Politechnika Warszawska
Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych
Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich
Laboratorium Dz
wignic
Ćwiczenie D1
Pomiary toru jezdnego suwnicy bramowej
Wersja robocza
Tylko do użytku wewnętrznego SiMR PW
Opracowanie:
Dr inż. Artur Jankowiak
Warszawa 2010
Wszelkie prawa zastrzeżone
1. CEL ĆWICZENIA
Zasadniczym celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z wymaganiami, jakie
muszą spełniać jezdnie suwnic (na przykładzie suwnicy bramowej). W ćwiczeniu
studenci dokonajÄ… sprawdzenia wszystkich wymienionych przez normÄ™ PN-M-
45495:1995 [1] warunków dotyczących dokładności wykonania, posadowienia oraz
warunków zabudowy torów jezdnych.
2. WPROWADZENIE
Zgodnie z obecnymi wymaganiami tory jezdne mogą być wykonywane z
wykorzystaniem szyn dz
wigowych (walcowane na gorÄ…co ze stali niestopowej) [2] lub szyn
kolejowych normalnotorowych osadzonych na żelbetonowych podstawach. Dopuszcza się
także tory jezdne spawane z profili walcowanych (wykonywane z płaskich prętów stalowych
o przekrojach prostokątnych, prostokątnych ze ściętymi lub zaokrąglonymi narożami,
prostokątnych z wypukłą powierzchnią roboczą) [3].
Torem jezdnym suwnicy nazywa się układ dwóch szyn.
Wymagania stawiane torom jezdnym suwnic bramowych zgodnie z [1] przedstawiono
poniżej:
a) ogólne wymagania
- jeżeli zastosowano tory ze stykami to maksymalna szczelina pomiędzy odcinkami
szyn nie może przekraczać 2 [mm],
- jeżeli zastosowano tory spawane z profili walcowanych grupa natężenia pracy
suwnicy musi się mieścić w zakresie A1  A4,
- szyny należy mocować za pomocą skręcania lub za pomocą połączeń ciernych,
- jeżeli w trakcie eksploatacji odchyłki zwiększą się i przekroczą 20 %
dopuszczalnych, to należy tory ustawić od nowa,
- końcowe odcinki torów powinny być zabezpieczone odbojami (zaleca się podatne).
b) dopuszczalne odchyłki torów jezdnych
- rozstaw szyn  mierzony pomiędzy osiami wzdłużnymi obu szyn. Przy mniejszych
rozpiętościach suwnic mierzony bezpośrednio miarą, przy większych
metodami geodezyjnymi.
Odchyłki: dla rozpiętości L d" 10 [m] "1 = ą 3 [mm]
dla rozpiętości L e" 10 [m] "1 = ą (3+0.25(L-10)) [mm]
- różnica poziomu główek szyn  mierzona jako odległość pionowa pomiędzy
płaszczyznami główek szyn. Pomiar można wykonać metodami
geodezyjnymi (jako różnicowy).
Odchyłki: "2 = ą 10 [mm]
- odchylenie od teoretycznego poziomu główki szyny  mierzona na całej długości
toru jezdnego metodami geodezyjnymi.
Odchyłki: "3 = ą 10 [mm]
- odchylenie osi szyny od prostej w płaszczyz
nie poziomej  mierzona jako
odchylenie od teoretycznej osi toru.
Odchyłki: "4 = ą 10 [mm]
- krzywizna w płaszczyz
nie pionowej  mierzona na odcinku 2 m.
Odchyłki: "5 = ą 2 [mm]
- krzywizna w płaszczyz
nie poziomej  mierzona na odcinku 2 m.
Odchyłki: "6 = ą 1 [mm]
- pochylenie poprzeczne szyn  mierzone jako różnica pionowa pomiędzy oboma
krańcami płaskiej części szyny w danym przekroju.
