Габарит рухомого складу (від французького слова gabarit) - це граничні зовнішні обриси предметів, споруд і пристроїв, що визначають можливість безпечного переміщення будь-якого предмета серед інших.
Безпечне транспортування в складі поїзда або окремо, а також робота шляховий машини можлива тільки при дотриманні габаритів.
При роботі машина контактує з робочою елементами шляху, при цьому повинен бути гарантований вільний пропуск поїздів по сусідній колії на двоколійних ділянках і станційних коліях.
Під час транспортування повинно бути виключено дотик робочими органами машини споруд, пристроїв та вивантажених уздовж шляху матеріалів, не призначених для безпосередньої взаємодії з рухомим складом. У транспортному положенні робочі органи машини закріплюються стопорними пристроями.
Поздовжні розміри шляховий машини вибираються конструктивно і розрахунковим шляхом, виходячи з її компонування з урахуванням технології робіт і послідовності розташування робочих органів, розподілу навантажень, проходження кривих і сполучень ділянок шляху, динаміки руху і т.д.
Допустимі компонувальні розміри машини в її поперечних перетинах за умовами транспортування визначаються за розрахунковою методикою. Встановлено такі габарит рухомого складу (рис. 1):
Мал. 1. Верхнє обрис габариту наближення споруд
а- Ia - Іб - IIа - ІІІА - III - II - лінія наближення споруд і пристроїв на електрифікованих лініях; I - лінія наближення споруд і пристроїв на шляхах, електрифікація яких виключена; 3 - 10 -лінія наближення будівель, споруд і пристроїв (крім мостів, тунелів, галерей, платформ), наприклад, опор контактної мережі; 14 - 14 - лінія наближення споруд і пристроїв, що не відносяться до шляху (кабелів, трубопроводів, фундаментів будівель, опор і т.д.); б - Розташування шляховий машини в розмірі не наближення будівель та рухомого складу: 1 - габарит наближення споруд; 2 - габарит рухомого складу; 3 -будівельне обрис шляховий машини; 4 - проектне обрис шляховий машини
габарити наближення будівель 1, - граничні поперечні (перпендикулярні осі колії) обриси, всередину яких, крім рухомого складу не повинні заходити ніякі частини споруд та пристроїв, а також що лежать біля колії матеріали, запасні частини і обладнання, за винятком частин пристроїв, призначених для безпосереднього взаємодії з рухомим складом (наприклад, контактний провід з елементами кріплення), за умови, що положення цих пристроїв у внутрігабарітном просторі пов'язане з взаємодіючими частинами п ресувні складу, але вони не можуть викликати зіткнення з іншими елементами рухомого складу;
габарит рухомого складу 2 - поперечні обриси, в яких, не виходячи назовні, повинен розміщуватися встановлений на прямій горизонтальній ділянці шляху (при найбільш несприятливому становищі в колії і відсутності бічних нахилів на ресорах і динамічних коливань) як в порожньому, так і в навантаженому стані, причому не тільки новий рухомий склад, а й має максимально допустимі знос;
будівельне обрис рухомого складу 3 - поперечний обрис, що отримується двостороннім зменшенням габариту рухомого складу на розрахункову величину Ei, за межі якої не повинна виходити жодна частина новозбудованого рухомого складу в ненавантаженому стані при знаходженні на прямій горизонтальній колії при поєднанні його поздовжньої серединної площини з віссю шляху;
проектне обрис рухомого складу 4 - поперечний обрис, що має розміри, зменшені в порівнянні з розмірами будівельного обриси на величину плюсових допусків δi на виготовлення і ремонт.
Габарити наближення будівель (рис. 1, а): С - для споруд і пристроїв загальної мережі залізниць дороги, під'їзних шляхів від станцій примикання до території промислових і транспортних підприємств; СП - для споруд і пристроїв, що знаходяться на території підприємств і між територіями промислових і транспортних підприємств; 1-СМ - для споруд і пристроїв залізничної колії колії 1435 мм.
Залежно від полігону звернення і роботи колійної машини, вона повинна бути вписана в габарити рухомого складу (рис. 2, а): Т - для рухомого складу, що звертається по шляхах, де гарантовано дотримання габаритів наближення споруд С і СП; 1-Т - для рухомого складу зі зверненням по всій мережі магістральних і промислових железнихдорог СНД, країн Балтії, Монголії без обмежень (рис. 2, б).
З цього габариту будуються шляхові машини, не призначені для експорту, крім згаданих країн; 1-ВМ, 0-ВМ, 02-ВМ, 03-ВМ - для рухомого складу з різними ступенями обмежень на звернення по мережах зарубіжних залізниць (рис. 2, в, г, д, е).
Мал. 2. Верхні обриси габаритів рухомого складу
Встановлення розмірів поперечного перерізу шляховий машини з умови вільного проходження її по залізничній колії називається вписуванням в габарит рухомого складу. Розрахунок вписування машини в габарит зводиться до визначення її поперечних розмірів. Відповідно до ГОСТу максимально допустима ширина машини за будівельним обрису 2 В i мм, на різних висотах від УВГР визначається в розрахункових перетинах (рис. 3) за формулою:
де B 0 - половина ширини розрахункового габариту рухомого складу, мм; Ei (Е н - зовнішнє, Е о - опорне, Е в - внутрішній, Е р - робоче обладнання) - розрахункове зменшення половини ширини габариту, мм.
