5 Методика визначення способів розміщення і кріплення вантажів у

напіввагон

5.1 Розміщення вантажу у напіввагоні.

Спосіб розміщення та кріплення вантажів на відкритих вагонах визначається за такою послідовністю:

- в залежності від маси, конфігурації та розмірів вантажу обирається тип вагона;

- складається схема розміщення вантажу в вагоні із зазначенням геометричних розмірів і центра маси кожного вантажного місця, перевіряється дотримання габариту завантаження та встановлюється ступінь негабаритності;

- визначається місце розташування загального ЦМ вантажу по довжині та ширині вагону, розраховується висота над рівнем головок рейок загального ЦМ вагону з вантажем і перевіряється завантаження візків;

- у разі необхідності виконують розрахунки з визначення поперечної стійкості вагона з вантажем;

- визначаються значення сил, що діють на вантаж, необхідність кріплення вантажу та обирається тип кріплення вантажу та обирається тип кріплення;

- встановлюються зусилля, діючі в окремих деталях кріплення, та визначаються параметри елементів кріплення.

Спосіб розміщення та кріплення вантажів на відкритому рухомому складі визначається у відповідності до ТУ. Вагон для перевезення вантажу обирається з врахуванням кращого використання його місткості та вантажопідйомності, а також забезпечення збереження вантажу. Дотримуючись правил безпеки руху на залізничному транспорті, завантажений на відкритий вагон вантаж, із врахуванням його упаковки та кріплення, повинен знаходитись у межах установленого габариту завантаження за умови розташування вагона на прямій

горизонтальній колії .

З розрахунками кріплення і розміщення залізобетонних брусів стрілочних переводів в кількості 102 шт. в на піввагоні ( в відповідності зпараграфа 4,11 частини 1 збірника №17 “Правил перевезень і тарифів залізничним транспортом України”).

Бруси залізобетонних стрілочних переводів навантажуються в 4-вісний напіввагон комплектами брусів різної довжини.

Найбільш раціонально їх розміщувати в три штабелі, довжина сторін вздовж напіввагона. Ширина штабеля по ширині напіввагона – 8 брусів, висота не вище стінок напіввагона, що відповідає параграфу 4 розділу 1 “Правил перевезень”.

У закритих дверей напіввагона уложують упірні бруски 120*160*2850 мм. В кожному ярусі різні по довжині бруси розміщуються симетрично відносно поздовжньої осі напіввагона, маючи велику довжину – близько до стін на піввагона.

Між торцями найбільш довгі шпали сусідніх штабелів улежують нам підлогу напіввагона розпірні бруси розміром 150*275*1000 мм.

Зміщення більш коротких брусів по відношенню до найбільш довгих однакові з двох кінців брусів, що забезпечують розміщення центрів тяжкості вантажу в поперечній площини симетрії брусів у ярусі і штабелі в цілому. Розрахунок проводиться для 102 брусів в на піввагоні.

5.2 Розрахунок кріплення вантажів та сил, що діють на

вантаж при перевезенні

На вантаж при перевезенні діють поздовжні, поперечні та вертикальні сили, сили тиску вітру і сила тертя, які досягають максимальних значень не одночасно. Сили, що діють на вантаж при перевезенні, враховуються при розрахунках розміщення та кріплення у двох поєднаннях:

1) Поздовжня інерційна – тертя.

2) Поперечна інерційна - тертя – вертикальна інерційна-вітрова.

Точкою прикладання поздовжніх, поперечних та вертикальних інерційних сил є ЦМ, точкою прикладення рівнодіючої сили вітру – геометричний центр площини навітряної поверхні. Поздовжні інерційні сили розраховуються:

(6.1) де- питома поздовжня інерційна сила на 1т маси вантажу, Н/кН;

- маса вантажу, Н.

Значення для комплексної маси вантажу визначається:

, (6.2)

де - загальна сума вантажу ,Н;

- значення питомої поздовжньої інерційної сили, в залежності від

типів кріплення при масі брутто, відповідно вагонів 22т і 94т (

приймаються по таблиці), ( пружні кріплення)

, (6.3)

Н.

Н./кн.

кН.

Сила тертя перешкоджає поступовому переміщенню вантажу по поверхні підлоги вагона чи інших вантажів. Розмір сили тертя залежить від стану, розмірів та температури поверхонь, що торкаються, швидкості переміщення та ваги вантажу .

