3.4.3 Рішення задач з використанням заходів щодо поліпшення вантажопідйомності і місткості вагона

Чим більше вантажу поміщається в вагон (чим краще використовується його вантажопідйомність), тим менше вагонів потрібно для виконання плану перевезень, тим нижче собівартість перевезень і вище продуктивність рухомого складу. Розглянемо основні заходи по поліпшенню використання вантажопідйомності вагонів.

Раціональний розподіл вагонів під навантаження в залежності від їх типу та виду вантажу.

Зазвичай вагони з найменшою питомою вантажомісткістю (відношення вантажопідйомності вагона до його навантажувального обсягу) слід подавати під навантаження більш легковажних вантажів. Цей захід підвищує середнєстатичне навантаження на вагон. Рекомендується щодоби оперативно планувати подачу вагонів під вантаження в залежності від роду вантажу, типу і вантажопідйомності, наявних вагонів.

Розглянемо приклад. На промислове підприємство під навантаження двох видів вантажу (у тарі) подано 30 критих вагонів, у тому числі з об'ємом кузова 90 м³ – 15; 106 м³ – 9; 120 м³ – 6. Технична норма завантаження вагонів 1-го виду відповідно становить 37, 43 і 49 т, а 2-го – 63, 63 і 64 т. Потрібно раціонально розподілити вагони під навантаження за умови, що під кожен вантаж виділяється по 15 вагонів.

Рішення. Найменшу питому вантажопідйомність мають вагони з об'ємом кузова 120 м³, потім з обсягом 106 м³. Отже, їх потрібно направляти под погрузку1-го виду вантажів, а вагони з об'ємом кузова 90м³ – під навантаження 2-го. У цьому випадку статичне навантаження на вагон буде найвищим. Якщо ж під навантаження бури використовувати вагони з об'ємом кузова120 м³ і 106 м³,: Статичне навантаження знижується на 4 т. В результаті підприємство недогрузит 120 т продукції, для перевезення якої потрібно додатково 3 вагони.

Ущільнене навантаження вантажів. 

Масові кускові і насипні вантажі, що мають відносно не-велику щільність, і лісоматеріали вантажать вище борту вагона, використовуючи не тільки обсяг вагонів до рівня бортів, але і верхню частину габариту. Цей спосіб називається навантаженням «з шапкою». Необхідно враховувати, що при сучасних швидкостях руху поїздів відбуваються втрати деяких вантажів (вугілля, коксу, коксової дрібниці) від видування. Для зменшення втрат вантажі «шапку» ущільнюють за допомогою спеціальних ковзанок і віброустановок, покривають захисною плівкою або приміняють інші заходи.

Максимальна висота «шапки» Н_м визначається за формулою:

Н_м = β ∙ В/2 ∙ tgα , м (3.11)

де В – внутріння ширина вагона, м;

α – кут природного укосу вантажу в русі, град.;

β – коефіцієнт, який враховує, що у верхній частині «шапки» робиться майданчик.

При перевезенні вантажів з невеликою щільністю (торф, кокс і ін) висоту навантаження підвищують нарощування і обрешечивання бортів платформ і піввагонів. Поліпшити використання вантажопідйомності вагонів при перевезенні легких вантажів дозволяє пресування (металева стружка тощо) і брикетування (вугілля, торф). Останній спосіб, крім того, зменшує втрати вантажу при перевезенні від розпилення. 

Ущільнена вантаження тарних вантажів в критих вагонах досягається раціональним розміщенням вантажних місць по одному з шести варіантів (комбінування довжини, висоти і ширини вантажу і вагона), а також мінімальними зазорами і пустотами між окремими місцями за рахунок раціоналізації і стандартизації тари.

Порядок виконання практичного завдання 3.4.3:

1. Раціональний розподіл вагонів під навантаження в залежності від їх типу та виду вантажу.

1.1. Виконати розрахунок статичного навантаження Рст. за формулою (3.7) для всіх можливих варіантів навантаження 1-го та 2-го видів вантажу, використовуючи вихідні дані таблиці 3.5. Технична норма завантаження вагонів 1-го виду відповідно становить 37, 43 і 49 т, а 2-го – 63, 63 і 64 т.

1.2. Вибрати найбільш раціональний варіант розподілу вагонів за найвищою статичному навантаженні.

2. Ущільнене навантаження вантажів. 

2.1. Розрахувати максимальну висоту «шапки» для заданого типу вагона за формулою (3.11) і вихідними даним таблиці 3.6. Внутрішню ширину вагона взяти з таблиці 3.7. Значення tgα зазначено в таблиці 3.8.

