![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
Vzaimodeystvie_OPS_i_gruza
.pdf![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg31x1.jpg)
Hцтi |
= hцтi + h0 + Hв |
(2.33) |
с учетом того, что hцтi = zC и h0 |
– соответственно высоты ЦТ единиц груза от |
|
поверхности пола вагона и деревянных подкладок под грузами, |
имеющими |
( hцтi ) и не имеющими ( hцтi + h0 ) грузовых (монтажных) петель (мм); H в – высота пола вагона от УГР (1 310 мм); G1 ,…, Gi – вес каждого груза (кН).
Рис. 2.13. Определение положения ЦТо нескольких грузов относительно УГР
Пример 4. Для исходных данных примера 3 определить положение (высоту) общего центра тяжести вагона с пятью грузами ЦТо , уложенных в вагоне на подкладки, относительно УГР.
Макет-документ исходных данных и результаты вычислений искомой величины приведены ниже.
31
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg32x1.jpg)
2.2.2. Проверка устойчивости вагона с грузами от опрокидывания
Поперечная устойчивость вагона с грузом от опрокидывания обеспечивается в случаях, когда центр тяжести груженого вагона находится на расстоянии не более 2 300 мм от уровня головок рельсов и площадь наветренной поверхности четырехосного вагона с грузом не превышает 50 м2, а при перевозке длинномерного груза на сцепе с опорой на два четырехосных вагона – 80 м2.
Положение (высота) общего центра тяжести груза(ов) относительно пола
вагона и УГР ( ЦТогр ) оказывает непосредственное влияние на поперечную ус-
тойчивость вагона с грузом(ами), которая связана с обеспечением безопасности движения и сохранностью груза в пути следования и надежностью деталей подвижного состава.
Проверку груженого вагона на поперечную устойчивость согласно ТУ15 выполняют в случаях, когда положение (высота) общего центра тяжести вагона
с грузом ( Hцто ) от УГР превышает 2 300 мм, либо наветренная поверхность ва-
гона ( Aв ) с грузом ( Aгр ) превышает, например, при опирании груза на один вагон – 50 м2, т. е., когда существует неравенство
H о |
> 2 300 мм или |
A |
+ |
A |
> 50 м2, |
(2.34) |
цт |
|
в |
|
гр |
|
|
где Aв – площадь наветренной поверхности вагона, м2 (для платформы с закрытыми бортами 12 м2, а с открытыми бортами 7 м2; для полувагона с объемом кузова 76 м3 – 34 м2, а с объемом кузова 83 м3 – 37 м2).
Поперечную устойчивость вагона с грузом(ами) согласно ТУ считают обеспеченной, если имеется неравенство Hцто < 2 300 мм, или Aв + Aгр < 50 м2.
В связи с этим отметим, что для примера 4 поперечную устойчивость вагона с грузами можно не определять, поскольку общий центр тяжести вагона с грузами, равный 2 225 мм, не превышает допустимого – 2 300 мм согласно ТУ.
Если поперечная устойчивость груженого вагона не обеспечивается, то потребуется осуществление следующих мероприятий для понижения центра тяжести:
а) догрузка вагона попутным грузом или балластом; б) демонтаж груза;
в) замена платформы транспортёром с пониженной погрузочной площадкой. Если существует неравенство Hцто > 2 300 мм, то обеспечение поперечной устойчивости вагона с грузом достигается либо разработкой, например метал-
15 Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. Указ. соч. − 544 с.
Приложение 14 к СМГС. Указ. соч. − 191 с.
32
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg33x1.jpg)
лических кассет различных конструкций (рис. 2.14), способствующих уменьшению высоты общего центра тяжести и обеспечению устойчивости груза увеличением его плеча опрокидывания, либо специальными расчетами16.
Рис. 2.14. Одна из возможных конструкций металлических кассет:
1 − стойка расточного станка; 2 − металлическая кассета; 3 − электродвигатель, использованный в качестве балластировочного груза
Пример 5. Определите наветренные поверхности каждого груза и вагона, м2, и сравните полученное значение с допускаемыми по ТУ. Сделайте вывод об устойчивости (или неустойчивости) груженого вагона с несколькими грузами.
