Методика расчёта крапления грузов на открытом подвижном составе, страница 2

Нв – высота ЦМ вагона над УГР, применяется по техническим характеристикам вагона.

Если Нв > 2,3м, то проводят проверочный расчёт поперечной устойчивости вагона ( такой же расчёт проводят если наветренная сторона больше 50м2 ).

Устойчивость гружённого вагона обеспечивается при соблюдение неравенства:

;Рц+Рв/Рс<0,5

где Рц + Рв – дополнительная вертикальная нагрузка на колёсах от действия центральных сил и силы ветра.

Рс – статическая нагрузка, которая передаётся колесом на рельсы.

Qгр – суммарная сила тяжести грузов в вагоне;

Qгр=Sn.i=1Qi; (где перед Qi стоит значок сумма n-верхний i=1 нижний индексы)

W = 0,5•k•Sгр, где 0,5 – удельная ветровая нагрузка, кН/м2;

Sгр – наветренная поверхность груза, м2;

k – коэффициент обтекаемости: для грузов цилиндрической формы – 0,5;

для остальных – 1.

H – высота приложения равнодействующей силы ветра над УГР;

Р – момент, учитывающий воздействие ветра на кузов и тележки гружённых вагонов и поперечное смещение ЦМ груза за счёт деформации рессор ( значение берётся из ТУ, зависит от типа вагона и количества осей ).

Величина статической нагрузки зависти от расположения ЦМ груза в вагоне.

1 – ЦМ груза находится в вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона.

если ц.м. в центре;Pc=1/nk*(Qв+Qгр)

РАСЧЁТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ГРУЗ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ.

При определении способов размещения и крепления грузов должны учитываться следующие нагрузки:

1.  продольные горизонтальные инерционные силы возникают вследствие соударения вагонов при движении поезда во время манёвров, роспуске с горки, и в процессе разгона и торможения;

2.  поперечные горизонтальные инерционные силы возникают при движении вагона, при вписывании его в кривые и переходные участки пути;

3.  вертикальные силы, вызванные ускорением при колебаниях движущегося вагона;

4.  ветровая нагрузка;

5.  сила трения;

6.  вес груза.

При расчётах точки приложения продольных, поперечных и вертикальных сил, считается ЦМ груза. В точке приложения равнодействующей ветровой нагрузке является ЦМ  наветренной стороны груза или геометрической центральной площади наветренной поверхности. Продольная инерционная сила определяется по формуле:

Fпрпр•Qгр, Н

где апр – удельная величина продольной инерционной силы в Н, приходящаяся на 1 кН силы тяжести ( веса ) груза.

Эта величина зависит от типа крепления груза и массы брутто вагона ( принимается по ТУ ).

Поперечная инерционная сила возникает в результате того, что кузов вагона во время движения совершает сложные колебательные перемещения вследствие взаимодействия пути и ПС. К таким перемещениям относятся поперечный относ, боковая качка, виляние. Величина поперечной инерционной силы зависти от скорости движения, типа рессорного подвешивания вагонов, место положения груза на раме вагона, состояния и плана ж/д пути и определяется по формуле:

Fпп•Qгр, где ап – удельная величина поперечной инерционной силы, Н/кН, определяется по ТУ.

.

Вертикальная инерционная сила возникает вследствие колебательных перемещений вагона. В основном зависит от скорости движения и состояния пути и определяется по формуле:

Fвв•Qгр, где ав – удельная величина вертикальной инерционной силы, Н/кН.

Значение ав определяется согласно ТУ в зависимости от скорости и типа тележек.

Ветровая нагрузка зависит от скорости напора воздуха и размеров поверхности груза. Действие ветровой нагрузки учитывается только в направлении поперёк оси пути, при этом ветровая нагрузка принимается нормальной к поверхности груза.

W=0,5•k•Sгр,

Сила трения препятствует поступательному перемещению груза по поверхности пола вагонов или др. грузов. Величина силы трения зависит от состояния, размеров и температуры соприкасающихся поверхностей, скорости перемещения и веса груза. Величина силы трения в продольном направлении определяется по формуле:

Fnтр=μ•Qгр, где μ – коэффициент трения скольжения.

Величина Fтр в поперечном направлении равна:

Fnтр=μ•Qгр(1000-ав).

ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ ГРУЗА.

В результате действия инерционных сил и сил ветра во время движения возможно продольное и поперечное смещение груза, продольное и поперечное опрокидывание, перекатывание грузов цилиндрической форм и на колёсном ходу. Условия устойчивости груза от поступательных перемещений имеют виды:

1 – в продольном направлении Fnтр>Fпр;

2 – в поперечном направлении Fnтр>(Fn+W)•1,25.

При несоблюдении условий груз необходимо крепить от поступательных перемещений. Устойчивость груза от опрокидывания вдоль и поперёк вагона будет обеспечиваться  в том случае, если восстанавливающий момент от веса груза превышает опрокидывающий момент на величину коэффициента запаса устойчивости. Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания груза определяется по следующим формулам:

В случае если эти условия не выполняются, груз необходимо крепить от опрокидывания. Перевозка грузов, подверженных опрокидыванию одновременно вдоль и поперёк вагона должна выполняться только с использованием спец устройств, полностью предотвращающих опрокидывание ( каркасы, рамы и т.п ).  рисунки