5.5. Определение сил, действующих на груз при перевозке

На груз, находящийся в процессе транспортировки, действуют силы, в результате которых с ним может произойти смещение, опрокидывание или перекатывание в кузове подвижного состава. В конечном итоге это может привести к несохранности груза и небезопасности перевозки. Силы и нагрузки, которые учитывают при размещении и креплении груза в подвижном составе, являются следующие:

- продольная инерционная сила, возникающая при изменении скорости движения подвижного состава (начало движения, ускорение, торможение, соударение вагонов во время манёвров и их роспуске с сортировочных горок) и вызванная действием силы инерции;

- поперечная инерционная сила, возникающая при изменении направления движения (прохождение кривых, стрелочного перевода) и вызванная действием центробежной силы инерции;

- вертикальная инерционная сила, возникающая при изменении условий движения (колебания движущегося вагона, межрельсовые стыки) и уменьшающая силу трения;

- ветровая нагрузка, возникающая при движении подвижного состава (действующая на выступающие за пределы кузова части груза) и вызванная воздействием ветрового потока;

- сила трения, возникающая между грузом и полом кузова подвижного состава и вызванная зацеплением между собой частиц поверхностей груза и кузова. Сила трения удерживает груз от возможных перемещений в кузове подвижного состава.

Точкой приложения инерционных сил является центр тяжести груза ( ). Точкой приложения ветровой нагрузки принимается геометрический центр наветренной поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов платформы либо боковых стен полувагона. Направление действия ветровой нагрузки принимается перпендикулярным продольной оси вагона. Точкой приложения силы трения является проекция центра тяжести груза на горизонтальную плоскость, проходящую через опорную поверхность груза и вагона.

Предотвращение перемещения груза обеспечивается путём правильного его размещения в кузове подвижного состава и использования различных средств крепления.

Продольная инерционная сила , тс, определяется по формуле

						(5.4)
где		–		масса груза, т.
		–		удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т; для конкретной массы груза определяется по формулам 5.5 или 5.6:
- при погрузке на одиночный вагон:
						(5.5)
- при погрузке на сцеп из двух грузонесущих вагонов:
						(5.6)
			–		общая масса груза в вагоне, т;
			–		общая масса груза на сцепе, т;
			–		значения удельной продольной инерционной силы в зависимости от типа крепления и условий размещения груза (с опорой один или два вагона) при массе брутто соответственно: одиночного вагона – 22 т и 94 т; сцепа из двух грузонесущих вагонов – 44 т и 188 т (таблица 5.13).

Таблица 5.13

Значения удельной продольной инерционной силы

Тип крепления	Значения , тс/т, при опирании груза на
	один вагон		два вагона
Упругое (например, крепление растяжками и обвязками, деревянными упорными, распорными брусками)	1,2	0,97	1,2	0,86
Жёсткое (например, крепление груза к вагону болтами, шпильками, а также в случаях размещения груза с непосредственным упором в элементы конструкции вагона)	1,9	1,67	1,9	1,56

Поперечная инерционная сила , тс, определяется по формуле

				(5.7)
где		–	удельная поперечная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т; для длинномерных грузов, перевозимых на сцепах с опорой на два вагона, принимается =0,40 тс/т. Для грузов, перевозимых с опорой на один вагон определяется по формуле
				(5.8)
		–	база вагона, мм;
		–	расстояние от центра тяжести груза ( ) до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, мм.

Поперечная инерционная сила рассчитывается для каждого отдельно расположенного по длине вагона грузового места (укрупнённого грузового места, перемещение отдельных частей которого друг относительно друга исключено применением специальных средств).

Вертикальная инерционная сила , тс, определяется по формуле

				(5.9)
где		–	удельная вертикальная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т; определяется по формуле
				(5.10)
		–	поправочный коэффициент: для грузов, перевозимых с опорой на один вагон принимают , с опорой на два вагона – . В случаях загрузки вагона грузом массой менее 10 т принимают = 10 т.

Ветровая нагрузка , тс, определяется по формуле

				(5.11)
где		–	удельная ветровая нагрузка, принимается равной 0,05 т/м2;
где		–	площадь наветренной поверхности груза (проекции поверхности груза, выступающей за пределы продольных бортов платформы либо боковых стен полувагона, на продольную плоскость симметрии вагона), м2;
где		–	коэффициент обтекаемости грузов; для грузов с цилиндрической поверхностью, ось которой расположена вдоль вагона, принимается равным 0,5, для остальных грузов – 1,0.

Сила трения , тс, действующая на груз, размещённый на однородной поверхности пола вагона, определяется по формулам:

- в продольном направлении:
				(5.12)
- в поперечном направлении:
				(5.13)
где		–	коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона (или подкладок, прокладок).

Значения коэффициента трения между поверхностями, очищенными от грязи, снега, льда, а в зимний период – посыпанными тонким слоем песка, принимаются равными:

- дерево по дереву – 0,45;

- сталь по дереву – 0,40;

- сталь по стали – 0,30;

- пакеты чушек свинца, цинка по дереву – 0,37;

- пакеты отливок алюминия по дереву – 0,38;

- железобетон по дереву – 0,55;

- вертикально устанавливаемые рулоны листовой стали (штрипсы) с неупакованными (открытыми) торцами по дереву – 0,61;

- пачки промасленной листовой стали по дереву – 0,21.

В случае применения прокладок из шлифовальной шкурки на тканевой основе с зерном № 20-200, сложенной вдвое абразивным слоем наружу, значение коэффициента трения для дерева по дереву или стали по дереву принимается равным 0,6.