care în FIG. 15 trece spre stânga, montat în consolă, iar pe capătul său de cap poartă angrenajul D, care se cuplează în angrenajul E al arborelui cotit e. Fig. 15 arată calibrul șinei turnate în rolele din stânga, un calibru pătrat în jurul | 419 | pentru a întinde șinele care au fost îndoite în direcție verticală. Mașina este înșurubată pe un vagon mic de tren.

Raporturile de forță ale mașinii de îndoit șină pot fi calculate după cum urmează:

Dacă șina Fig. 18 intră în role în direcția μδ, aceasta atinge circumferința rolei A la δ și i se dă o deviere ηλ = m pe calea δε. Pentru a oferi șinei o deviere în lungimea εδ sau aproape ab = l, o forță trebuie să acționeze asupra ei în direcția cη

P = 48 (m. EB)/l³.

În cazul de față, B este momentul de inerție al unei secțiuni a șinei stânga-Rhenish aproape = 4; modulul de elasticitate. E = 25000000 lbs inch greutate, l = 18 "prusac.

P = (48. 25000000. 4)/5832 m = 823045. m

Sina este tensionată împotriva rolei A în punctul ε cu o forță P ¹ = 1/2 P .

Tensiunile șinei se comportă (între limite) ca deviațiile. Deci, există o tensiune la un punct x al traseului δε, a cărui axă de rază formează unghiul α cu αε și care se află la o distanță n sub φδ

S = P¹n/φε = n/2 m P¹ = P/4 m n

și acolo, după cum se poate vedea din FIG,

n = r (cos α - cos β)

I. S = Pr/4m (cos α - cos β).

Forța K, care acționează în punctul x, menține echilibrul la circumferința rolei tensiunii S.

= Pr/4 m sin α (cos α - cos β)

K = Pr/4 m (sin α cos α - cos β sin α)

dK/dα = Pr/4 m (- sin α ² + cos α - cos β cos α) = 0

2 cos ² α - cos β cos α - 1 = 0

cos α ² - cos β/2 cos α = 1/2

(cos α - cos β/4) ² = 1/2 + cos ² β/16

Formula rezultă din figură:

IV. Cos β = (r - 2 m)/r = 1 - 2 m/r .

Să luăm m = 1 "Pruss. ca o penetrare maximă, care corespunde unei raze de 40,5 ', este

IV. Cos β = 1 - 0.1666/5 = 1 - 0.0833 = 0.9667 (β = 15º)

I. S = Pr/4 m (0,9889-0,9667) = (823045,5)/4 0,0222

S = 22840 lbs inch greutate.

II.K = 22840. sin α = 22840. 0.1487 = 3396 lbs inch greutate.

Cu o ușoară neglijare, S acționează individual asupra fiecăruia dintre cele două role superioare și dublu asupra celei inferioare, adică în poziția corespunzătoare unghiului α, 4 S = 91,360 lbs.

Cele două role superioare au știfturi de 2 ", cea inferioară are știfturi de 2 1/2", deci ținând cont de fricțiunea celuilalt știft, putem presupune o medie de 2,25. Fricțiunea jurnalului

k =	8 p. 1,125 u/(5-1,125 u) = 182720. 0,023 (μ = 0,1)
k =	Greutate 4202,5 lbs inch
K +	k =	Greutate de 7600 lbs inch.

În traducerea de la 1:30 mecanismul de mișcare trebuie să acționeze asupra manivelei

7600/30 = 253 lbs inch weight.

Prin urmare, trebuie să fie manevrat de patru bărbați, fiecare având 65 de lire de inci de lucru; Cu toate acestea, acest efort durează doar un moment și este depășit oarecum de impulsul, deși mic, al mașinii.

Dacă capul șinei a avansat până la punctul ε, atunci S = 1/2 P și sin α = 0, adică

Este, totuși, o iluzie. La stabilirea formulei sa presupus că arcul εηϑ este tangent la cele trei role și acest lucru a avut până acum o influență redusă asupra calculului. Dar diferitele n ', n' 'se comportă ca l' ³ l '' ³ corespunzător, deci ecuația curbei y ³ - ax este cea a parabolei cubice.

Un punct ξ al curbei șinei este sub curbă, după care șina se mișcă, prin urmare, trebuie ridicat de rola C din poziția sa naturală. Forța Q necesară pentru aceasta, destinată să acționeze asupra șinei în direcția ϑε, se calculează după cum urmează:

Ql = (ΣS + S '+ S' '' + S '' '' + S n)/n. m

și întrucât tensiunile sunt proporționale cu deviațiile

Q = Pm/2 l = 823045 m²/36;

Q = greutate de 158,7 lbs inch.

Acum 2 P acționează asupra fricțiunii jurnalului și generează frecare

q = 4 P. 1,125 u/(5 - 1,125 u) = 3292180. 0,023 m = 6312 lbs inch weight;

astfel Q + q = 6470 lbs inch weight;

pe manivela deci 6470/30 = 216 lbs.

Prin urmare, fiecare dintre cei patru bărbați lucrează încă la 54 de lire sterline în inci. Astfel de îndoituri ascuțite apar, de asemenea, numai pentru inelele rotative și în acest caz este preferată laminarea multiplă.

Pentru o curbă de raza de 50 °, deviația are 0,0055 "peste 18" lungime; dacă presupunem tranziția în ceea ce privește curba din spate m = 0,02 ", atunci:

IV. Cos β = 0.992 (β = 7º)

III. Max Cos α = 0,99735 (α = 4º 10 '20 ")

II.K = 400 lbs greutate inch

k = 1013 lbs greutate inch.

Manivela trebuie să acționeze 1413/30 = greutate de 47 de lire inci; astfel doi bărbați cu câte 23 de lire sterline fiecare cu cea mai mare valoare K .

Dispozitivul de acționare are un raport de transmisie de 3500: 1. Cu 50 lbs. Presiunea pe manivela de mână, schimbarea este

m. 823045 = 50. 3500

m = 175000/823045 = 0,21 "Prusia. pe lungimea de 18 "

neglijând fricțiunea, iar P este în acest caz

P = 823045. 0,21 = greutate 172,839 lbs inch.