1. Расчет грузоподъемности и вместимости железнодорожного вагона

1.1. Выбор модели крытого универсального железнодорожного вагона начинается с расчета всех коэффициентов вагона.

Определим объем одной шины:

П_ш=(d_ш²)/4∙π∙ш_п,

где d_ш – наружный диаметр шины, d_ш=928 мм;

ш_п – ширина профиля, ш_п=210 мм.

П_ш= (0,928²)/4∙3,14∙0,210=0,14196 м³.

Определим объем всей партии груза:

П=N_ш∙ П_ш,

где N_ш – количество шин в партии груза, N_ш=3500 шт.

П=3500∙0,14196= 496,86 м³.

Рассчитаем коэффициенты для каждой модели вагона:

При использовании модели вагона 11-066 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=120 м³_.

n_ш=ε{120/0,14196 }=845 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=845∙36,5=30,84 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/120}= max{4,14}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=22 т.

q – грузоподъемность вагона, q=66 т.

К_т=22/66=0,333.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙22=110 т.

К_пт=110/127,75=0,861.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=120м³.

К_уд^,=120/66=1,818.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=66/120=0,55.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙66=0,387.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/120∙5=0,828.

При использовании модели вагона 11-К001 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=120 м³_.

n_ш=ε{120/0,14196 }=845 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=845∙36,5=30,84 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/120}= max{4,14}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=23 т.

q – грузоподъемность вагона, q=68 т.

К_т=23/68=0,338.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙23=115 т.

К_пт=115/127,75=0,9.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=120м³.

К_уд^,=120/68=1,764.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=68/120=0,56.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙68=0,376.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/120∙5=0,828.

При использовании модели вагона 11-217 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=120 м³_.

n_ш=ε{120/0,14196 }=845 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=845∙36,5=30,84 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/120}= max{4,14}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=23 т.

q – грузоподъемность вагона, q=68 т.

К_т=23/68=0,338.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙23=115 т.

К_пт=115/127,75=0,9.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=120м³.

К_уд^,=120/68=1,764.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=68/120=0,56.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙68=0,376.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/120∙5=0,828.

При использовании модели вагона 11-264 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=114 м³_.

n_ш=ε{114/0,14196 }=803 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=803∙36,5=29,31 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/114}= max{4,358}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=25 т.

q – грузоподъемность вагона, q=68 т.

К_т=25/68=0,367.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙25=125 т.

К_пт=125/127,75=0,978.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=114м³.

К_уд^,=114/68=1,676.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=68/114=0,596.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙68=0,376.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/114∙5=0,872.

При использовании модели вагона 11-270 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=122 м³_.

n_ш=ε{122/0,14196 }=859 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=859∙36,5=31,35 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/122}= max{4,07}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=24,5 т.

q – грузоподъемность вагона, q=69 т.

К_т=24,5/69=0,355.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙24,5=122,5 т.

К_пт=122,5/127,75=0,959.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=122м³.

К_уд^,=122/69=1,768.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=69/122=0,566.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙69=0,37.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/122∙5=0,815.

При использовании модели вагона 11-274 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=120 м³_.

n_ш=ε{120/0,14196 }=845 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=845∙36,5=30,84 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/120}= max{4,14}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=35 т.

q – грузоподъемность вагона, q=50 т.

К_т=35/50=0,7.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙35=175 т.

К_пт=175/127,75=1,37.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=120м³.

К_уд^,=120/50=2,4.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=50/120=0,417.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙50=0,511.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/120∙5=0,828.

При использовании модели вагона 11-276 рассчитаем массу груза с учетом использования всего объема вагона.

Количество шин вмещающихся в 1 вагон:

n_ш=ε{П_в/ П_ш },

где П_в – объем вагона, П_в=122 м³_.

n_ш=ε{122/0,14196 }=859 шт.

Масса груза в одном вагоне:

Р_г= n_ш∙m_ш,

где m_ш – масса шины, m_ш=36,5 кг.

Р_г=859∙36,5=31,35 т.

Потребное количество вагонов:

N_в=max{П/П_в},

N_в=max{496,86/122}= max{4,07}=5 вагонов.

Технический коэффициент вагона:

К_т=Р_т/q

где Р_Т – масса тары вагона, Р_Т=26 т.

q – грузоподъемность вагона, q=68 т.

К_т=26/68=0,382.

Погрузочный коэффициент тары вагона:

К_пт=Р_т/Р_гр

где Р_гр – масса груза.

С учетом того, что весь груз будет загружен в вагоны равномерно, коэффициенты рассчитываем для всей партии груза.

К_пт=ΣР_т/ΣР_гр

где ΣР_т – суммарная масса всех вагонов,

ΣР_гр – общая масса груза.

ΣР_гр= m_ш∙ N_ш,

ΣР_гр=36,5∙3500=127,75 т.

ΣР_т= N_в∙ Р_Т,

ΣР_т=5∙26=130 т.

К_пт=130/127,75=1,02.

Коэффициент удельного объема вагона:

К_уд^,=П_в/q;

П_в – полный объем вагона, П_в=122м³.

К_уд^,=122/68=1,794.

Коэффициент удельной грузоподъемности вагона:

К_уд^,,=q/П_в,

К_уд^,,=68/122=0,557.

Коэффициент использования грузоподъемности:

К_гр=Р_гр/q;

К_гр=ΣР_гр/ΣN_в∙q;

К_гр=127,75/5∙68=0,376.

Коэффициент использования вместимости:

К_в=П/П_в;

К_в=ΣП/ΣN_в∙П_в;

К_в=496,86/122∙5=0,815.

Таблица 1