де µ – коефіцієнт тертя вантажу об підлогу вагона, підкладки або опорну поверхню турнікета (для сталі по сталі – 0,3; для сталі по дереву – 0,4; для дерева по дереву – 0,45; для залізобетону по дереву – 0,55).
Для другої комбінації сил максимального значення набувають поперечна горизонтальна інерційна сила та сила вітру, а також вертикальна сила, яка, діючи вверх, якби зменшує масу вантажу, а отже, і силу тертя, що перешкоджає його зсуву.
Поперечна горизонтальна інерційна сила Fп з урахуванням відцентрової сили розраховується за формулою:
Fn = an Qв; кгс, |
(10.5) |
де an – питома поперечна інерційна сила (табл. 10.2), кгс/т.
При розміщенні вантажу зі зміщенням центру його маси вздовж вагона від вертикальної площини, в якій знаходиться поперечна вісь вагона, величина an визначається за формулою:
an = ac + |
2 (aш −ас ) |
lцв; кгс/т, |
(10.6) |
|
|||
|
lбв |
|
|
де lбв – база вагона, м;
lцв – відстань від центру маси вантажу до вертикальної площини, в якій
знаходиться поперечна вісь рами вагона, м; ас – питома поперечна інерційна сила, при розміщенні центру маси
вантажу у вертикальній площині, в якій знаходиться поперечна вісь рами вагона, кгс/т;
аш – питома поперечна інерційна сила, при розміщенні центру маси
вантажу у вертикальній площині, в якій знаходиться вісь шворневої балки вагона, кгс/т.
Таблиця 10.2 - Питома поперечна інерційна сила
|
Значення питомої поперечної |
||
Спосіб розміщення вантажу |
інерційної сили в кгс/т при швидкості |
||
|
руху |
||
|
|
||
|
100 км/год |
|
90 км/год |
З опорою на один вагон і |
|
|
|
розташуванням центру маси вантажу у |
|
|
|
вертикальній поперечній площині, яка |
|
|
|
проходить через: |
|
|
|
середину вагона ( ac ) |
330 |
|
280 |
шворневу балку ( aш ) |
550 |
|
500 |
З опорою на два вагони |
400 |
|
350 |
Вертикальна інерційна сила Fв визначається за формулою:
Fв = ав Qв; кгс, |
(10.7) |
де ав – питома вертикальна сила для чотиривісних вагонів на візках ЦНІІ-Х3 у залежності від швидкості руху поїзда:
- для швидкості 100 км/год: |
ав =250 +klцв + |
2140 |
; |
кгс/т, |
(10.8) |
|
|
|
Q0 |
|
|
|
|
|
|
в |
|
1900 |
|
|
- для швидкості 90 км/год: |
ав =200 +klцв + |
; |
кгс/т, |
|||
|
|
|
|
Q0 |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
(10.9)
де Qв0 – загальна маса вантажу у вагоні, т;
k – коефіцієнт, який при перевезенні вантажу з опорою на один вагон, приймається 5, а на два вагони – 20.
Сила вітру направлена перпендикулярно до вертикальної площини, в якій знаходиться поздовжня вісь колії, визначається за формулою:
Wп = kд 50 Sn , кгс, |
(10.10) |
де kд – аеродинамічний коефіцієнт, що |
враховує ступінь обтічності |
вантажу повітрям (для плоских вантажів kд =1, для циліндричних kд =0,5 );
50 – питома сила дії вітру на 1м2 поверхні вантажу, приймається 50
кгс\м2;
Sn – площа проекції вантажу на поздовжню вертикальну площину, м2.
Поперечна сила тертя визначається:
- для вантажів, що опираються на один вагон:
Fтерп =Qв µ (1−aв ); кгс, |
(10.11) |
|||
- для довгомірних вантажів, що опираються на два вагони: |
|
|||
Fтерп = |
Qв |
µ (1−aв ); кгс. |
(10.12) |
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
Поздовжнє ∆Fпоз і поперечне ∆Fп зусилля, які повинні сприйматися |
||||
кріпленням, визначаються за формулами: |
|
|||
- для першої комбінації сил |
∆Fпоз = Fпоз −Fтерзов; кгс, |
(10.13) |
||
- для другої комбінації сил |
∆Fn =1,25 (Fn +Wп )−Fmepn ; кгс. |
(10.14) |
||
10.1.4 Основні вимоги до розміщення вантажів. Габарит навантаження
На відкритому рухомому складі вантаж разом з упакуванням і кріпленням повинен розміщуватися в межах габариту навантаження (рис.10.3) при умові знаходження вагона на прямій горизонтальній ділянці колії, коли поздовжні осі рухомого складу та колії співпадають.