OdchyÅ‚ki: "7 = 5 [°/oo]
2
- wzajemne przesunięcie poziome w styku sąsiednich szyn
Odchyłki: "8 d" 2 [mm]
- wzajemne przesunięcie pionowe w styku sąsiednich szyn
Odchyłki: "9 d" 1 [mm]
3. WYKONANIE ĆWICZENIA
W ćwiczeniu wszelkie pomiary dokonywane są na torach jezdnych suwnicy bramowej
znajdującej się w laboratorium. Poniżej przedstawiono istotne dla przeprowadzenia
ćwiczenia parametry suwnicy:
Typ suwnicy - bramowa, jednodz
wigarowa
Udz
wig - 2500 [kg]
Rozpiętość - 4.52 [m]
Grupa natężenia pracy:
- suwnica - A4
- mech. podnoszenia - M6
- mech jazdy wciÄ…gnika - M6
- mech jazdy suwnicy - M4
Typ szyny jezdnej - profil walcowany, kwadratowy 50x50 [mm]
Długość toru - 12.68 [m]
Szyna lewa
I
T 1 2 4 5 6 7 8 10
3 9
Miejsce
Niwelator
styku szyny
Punkty pomiarowe
Stanowisko z koparkÄ…
Punkty pomiarowe
Miejsce
styku szyny
2
1 3 4 5 6 7 8
9 10
Szyna prawa
Suwnica
Rys. 1.  Plan sytuacyjny stanowiska.
Przebieg ćwiczenia:
" przygotowanie stanowiska
- ze względu na fakt, że w ramach ćwiczenia dostępny jest tor jezdny suwnicy
będącej w eksploatacji, sprawdzeniu poddany zostanie tor jezdny, ale z
wyłączeniem odcinka pozostającego pod czołownicami suwnicy. Tym samym w
czasie ćwiczenia suwnica powinna znajdować się w swoim skrajnym położeniu.
3
Ze względów bezpieczeństwa należy sprawdzić czy suwnica jest wyłączona i
zabezpieczona (w szczególności należy sprawdzić czy wyłącznik główny
suwnicy jest w pozycji  0 a skrzynka wyłącznika jest zamknięta).
- należy sprawdzić czy na stanowisku nie ma obiektów, które utrudniałyby
pomiary i ewentualnie je usunąć. W razie potrzeby oczyścić szyny jezdne z
zanieczyszczeń.
" sprawdzenie wymagań ogólnych
- sprawdzenia należy dokonać w oparciu o pkt 2a niniejszej instrukcji.
" wyznaczenie punktów pomiarowych na szynach
- punkty, w których dokonywane są pomiary należy nanosić z wykorzystaniem
miary co 1[m] (rozpoczynając od początku szyn) na osi szyny. Dla celów
wykonania ćwiczenia zakłada się, że początki obu szyn toru suwnicy ustawione
są idealnie równo w stosunku do siebie.
" przygotowanie przyrządów pomiarowych do pracy
- wyznaczyć punkt, w którym umiejscowiony będzie niwelator w ćwiczeniu (punkt
I musi znajdować się w osi szyny),
- rozstawić niwelator, podwiesić pion do niwelatora, usytuować niwelator w
punkcie I w pewnej odległości (wymiar  a ) od końca szyny, wypoziomować,
- przygotować łatę niwelacyjną, przygotować i sprawdzić działanie nadajnika
laserowego.
" pomiar rozstawu szyn (Tab.1)
- w przypadku niewielkich rozpiętości (tak jak w badanym przypadku) pomiar
rozstawu szyn dokonywany jest taśmą stalową. W ćwiczeniu nie jest to jednak
możliwe ze względu na znajdujące się stanowisko z koparką i kanałem
glebowym, co uniemożliwia przeciągnięcie taśmy pomiędzy szynami na dużej
części długości torowiska. W ćwiczeniu pomiar zostanie dokonany metodą
geodezyjnÄ…. ZasadÄ™ pomiaru przedstawia rysunek 2.
Niwelator
I
Szyna lewa
Ä…1
Ä…2
Punkty pomiarowe
a
1 2
l1 Szyna prawa
l2
Rys. 2.  Zasada pomiaru rozstawu szyn.