Макет-документ расчета устойчивости груженого вагона с несколькими грузами представлен ниже.
Определение высоты центра тяжести и длины каждого груза в вагоне, м:
16 Туранов Х.Т., Бондаренко А.Н., Власова Н.В. Указ. соч. − 286 с.
33
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg34x1.jpg)
.
Вычисление общей длины грузов, м:
.
Вычисление наветренных поверхностей каждого груза Aгр , м2:
Нахождение наветренных поверхностей каждого груза Aгр и вагона Aв , м2:
По данным вычислений отметим, что наветренная поверхность вагона с грузом меньше допустимого (50 м2). Платформа с грузом устойчива.
34
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg35x1.jpg)
2.3. Разработка технологии размещения грузов на открытом подвижном составе
Для исключения случаев появления потенциально опасных ситуаций, создающих угрозу безопасности движения грузовых поездов, и для обеспечения сохранности перевозимых на открытом подвижном составе (платформы, полувагоны и транспортеры) различного рода грузов с плоским основанием и цилиндрической формы важным является разработка научно обоснованных технологий их рационального размещения и крепления.
Общеизвестно17, что существуют следующие технологии размещения грузов с плоскими основаниями на открытом подвижном составе (ОПС):
симметричное размещение общего центра тяжести груза ( ЦТогр ) относи-
тельно продольной ( lсм ) и поперечной ( bсм ) осей симметрии вагона (т. е. lсм = = bсм = 0);
несимметричное размещение со смещением ЦТогр относительно поперечной оси симметрии вагона (т. е. lсм > 0, а bсм = 0), что соответствует смещению ЦТогр вдоль вагона;
несимметричное размещение со смещением ЦТогр относительно продольной оси симметрии вагона (т. е. lсм = 0, а bсм > 0), что соответствует смещению ЦТогр поперек вагона;
несимметричное размещение с одновременным смещением ЦТогр относи-
тельно продольной и поперечной осей симметрии вагона (т. е. lсм > 0, а bсм > 0) , что соответствует смещению ЦТогр как вдоль, так и поперек вагона;
каждая из перечисленных технологий предусматривает размещение многоярусных (штабельных) грузов в вагоне по высоте и стопами по длине вагона;
каждая из перечисленных технологий предусматривает размещение грузов в вагоне посредством подкладок при отсутствии монтажных (или грузовых) петель у грузов;
каждая из перечисленных технологий предусматривает размещение грузов в вагоне без подкладок непосредственно на пол вагона при наличии таких петель;
17 Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. Указ. соч. − 544 с.
Приложение 14 к СМГС. Указ. соч. − 191 с.
35
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg36x1.jpg)
размещение грузов в вагоне, у которых общая высота центра тяжести над
УГР ( Hцто ) превышает 2 300 мм, осуществляется разработкой, например, ме-
таллических кассет различных конструкций (см. рис. 2.14) и др.
Также общеизвестно, что существуют следующие технологии размещения грузов цилиндрической формы на открытом подвижном составе (ОПС):
симметричное или несимметричное (рис. 2. 15) размещение общего центра тяжести груза ( ЦТогр ) относительно продольной и поперечной осей симметрии
вагона (т. е. lсм ³ 0, bсм ³ 0) также, как и грузов с плоскими основаниями;
Рис. 2.15. Несимметричное размещение грузов цилиндрических форм вдоль вагона
симметричное или несимметричное размещение грузов как вдоль, так и поперёк вагона без подкладок непосредственно на пол вагона при наличии или отсутствии грузовых петель у грузов;
симметричное или несимметричное размещение грузов как вдоль, так и поперёк вагона через подкладки с вырубками при наличии или отсутствии грузовых петель у грузов (рис. 2.16);
симметричное или несимметричное размещение грузов на специальные устройства, например, на упорные рамки из дерева (см. рис. 2.16) и металлические пластины с упорами (рис. 2.17) различных конструкций, размещаемые между грузом и полом вагона, а также распорные рамки из дерева, размещаемых между грузами (рис. 2.18 и 2.19), грузами и торцовыми бортами (или стенками)
36
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg37x1.jpg)
вагона. Такие конструкции могут быть жестко соединены с увязочными устройствами (или стоечными скобами) вагона и др.
