1.2 Определение местоположения центра тяжести груза по высоте, длине и ширине

Найдем общую массу груза:

Высота общего центра тяжести груза над уровнем пола вагона:

где   - массы грузов, т; и - длина и ширина кузова вагона, мм; - координаты центров тяжести грузов относительно соответственно торцового и продольного бортов, мм.

Так как и ,следовательно, общий центр тяжести груза размещен над пересечением продольной и поперечной осями вагона, условное размещение груза выполняется.

1.3 Определение устойчивости вагона с грузом

Площадь наветренной поверхности вагона с грузом :

где S_в = 37м² – наветренная поверхность полувагона (таб.18)[1];

S_п =0 м²

Полученное значение является допустимым.

Высота общего центра массы платформы с грузом, мм, определяется по формуле:

где – общая масса груза в вагоне, т;

– масса тары вагона

– высота уровня пола платформы над уровнем головки рельса (

– высота центра тяжести порожней платформы (

= 1562 мм < [ ] = 2300 мм – допустимое значение высоты общего центра тяжести полувагона с грузом от УГР. Полученное значение является допустимым.

Таким образом, можно сделать вывод, что вагон с грузом устойчив относительно уровня головки рельсов.

При размещении на платформе груза на двух подкладках, уложенных поперек ее рамы симметрично относительно поперечной плоскости симметрии платформы, расположение подкладок определяется в зависимости от нагрузки на подкладку и ширины распределения нагрузки.

Ширина распределения нагрузки на раму платформы:

= + 1,35  , (1.7)

где - ширина груза в месте опирания, мм;   - высота подкладки, мм.

= 2600 + 1,35 50 = 2667,5 мм

1.4 Расчет крепления груза от продольных и поперечных сил

Продольная инерциальная сила груза, тс:

где – удельная продольная инерционная сила на 1 т массы груза при упругом креплении, тс/т:

.

Сила трения в продольном направлении, тс:

где коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона в продольном направлении (

Продольное усилие, воспринимаемое креплением, тс:

Нагрузка от сдвига в продольном направлении передается через торцевой щит (поз. 1) на высоте 483мм на торцевую стену полувагона. Допустимая нагрузка на высоте… [37,8]тс>15,232 тс (табл.27 гл.1 ТУ).

Так как грузы на всю высоту упираются в торцевой щит, они устойчивы от опрокидывания вдоль вагона.

Поперечные инерциальная сила с учетом действия центробежной силы, тс, равна:

где - удельная поперечная инерционная сила на 1 т массы груза, тс/т.

где - база вагона ( , мм; - расстояние от ЦТ_гр до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось, мм.

Вертикальная продольная сила , тс, вычисляется по формуле:

где - удельная вертикальная сила на 1 т массы груза, кгс/т, которая определяется:

где k  коэффициент, равный 510^-6 при погрузке с опорой на один вагон [1, с.42]

Ветровая нагрузка , тс, определяется:

где - площадь наветренной поверхности груза

S_гр = 0 м²

Сила трения в поперечном направлении , тс, рассчитывается:

где коэффициент трения между контактирующими поверхностями груза и вагона в поперечном направлении (

Поперечная нагрузка, тс, воспринимаемая креплением:

где n  коэффициент, равный 1,25 при разработке НТУ (/1/, с. 51, ТУ).

Груз считается устойчивым от сдвига в поперечном направлении, если выполняется условие:

, (1.19)

Груз в штабеле в поперечном направлении упираются в боковые стойки вагона через стойки (поз. 5). Допустимая нагрузка на стойки вагона на высоте 500 мм =[6] тс>3,068 тс /1,(табл.27)/