Вантаж може мати розміри габариту навантаження в усіх поперечних площинах, якщо при симетричному розміщенні на платформі найбільша відстань від середини вагона до кінця вантажу для платформ не перевищує таких значень: з базою 9720мм - 8800мм, з базою 9294мм - 8580мм, а на зчепах із двох платформ відповідно - 11840 і 11600мм.
Допустимі поперечні розміри довгомірного вантажу визначаються розрахунком.
РГР
Рис. 10.3 Обрис основного габариту навантаження:
РГР – рівень головки рейки
Автомобілі, трактори, сільськогосподарські та шляхобудівельні машини, залізобетонні та металеві вироби, а також інші вантажі, що розміщуються у межах довжини підлоги універсальних платформ (базою не більше 9,72м) і 4- вісних напіввагонів, дозволяється перевозити на мережі залізниць країнучасниць СНД, Латвійської Республіки, Литовської республіки, Естонської Республіки (крім Далекосхідної залізниці РФ), із використанням пільгового габариту навантаження (рис. 10.4). У накладних на такі вантажі відправник зазначає “пільговий габарит”. При перевезенні круглого лісу в напіввагонах діють зональні габарити навантаження, які поширюються не на всю мережу залізниць, а лише на окремі напрямки, визначені Укрзалізницею.
Рис. 10.4 Співвідношення обрисів габариту навантаження:
1 – основний габарит навантаження; 2 – пільговий габарит навантаження; 3 – зональний габарит навантаження; РГР – рівень головки рейки
Вантажі у вагоні повинні розміщуватися так, щоби їх загальний центр ваги знаходився на вертикальній лінії перетину площин, в яких знаходяться поздовжня і поперечна осі вагона.
Виконання цієї умови розміщення вантажів забезпечує рівномірне завантаження візків вагона. У випадку неможливості дотримання цієї умови допускається поздовжнє зміщення загального центру ваги вантажів від осей симетрії вагона в межах, встановлених Технічними умовами (не більше 1/8 бази вагона).
При цьому різниця в завантаженні візків чотиривісних вагонів не повинна перевищувати 10т, шестивісних – 15т, восьмивісних – 20т. Разом із тим необхідно, щоби навантаження на кожен візок не перевищувало половину вантажопідйомності вагона.
Поперечне зміщення загального центру ваги відносно поздовжньої осі вагона допускається не більше 100мм (рис. 10.5).
|
не більше |
5 |
|
1/8 lбв |
|
3 |
|
4 |
|
P1 |
P2 |
|
1 |
2 |
|
P P |
|
PВ1 |
не більшеPВ |
|
lбв |
PВ2 |
|
|
|
5 |
|
не більше |
|
|
100 мм |
|
1
2
не більше |
5 |
100 мм |
|
Р1 + Р2 ≤ Рв;
Рв1 ≤0,5Рв; Рв2 ≤0,5Рв;
Рв1 −Рв2 ≤10Т
Рис. 10.5 Загальна принципова схема розміщення вантажів на відкритому рухомому складі: 1 – поздовжня вісь вагона; 2 – поперечна вісь вагона; 3 – центр ваги вантажу Р1; 4 – центр ваги вантажу Р2; 5 – загальний центр ваги усіх вантажів у вагоні;
lбв – довжина бази вагона; Рв1 і Рв2 – навантаження на візки вагона; Рв – вантажопідйомність вагона
Вихід вантажу за межі кінцевої балки (лобового бруса) напіввагонів та платформ допускається не більше 400мм. Довгомірні вантажі, які виходять за межі кінцевої балки більше, ніж на 400мм, перевозяться на зчепах.
|
вісь |
|
3 |
1 |
Qв |
Qв |
4 |
2 |
|
в |
Qв |
Q |
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
QТ |
|
|
|
1 |
2 |
H |
H |
3 |
4 |
|
|
|
hцв |
hцв |
|
||
hцв |
hцв зцв |
В |
РГР |
|||
цв |
||||||
Рис. 10.6 Зразок схеми розміщення вантажів на платформі і визначення висоти загального центру ваги вагона з вантажами:
Qв1 ,Qв2 ,Qв3 ,Qв4 – маса вантажних місць; QТв – маса тари вагона; hцв1 ,hцв2 ,hцв3 ,hцв4 – висота центру ваги вантажних місць над рівнем головок рейок; Hцвв – висота центру ваги
порожнього вагона над рівнем головок рейок; Нцув – висота загального центру ваги вагона з вантажами над рівнем головок рейок; РГР – рівень головок рейок