Розмір сили тертя, що перешкоджає переміщенню вантажу в поздовжньому напрямку:

- з опорою на один вагон, визначається за формулою

(6.4)

де - коефіцієнт тертя вантажу по підлозі, підкладках, інших вантажах чи по

опорній поверхні турнікету, приймається рівним: для дерева по дереву –

0,45; для залізобетону по дереву – 0,55.

кН.

Величина подовжнього зусилля повинна сприйматися кріпленням, яка розраховується за формулою

, (6.5)

кН.

Згідно таблиці 18 “Правил перевезень” найбільш допустиме навантаження на торцевий поріг - 41,8 кН.

Визначаємо положення центра маси вантажу по відношенню до поперечної вертикальної площини, проходячи через поперечну вісь на піввагона, визначається за формулою

, (6.6)

де - загальна маса вантажу у вагоні, т;

, , - маса одиниці вантажу, т;

_{, , -} відстань центрів маси одиниці вантажу від торцевого борту

кузова вагона, мм;

– довжина кузова вагона, мм.

мм.

Поперечна горизонтальна інерційна сила з урахуванням дії

відцентрової сили визначається за формулою

, (6.7)

де - питома поперечна інерцій1на сила на 1 т маси вантажу, (Н/кН).

Для вантажів з опорою на один вагон визначається за формулою

, (6.8)

де ,- питомі поперечні інерційні сили для випадків, коли ЦМ

знаходиться у вертикальній поперечній площині (табличні

значення), Н/кН;

- база вагона, м.

- відстань від ЦМ вантажу до поперечної площини, симетрії вагона,

м.

Н/кН.

кН.

Вертикальна інерційна сила визначається за формулою

, (6.9)

де _- питома вертикальна сила на 1 тонну маси вантажу, Н/кН, яка

визначається зав формулою

, (6.10)

Коефіцієнт при навантаженні з опорою на один вагон приймають рівним 5.

кН.

кН.

Вітрове навантаження на вантаж не діє і.

Сила тертя в поперечному напрямку, визначається за формулою

, (6.11)

кН.

Поперечне зусилля, яке повинне сприйматися кріпленням визначається за формулою

, (6.12)

кН.

Розпірне зусилля на одну стійку бокової стіни допускається 5кН.

5кН>2,515кН

Визначаємо положення центрів мас штабелів вантажу РГР (рівні головки рейки) ,, , а також загального центра маси вантажу .

Так, як штабеля №1, №2, №3 не створюють простого геометричного розрізу в поздовжній площині розбиваємо їх на прямокутники відповідно кожному ярусу.

В розрахунках приймаємо вісь абсцис – вздовж поздовжньої осі вагону на рівні підлоги, вісь ординат здовж торцевої стінки вагона.

Штабель №1

Ярус	Маса, кг	Ордината, мм
1	3629	195
2	3291	475
3	3023	755
4	3009	1035
5	2999	1315

Товщина бруса 230мм.

Висота штабеля 1315+230/2=1413мм.

Штабель №2

Ярус	Маса, кг	Ордината, мм
1	4880	195
2	4511	475
3	4162	755
4	3948	1035
5	992	1315

Штабель №3

Ярус	Маса, кг	Ордината, мм
1	2666	195
2	2552	475
3	2470	755
4	1228	1035

Ордината центра маси всього вантажу, визначається за формолою

При висоті підлоги на піввагона від рівня головки рейки 1263мм, маємо:

мм;

мм;

мм;

мм.

Висота центра маси порожнього напіввагону:

м або 1130мм.

Тара на піввагона – 22,7тонн.

Висота загального центра маси на піввагона з вантажем

мм, тобто менше 2,3м.

Поперечна стійкість в такому випадку не перевіряється. Розрахунок на зжимання та зминання дерев’яних знімальних деталей кріплення визначається:

,(6.13)

де - зусилля зжимання , діюче на деталь кріплення, кн.;

– сумарна площа деталей, см².

Зусилля F=2,515кН.

Для упірних брусків .

см^2.

кН/см^2.

Для розпірних брусків .

см², а для двух

см^2.

кН/см²)

Для підкладок під штабель розраховуємо на зминання силуF приймаємо F=18,493кН.

см^2.

см^2.

кН/см².

Допустиме напруження для деревини хвойних порід на зжимання та зминання поперечних волокон рівне 18, що значно більше за розраховані значення ,,.

Використання запропонованих брусків упірних, розпірних і підкладок дозволяється.