Мал. 3 Поздовжні розміри і характерні перетини шляховий машини при розрахунку її будівельних обрисів
При розрахунку вписування шляховий машини в габарит рухомого складу 1-Т використовуються дві розрахункові схеми:
схема а - машина знаходиться в кривій розрахункового радіуса R = 200 м. У такій кривій влаштовується розширення габариту 1-Т з двох сторін на величину k 3 = 180 мм, яке прийнято для розрахункового (стандартного) вагона, що має шкворневую базу l = 17 м при загальній довжині корпусу 24 м.
Розрахунковий вагон має однакову величину бокового віднесення внутрішнього перетину в середині пролітної частини і крайніх зовнішніх перетинів, рівну k 3;
схема б - машина знаходиться на прямій ділянці шляху.
В результаті розрахунку вибираються менші поперечні розміри перетину, при яких гарантовано вписування в габарит при будь-яких умовах руху.
Для розрахункового поперечного перерізу машини величина Ei складається з суми бічних відносяться розглянутого поперечного перерізу її корпусу від осі колії. Перша група відноситься направляючого поперечного перерізу корпусу обумовлена зазорами між гребенями колісних пар і рейками, бічними люфтами q колісних пар в буксах і люфтами w в шкворневих вузлах з'єднання візків і корпусу (рис. 4, а).
Сумарний віднесенні, мм, викликаний цими факторами дорівнює 0,5 (S - d) + q + w. Тут S - максимальна ширина колії з урахуванням розширення в кривій і плюсового допуску на утримання (S = 1 546 мм - для кривої і S П = 1530 мм - для прямої), d = +1487 мм - мінімально допустимий в експлуатації відстань між розрахунковими точками гребенів колісних пар; q + w визначається конструктивними особливостями ходових частин (в першому наближенні, приймається q + w = 25 мм для букс на підшипниках кочення).
Мал. 4 Схеми до визначення стосуються
а - корпусу шляховий машини: 1 - вісь шляху: 2 - вісь симетрії колісної пари, зміщеною на величину S - d; 3 - вісь симетрії рами візка, зміщена на величину люфту в буксах q; вісь симетрії корпусу машини, зміщена на величину люфту шкворневого вузла w; б - бічних відносяться корпусу машини в кривій для внутрішнього і зовнішнього перетинів; в - відноситься, викликані зсувами шкворневих вузлів ходових візків
При русі машини по прямій ділянці шляху найбільше зменшення будівельного обриси для внутрішнього перетину буде в разі, вибірки зазорів і люфтів в одну сторону, тобто бічний віднесенні буде дорівнює відносяться в напрямних перетинах. Для зовнішнього перетину несприятливим є випадок, коли зазначена вибірка в двох напрямних перетинах сталася в різні боки. В цьому випадку відносять перетину, мм:
Друга група відноситься розглянутого поперечного перерізу машини пов'язана з її перебуванням в кругової кривої радіуса R. Застосувавши теорему про відрізки перетинаються хорд кола, можна скласти співвідношення (рис. 4, б):
де Y В - бічний відносять до центру кривої розрахункового внутрішнього перетину, пов'язаний з кривизною шляху, мм.
Нехтуючи величиною Y В порівняно з R, отримаємо співвідношення:
де k 2 = 2,5 мм / м2 - коефіцієнт приведення для розрахункового радіусу кривої; R = 200 м і поздовжніх розмірів, що вимірюються в м.
Для визначення бокового віднесення Y Н зовнішнього перетину від центру кривої проведемо умовну пряму, паралельну осі корпусу машини на відстані віднесення. Застосувавши теорему про відрізки перетинаються хорд для цього випадку, бічний віднесенні зовнішнього перетину (рис. 4, в), мм;
Возовий екіпаж шляховий машини має додатковий віднесенні викликаний зсувами шкворневих вузлів щодо осі шляху в кривій. Використовуючи описаний вище підхід, можна показати, що таке зміщення для ходової візки (рис. 4, б), мм:
де p, p Б - жорстка база ходового візка з єдиною рамою і довжина балансирной балки (при зчленованою візку), м.
Провівши підсумовування складових відносяться для випадку а, отримаємо обмеження половини ширини габариту, мм:
- для направляючого перерізу:
- для внутрішнього перетину:
- для зовнішнього перетину:
Якщо вираження в дужках з наявністю розширення габариту k 3 приймають від'ємне значення, то лімітуючим для даного перетину є розрахунковий випадок б. У цьому випадку обмеження половини ширини габариту обчислюються за формулами, мм:
для направляючого і внутрішнього перетину:
для зовнішнього перетину:
Коефіцієнти α і β враховують додаткові обмеження внутрішніх і зовнішніх перетинів з умови вписування в криву радіусу R = 150 м. Для розглянутого випадку α = 0, якщо ln - n 2 +0,25 p 2≤ 72, в іншому випадку α = 0,833 ( ln - n 2 +0,25 p 2 -72).
Величина p приймається по більшому значенню. β = 0 при ln К + n До 2 +0,25 p 2≤ 72 і β = 0,833 (ln К + n До 2 +0,25 p 2 -72), якщо умова не виконується.
Під час виконання колійних робіт перед відкриттям руху поїздів по відремонтованій ділянці необхідно дотримуватися габарити вивантаження баластних матеріалів і розташування рейок на шляху (рис. 5).
Мал. 5. Габарити вивантаження колійних матеріалів: а - си-пучіх; б - рейок всередині колії; в - рейок зовні колії