Проверка устойчивости вагона с грузом И ГРУЗА В ВАГОНЕ

 

Содержание: условия проверки устойчивости вагона с грузом и груза в вагоне.

Проверка поперечной устойчивости вагона с грузом

 

Поперечная устойчивость груженого вагона проверяется в случаях, когда высота центра тяжести вагона (сцепа) с грузом от УГР превышает 2300мм, либо наветренная поверхность вагона (сцепа) с грузом превышает: при опирании груза на один вагон — 50 м², при опирании груза на два вагона — 100м².

 

Рисунок 10. Определение высоты центра тяжести вагона с грузом относительно УГР

 

Высота общего центра тяжести вагона с грузом (рисунок 10) определяется по следующей формуле:

 

, мм (14)

 

где - масса тары вагона, т (приложение Б, таблицы Б1,Б2);

, , … - высоты ЦТ единиц груза от УГР, мм;

- высота ЦТ порожнего вагона от УГР, мм (таблица 7).

 

Таблица 7

Значения площади наветренной поверхности, высоты центра тяжести, коэффициента р для универсальных полувагонов и платформ

Тип вагона	Площадь наветренной поверхности, м2	Высота ЦТ порожнего вагона над УГР, мм	Значение коэффициента р
Полувагон: - с объемом кузова до 76 м3 - с объемом кузова до 83 м3			5,61
Платформа - с закрытыми бортами - с открытыми бортами			3,34

Поперечная устойчивость вагона с грузом обеспечивается, если удовлетворяется условие:

 

(15)

 

где - дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия центробежных сил и ветровой нагрузки, тс;

- статическая нагрузка от колеса на рельс, тс.

 

Статическая нагрузка определяется по следующим формулам:

- при расположении центра тяжести груза на пересечении продольной и поперечной плоскостей симметрии вагона:

 

, тс (16)

 

- при смещении центра тяжести груза только поперек вагона:

 

, тс (17)

 

- при смещении центра тяжести груза только вдоль вагона – для менее нагруженной тележки:

 

, тс (18)

 

- при одновременном смещении центра тяжести груза вдоль и поперек вагона – для менее нагруженной тележки:

 

, тс (19)

 

где - число колес грузонесущего вагона;

S = 790 мм - половина расстояния между кругами катания колесной пары вагона колеи 1520 мм.

 

Дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия центробежных сил и ветровой нагрузки определяется по формуле:

 

, тс (20)

 

где - ветровая нагрузка, действующая на части груза, выступающие за пределы кузова вагона, тс (рассчитывается по формуле (10));

р - коэффициент, учитывающий ветровую нагрузку на кузов и тележки грузонесущих вагонов и поперечное смещение ЦТ груза за счет деформации рессор (таблица 7);

- высота над уровнем головки рельса точки приложения ветровой нагрузки, мм. Точка приложения ветровой нагрузки определяется как геометрический центр наветренной поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов либо боковых стен вагона.

 

Особенности проверки устойчивости сцепа вагонов с размещенным на нем длинномерным грузом рассматриваются в ТУ [1].

 

Проверка устойчивости груза

 

Устойчивость груза в вагоне проверяется по величине коэффициента запаса устойчивости, который определяется по формулам:

- в направлении вдоль вагона (рисунок 11):

 

, (21)

 

Рисунок 11. Варианты расположения упоров от опрокидывания груза в продольном направлении

 

- в направлении поперек вагона (рисунок 12):

 

, (22)

 

где , - кратчайшие расстояния от проекции ЦТ_ГР на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм;

- высота ЦТ груза над полом вагона или плоскостью подкладок, мм;

, - высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

- высота центра проекции наветренной поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок, мм;

- ветровая нагрузка, тс (рассчитывается по формуле (10)).

 

Груз является устойчивым и не требует дополнительного закрепления от опрокидывания, если значения и не менее: при упругом креплении груза – 1,25, при жестком креплении – 2,0.

Если при упругом креплении груза значение либо составляет менее 1,25, устойчивость груза должна быть обеспечена соответствующим креплением.

 

 

Рисунок 12. Варианты расположения упоров от опрокидывания груза в поперечном направлении

 

При закреплении груза растяжками усилие в растяжках от опрокидывания определяется по формулам:

- в продольном направлении (рисунок 13, формула 22):

 

 

Рисунок 13. Углы наклона растяжки для крепления от опрокидывания груза в продольном направлении

тс (23)

 

- в поперечном направлении (рисунок 14, формула 23):

 

Рисунок 14. Углы наклона растяжки для крепления от опрокидывания груза в поперечном направлении

 

тс (24)

 

В формулах (22) и (23) приняты следующие обозначения:

- угол наклона растяжки к полу вагона;

, - углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и соответственно продольной, поперечной осями вагона:

, - число растяжек, работающих в одном направлении;

, - расстояния от точки закрепления растяжки на грузе до вертикальных плоскостей, проходящих через ребро опрокидывания соответственно в продольном, поперечном направлениях, мм;

- высота точки закрепления растяжки на грузе относительно уровня пола вагона (подкладок), мм;

1,25 - коэффициент запаса прочности.

 

Студенту необходимо выполнить:

1. Определить поперечную устойчивость вагона с грузом.

2. Определить поперечную устойчивость груза.

3. Определить высоту общего центра тяжести вагона с грузом.

4. Определить значение наветренной поверхности вагона (сцепа) с грузом.

5. Сделать выводы по проверке на устойчивость вагона с грузом и груза.