Do pomiaru konieczne jest zastosowanie niwelatora (bez nadajnika laserowego) i
pionu. Przebieg pomiaru:
- ustawić niwelator w punkcie I (odległość  a od początku szyny lewej),
- ustawić pion idealnie nad punktem pomiarowym 1 na szynie lewej,
- operujÄ…c obrotem niwelatora w poziomie znalez
ć w krzyżu lunety
niwelatora nitkę pionu, odczytać i zapisać wskazanie kąta na podziałce,
- czynności powtórzyć dla punktów 2-9 na szynie lewej,
- ustawić pion idealnie nad punktem pomiarowym 1 na szynie prawej,
4
- operujÄ…c obrotem niwelatora w poziomie znalez
ć w krzyżu lunety
niwelatora nitkę pionu i odczytać i zapisać wskazanie kąta na podziałce,
- czynności powtórzyć dla punktów 2-9 na szynie prawej,
- obliczyć rozpiętość pomiędzy odpowiednimi punktami szyny lewej i
prawej (Li = li " tg Ä…i), gdzie: li = a + i [m]
" pomiar różnicy poziomu główek szyn, odchylenia od teoretycznego poziomu
główki szyny, krzywizny w płaszczyz
nie pionowej na odcinku 2[m] (Tab.2).
- wszystkie wymienione w niniejszym punkcie wymagania można sprawdzić
wykonując jedną serię pomiarów z wykorzystaniem niwelatora z nadajnikiem
laserowym oraz Å‚aty niwelacyjnej. Przebieg pomiaru:
- ustawić niwelator w punkcie I (odległość  a od początku szyny lewej),
- ustawić łatę na początku szyny lewej (jest to teoretyczny poziom główek
szyn torowiska)  punkt T na rysunku 1,
- uruchomić nadajnik laserowy i sprawdzić, czy promień rzucany przez
nadajnik mieści się w obszarze dodatkowej, precyzyjnej podziałki
(dokładność do 0.5 mm) umocowanej na łacie. Jeżeli nie regulując
statywem podnieść lub opuścić oraz wypoziomować niwelator.
- odczytać i zapisać wynik pomiaru w punkcie  T ,
- ustawiając łatę w kolejnych punktach (1-9) na szynie lewej dokonywać
pomiaru,
- nie zmieniając pozycji niwelatora ustawiać łatę w punktach (1-9) na
szynie prawej i dokonując zmiany nastawy kąta niwelatora wykonać
pomiary,
- poszukiwane odchyłki można obliczyć jako odpowiednie różnice
wyników pomiarów.
" pomiar odchylenia osi szyny od prostej w płaszczyz
nie poziomej oraz
krzywizny w płaszczyz
nie poziomej na odcinku 2[m] (Tab.3).
- wymienione wymagania można sprawdzić rozpinając cienką linkę lub żyłkę
pomiędzy końcami szyn z wykorzystaniem podstawowych przyrządów
pomiarowych. Przebieg pomiaru:
- rozpiąć i naciągnąć linkę (żyłkę) pomiędzy końcami obu szyn,
- dokonać pomiaru odchylenia osi szyny od linki (żyłki) w punktach 1-9 na
obu szynach.
" pomiar pochylenia poprzecznego szyn (Tab.4).
- pomiaru pochylenia poprzecznego szyn można dokonać z wykorzystaniem
niewielkiej poziomnicy z zaznaczonym zakresem tolerancji. Przebieg pomiaru:
- na płaskiej, równej powierzchni wykorzystując klin mierniczy nanieść na
wskaz
nik poziomnicy linie, których przekroczenie przez pęcherzyk
powietrza będzie oznaczać pochylenie poprzeczne toru większe niż
wymagane,
- dokonać oceny pochylenia poprzecznego w punktach 1-9 na obu szynach.
" pomiar wzajemnego przesunięcia na styku części szyn (Tab.5).
