Оценка устойчивости вагона с грузом при движении

Наветренная поверхность вагона с грузом определяется по формуле (5), м²:

S₀ = S_в+ S_п1+ S_п2 =12+2,45+3,074=17,524

Наветренная поверхность грузов при перевозке на платформе с закрытыми боковыми бортами, м² (см. рисунок 3.3):

S_п1 = L_гр1 (H_гр1 – H_б)=2,85(1,36-0,5)=2,45 ,

S_п2 = L_гр2 (H_гр2 – H_б)=2,65(1,66-0,5)=3,074

Сравниваем расчетные значения высоты центра тяжести вагона с грузом и наветренной поверхности вагона с грузом с допускаемыми значениями: =1238 мм  [2300мм] и S₀=17,524 м²  [50 м²], следовательно, вагон с грузом устойчив при движении.

Параметры грузов и полученные расчетом параметры их размещения на платформе должны быть нанесены на эскизе погрузки (рисунок 3.4).

Расчет сил, действующих на грузы

Величина продольной инерционной силы, действующей на грузы, определяется по формуле (9), тс:

F_пр1= а_пр*Q_гр1=1,164·4,45=5,18,

F_пр2= а_пр*Q_гр2=1,164·6,74=7,84,

где а_пр – удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т,

определяется по формуле (10);

Q_грi – масса груза, т.

,

где а₂₂, а₉₄ – удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при массе брутто вагона 22 и 94 т . принимается по таблице 3 [5],

Q^о_гр – общая масса груза в вагоне, т.

Поперечная инерционная сила, действующая на грузы, определяется по формуле (11), тс:

F_п1 = а_п*Q_гр1= 0,393·4,45=1,749

F_п2 = а_п*Q_гр2=0,423·6,74=2,851.

Для грузов с опорой на один вагон а_п определяется формуле (12), тс/т:

,

где l_в – база вагона, мм; для 4-осн. платформы принимается равной 9720

мм;

, - расстояния от от поперечной оси вагона до центров тяжести грузов, мм (см. рисунок 3.3).

Вертикальная инерционная сила определяется по формуле (13), тс:

F_в1 = а_в1Q_гр1=0,448·4,45=1,994,

F_в2 = а_в2Q_гр2=0,451·6,74=3,040,

где а_в – удельная вертикальная инерционная сила на 1 т массы груза, определяется по формуле (14),тс/т.

.

Рис. 3.3 Расчетная схема для определения сил, действующих на грузы,

и устойчивости грузов от опрокидывания

Коэффициент k принимается при размещении грузов с опорой на один вагон равным k = 5 • 10^-6.

Ветровая нагрузка (тс) определяется по формуле (15) из расчета удельного давления ветра, равного 0,05 тс/м²:

W₁ = 0.05S_п1=0,05·2,45=0,122,

W₂ = 0.05S_п2=0,05·3,074=0,154,

где S_п – площадь проекции боковой поверхности груза, подверженная воздействию ветра, на вертикальную плоскость, проходящую через продольную ось вагона, м² .

Сила трения груза по полу вагона:

- в продольном направлении определяется по формуле (16),тс:

;

.

– в поперечном направлении, определяется по формуле (17),тс:

,

Здесь  – коэффициент трения груза по полу вагона; с учетом наличия на полу металлической полосы принят для пары трения дерево по стали.

Нагрузка, которая должна восприниматься креплением грузов в продольном направлении, определяется по формуле (18),тс:

.

Нагрузка, которая должна восприниматься креплением груза в поперечном направлении, определяется по формуле (19), тс:

где n – коэффициент запаса, значения которого принимаются: n = 1,0 при

разработке СТУ и МТУ; n = 1,25 при разработке НТУ.