Рис. 2.16. Несимметричное размещение грузов цилиндрических форм вдоль вагона через подкладки
Рис. 2.17. Симметричное размещение грузов цилиндрических форм вдоль вагона через металлические упоры
37
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg38x1.jpg)
Рис. 2.18. Распорная рама для размещения грузов цилиндрических форм:
1 – упорные бруски; 2 – распорные бруски; 3 – обвязки; 4 – подкладка; 5 – скобы металлические
Рис. 2.19. Распорная рама для размещения грузов цилиндрических форм:
1 – упорные бруски; 2 – крепежные детали (гвоздь); 3 – распорные бруски
38
Согласно п. 4.3 Приложения 14 к СМГС, как правило, все грузы на ОПС должны быть размещены, по первой технологии (симметричное размещение
ЦТогр относительно осей симметрии вагона). В случаях, когда данная техноло-
гия неосуществима по ряду причин, т.е. геометрические параметры груза, а также условия размещения и крепления груза таковы, что невозможно вписывание груза в габарит погрузки, используются остальные технологии размещения грузов в вагоне.
Однако существующие технологии размещения грузов на ОПС до сих пор аналитически не обоснованы (см. далее раздел 3).
Определение положения общего центра тяжести вагона с грузами по продольной оси
Положение общего центра тяжести груза ЦТогр относительно торцевого
борта вагона (координата по оси x ) – xC = lцт (мм) (см. рис. 2.9) определим согласно теореме Вариньона (см. формулу (2.25))
lцт = |
G1x1 + G2 x2 + ... + Gi xi |
, |
(2.35) |
|
R |
|
|
где x1 , x2 ,…, xi – координаты центров тяжести грузов относительно торцевого борта вагона (применительно к рис. 2.9) (мм):
x4 = c ; x5 = 2c + 0,5b ; x1 = 2c + b + |
0,5l1 ; |
|||||
x2 = 2c + b + l1 + 0,5l2 ; |
x3 = 2c + b + l1 + l2 + 0,5l3 |
|||||
с учетом того, что l1 = lв − 3,6c − b ; |
l2 = lв −1,2b ; l3 = |
2a +1,2b (мм); |
||||
G1 ,…, Gi – вес грузов (кН); R – общий вес грузов (результирующая |
||||||
сила) (кН). |
|
|
|
ЦТгро относительно |
||
Продольное смещение общего центра тяжести грузов |
||||||
торцового борта платформы (мм) находим по формуле |
|
|||||
lсм = |
|
Lв − lцт |
|
, |
(2.36) |
|
|
|
где Lв – половина полезной внутренней длины вагона (мм) (например, для основных моделей универсальных платформ 13-401, 13-4012, 13-4019, 13-
Н451 – Lв = 0,5×13 300 = 6 650 мм).
39
![](/html/2706/429/html__wQAOlm9Q4.SkF1/htmlconvd-71FKrg40x1.jpg)
Пример 6. Определить положение общего центра тяжести нескольких (пяти) единиц грузов, уложенных в вагоне на подкладки, относительно торцевого борта вагона.
Макет-документ координаты центров тяжести грузов относительно торцевого борта платформы (м):
Макет-документ результатов вычислений продольного смещения ЦТогр относительно торцового борта платформы (м):
Поскольку продольное смещение общего центра тяжести грузов относительно поперечной оси симметрии платформы получилось меньше (5 897 мм), чем половина внутренней длины платформы (0,5·13 400 = 6 700 мм), то для рас-
сматриваемого примера ЦТогр находится левее относительно поперечной оси симметрии вагона на величину 802,9 мм.
40