- pomiaru wzajemnego przesunięcia poziomego części szyn można dokonać z
wykorzystaniem podstawowych przyrządów pomiarowych. Przesunięcie
pionowe można zmierzyć z wykorzystaniem niwelatora. Przebieg pomiaru:
- w miejscu połączenia części szyn (po jednym połączeniu spawanym na
szynę), dokonać pomiaru odchylenia w położeniu poziomym osi główek
obu części,
- dokonać pomiaru odchylenia pionowego w punktach styku na obu
szynach (jako pomiar różnicowy dokonany na końcach stykających się
części szyn).
5
4. WYMAGANY ZAKRES WIADOMOŚCI OGÓLNYCH
- zagadnienie grup natężenia pracy (GNP)  idea, zasady podziału dz
wignic na GNP,
- zagadnienie Hertza (współpraca dwóch ciał sprężystych) - rozwiązanie ogólne i dla
przypadku współpracy kół jezdnych i szyny,
- obciążenia dz
wignic związane ze współpracą kół i torów jezdnych oraz sposoby ich
wyznaczania:
" siły pionowe ruchów torowych (przejazd przez próg, przejazd przez
szczelinÄ™)
" siły poziome ruchów torowych (ukosowanie),
- zagadnienie współpracy koła jezdnego i szyny  zjawiska, rodzaje oporów jazdy.
5. LITERATURA
[1] PN-M-45495:1995  Dz
wignice  Tory jezdne suwnic półbramowych i bramowych 
wymagania .
[2] PN-H-93410:1998  Stal  szyny dz
wignicowe
[3] Pawlicki, K.,  Elementy dz
wignic , PWN, Warszawa, 1982.
6
Załącznik1: Wyniki badań
Sprawdzenie wymagań ogólnych stawianych torom jezdnym suwnic bramowych:
Warunki spełnione: TAK NIE
Tab. 1. - Pomiar rozpiętości.
Punkty (i = ...) T 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Wymiar  li
L
Odczyt kÄ…ta
(niwelator)
P
KÄ…t Ä…i
Rozstaw rzecz. LRZi
Rozstaw teoretycz. L 4520 [mm]
Odchyłka [mm]
Wymagania Ä… 3 [mm]
Spełnienie wymagań
Tab. 2. - Pomiar różnicy poziomu główek szyn, odchylenia od teoretycznego poziomu główki
szyny, krzywizny w płaszczyz
nie pionowej na odcinku 2[m].
Punkty (i = ...) T 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Teoret. poziom
główek szyn (T)
Odczyt
L
wysokości
P
z Å‚aty
Różnica poziomu
główek szyn [mm]
Wymagania Ä… 10 [mm]
Spełnienie wymagań
Odchylenie od
L
teoretycznego
poziomu
P
główek szyn
Wymagania Ä… 10 [mm]
Spełnienie wymagań
Krzywizna w
L
płaszczyz
nie
pionowej na
P
2[m]
Wymagania Ä… 2 [mm]
Spełnienie wymagań
7
Tab. 3. - Pomiar odchylenia osi szyny od prostej w płaszczyz
nie poziomej oraz
krzywizny w płaszczyz
nie poziomej na odcinku 2[m].
Punkty (i = ...) T 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Odchyłka
L
od osi
teoretycznej
P
Wymagania (cały ą 10 [mm]
tor)
L
Spełnienie
wymagań
P
Wymagania (na 2m) Ä… 1 [mm]
L
Spełnienie
wymagań
P
Tab. 4. - Pomiar pochylenia poprzecznego szyn
Punkty (i = ...) T 1 2 3 4 5 6 7 8 9
L
Spełnienie
wymagań
P
Tab. 5. - Pomiar wzajemnego przesunięcia na styku części szyn
Spoina Na lewej szynie Na prawej szynie
Odchylenie poziome
Wymagania d" 2 [mm]
Spełnienie wymagań
Odczyt wysokości z
Å‚aty
Różnica wysokości
Wymagania d" 1 [mm]
Spełnienie wymagań
Pola niezacienione należy zapełnić w trakcie ćwiczenia
8