Таблиця 3.5 – Вихідні дані для виконання завдання 3.4.3.1

Номер варіанта	Кількість вагонів, поданих під навантаження, ваг.			Кількість вагонів, по умовам навантаження, ваг.
	с обсягом кузова 90 м3	с обсягом кузова 106 м3	с обсягом кузова 120 м3	1-а група	2-га група
1	2	3	4	5	6
1	20	15	15	25	25
2	14	16	20	20	30
3	15	19	16	30	20
4	10	15	25	24	26
5	24	16	10	22	28
6	25	9	16	18	32
7	18	17	15	16	34
8	14	18	18	28	22
9	15	18	17	26	24
10	22	14	14	32	18
11	14	14	22	27	23
12	13	23	14	29	21
13	24	13	13	23	27
14	12	14	24	21	29
15	13	24	13	19	31
16	26	12	12	25	25
17	11	13	26	20	30
18	12	27	11	30	20
19	28	10	12	24	26
20	13	11	26	22	28
21	12	22	10	18	32

Окончание таб. 3.5

22	30	10	10	16	34
23	11	9	30	28	22
24	10	29	11	26	24
25	32	9	9	32	18
26	8	12	30	27	23
27	9	31	10	29	21
28	29	15	6	23	27
29	7	16	27	21	29
30	6	29	15	19	31

Таблиця 3.6 – Вихідні дані для виконання завдання 3.4.3.2

Номер варіанта	Тип вагона	Кут природного укосу вантажу в русі, град.	Коефі- цієнт β
1	2	3
1	Критий 4-хвісний з дерев΄яним кузовом	30	0,80
2	Критий 4-хвісний цельнометалевий	31	0,81
3	Полувагон 8-вісний	32	0,82
4	Полувагон 4- хвісний цельнометалевий	33	0,83
5	Платформа 4-хвісна с металевими бортами	34	0,84
6	Хоппер 4-хвісний для гарячих окатышів	35	0,85
7	Думпкар 4- хвісний	36	0,80
8	Платформа 6- вісна для длиномірних вантажів	37	0,81
9	Критий 4-хвісний з дерев΄яним кузовом	38	0,82
10	Критий 4-хвісний цельнометалевий	39	0,83
11	Полувагон 8-вісний	40	0,84
12	Полувагон 4- хвісний цельнометалевий	30	0,85
13	Платформа 4- хвісна с металевими бортами	31	0,80
14	Хоппер 4- хвісний для гарячих окатышів	32	0,81
15	Думпкар 4- хвісний	33	0,82
16	Платформа 6- вісна для длиномірних вантажів	34	0,83
17	Критий 4-хвісний з дерев΄яним кузовом	35	0,84
18	Критий 4-хвісний цельнометалевий	36	0,85
19	Полувагон 8-вісний	37	0,80

Продовження таблиці 3.6

1	2	3	4
20	Полувагон 4- хвісний цельнометалевий	38	0,81
21	Платформа 4- хвісна с металевими бортами	39	0,82
22	Хоппер 4- хвісний для гарячих окатышів	40	0,83
23	Думпкар 4- хвісний	30	0,84
24	Платформа 6-вісна для длиномірних вантажів	31	0,85
25	Критий 4-хвісний з дерев΄яним кузовом	32	0,80
26	Критий 4-хвісний цельнометалевий	33	0,81
27	Полувагон 8-вісний	34	0,82
28	Полувагон 4- хвісний цельнометалевий	35	0,83
29	Платформа 4- хвісна с металевими бортами	36	0,84
30	Хоппер 4- хвісний для гарячих окатышів	37	0,85

Таблиця 3.7 – Вихідні дані для виконання завдання 3.4.3.2

Грузопід΄ємність, т	Тара, т	Ємкість кузова, м3	Площа пола, м2	Розміри, мм						Погоння нагруз ка на колію, т/м
				длина		погрузочна ширина		база
				по осям автозчеплень	пола
Критий 4-хвісний з дерев΄яним кузовом
68	23	120	38,1	14730	13870		2760		10000		5,9
Критий 4-хвісний цільнометалевий
68	24	120	38,1	14730	13844		2764		10000		6,2
Полувагон 8-вісний
125	43,3	137,5	54,5	20240	18768		2790		12070		8,3

Продовження таблиці 3.7

Критий 4-хвісний цільнометалевий
69	22,5	76	35,4	13920	12070	2850	8650	6,5
Платформа 4-хвісна з металевими бортами
70	21	-	36,8	14620	1330	2770	9720	6,2
Хоппер 4-хвісний для гарячих окатышів
65	23	42	-	12000	9260	3154	7200	7,3
Думпкар 4-хвісний
60	27	26,2	-	11830	10000	3210	7500	7,3
Платформа 6- вісна для длиномірних вантажів
92	40	-	68,6	25220	23980	2870	17200	5,2

Таблиця 3.8 – Значення tgα

αо	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
Тангенс	0,5774	0,6009	0,6249	0,6494	0,6745	0,7002	0,7265	0,7536	0,7813	0,8098	0,8391