M00968

l

l2

21

Рисунок 3.2 – Схема для визначення навантажень на візки вагону

			22
∑МA		= ±Q1l1 ±Q2l2 ±...±Qnln − RBlB		=0	(4.5)
звідкіля
		RB =	±Q1l1 ±Q2l2 ±...±Qnln		(4.6)
			lB
		RA	= Q1 +Q2 +...+Qn − RB		(4.7)
де RA , RB	- навантаження на візки вагонів, кН;
l1 ,l2 ,...,ln −відстань від точки А до проекції ЦВ вантажу на
повздовжню вісь вагону, мм.
Знак " − "	у	рівнянні ставлять, коли		ЦВ	вантажу

розташований ліворуч від точки А, знак " + "- праворуч.

Це практичне заняття є першим етапом розрахунковографічного завдання.

Практичне заняття № 5

Перевірка габаритності навантаження та стійкості рухомого складу

Мета заняття:	навчитися	визначати		габаритність
навантаження та стійкість рухомого складу від перевертання.
Вихідні дані для практичного заняття			№ 5 взяти з таблиць
4.1-4.3.
	Порядок виконання:
Габаритність навантаження		вантажів,	розташованих на

23

відкритому рухомому складі, перевіряють порівнянням значень

горизонтальної	відстані від вісі			колії	до	найбільш виступаючих
точок вантажів	та	відстані	від	вісі	колії	до контуру	габариту
навантаження [3].		Якщо при	порівнянні буде таке, що відстань,
яку вимірюють,	не	більша за	відстань		від вісі колії до		контуру

габариту навантаження, тоді навантаження є габаритним. У

противному	випадку навантаження			не є габаритним			і	треба
визначити його негабаритність.
Для	визначення		стійкості	рухомого	складу			треба
розрахувати	висоту загального ЦВ			(Нцв) за формулами			з [2],[3],
[5] та суму площин			навітряної	поверхні	всіх вантажів та
транспортного засобу.
Висота загального ЦВ вагону з вантажем :
	H ЦВ =	Q1h1 + Q2h2 + ...+ Qn hn + Q T HT						(5.1)
			Q1 + Q2 + ...+ Qn + QT

де h1 ,h2 ,...,hn - висота ЦВ одиниці вантажу над рівнем верха голівок рейок(РГР), мм;

QT - вага тари вагону, кН;

HT - висота ЦВ порожнього вагону, мм.

Таблиця 5.1 – Характеристики вагонів

		Поверхня	Висота центру	Висота	Висота ЦВ
		вагону, на	поверхні	площини	порожнього
	Тип вагону		вагону, на яку
		яку діє	діє вітер, від	полу від	вагону від
		вітер, м2		РГР, м	РГР, м
			РГР, м
	4 – вісні полувагони	37	2,1	1,390	1,13
	зварної конструкції з
	дерев`яною обшивкою
	4 – вісні платформи: з	13	1,1	1,300	0,8
	металевими бортами
	З прокатних профілів	13	1,1	1,270	0,8
	Цільно-зварена	13	1,1	1,272	0,8

24

При розрахунку навітряної поверхні вагону з вантажем треба враховувати не тільки навітряну поверхню вантажів, а и навітряну

поверхню вагону з таблиці 5.1
Якщо ЦВ вагону знаходиться на		відстані більш ніж 2300мм
від рівня головки рейок або	навітряна	поверхня вагону перевищує
50м2, тоді треба розраховувати	поперечну стійкість вагону. В інших
випадках стійкість гарантована.
При розрахунку стійкості автотранспортного засобу з вантажем
ураховується поперечна стійкість при		криволінійному русі	на

поперечному ухилі. При цьому треба виходити із найбільш несприятливого сполучення прикладених сил.

При проведенні попередніх розрахунків поперечних ухил дороги, згідно [7], приймають 6% (кут перекидання α=3о).

Схема при розрахунках на стійкість наведена на рисунку 5.1. Загальна вага системи

Q = Qп + Qв

де Qп – вага причепу, н.;

Qв – вага вантажу, н..

Висоту центру ваги системи визначаємо за формулою

	Q		hп	+Q	(hв	+ h H )
h	=		п цв	в	цв	п		(5.2)
цв				Qп +Qв

де hпцв, hвцв, hп, Н – висота центра ваги причепа, вантажу, підставок під вантаж та навантажувальна висота.

Висоту центра навітряної поверхні визначаємо за формулою

hн.п. =	S	бп hнпп	+ S	бп(hнпв + hпH )		(5.3)
			S в	+ S п
			б	б

де Sпб,Sвб – площа бокової навітряної поверхні вантажу та транспортного засобу, м2.

Максимально припустима швидкість руху, з якою можна вести

25

Рисунок 5.1 – Розрахункова схема сил

26

автотранспортний засіб без поперечного ковзання, визначаємо за формулою

			ϕ − tqα −	W
Vск =	qR			Q cosα		(5.4)
			1+ ϕtqα

де ϕ- коефіцієнт зчеплення з поверхню дороги (таблиця 5.2); R – радіус повороту, м;

α - поперечний ухил дороги (6%о); W – повітряний тиск (W = 0.5S кН/м2)

Таблиця 5.2 – Коефіцієнт зчеплення шин з покриттям дороги

Покриття дороги		Коефіцієнт зчеплення
	шини високо тиску		шини низького тиску
	сухе	мокра	суха	мокра
	дорога	дорога	дорога	дорога
цементобетон	0.75	0.60	0.82	0.60
асфальтобетон	0.65	0.60	0.70	0.55
щебінь, гравій	0.65	0.40	0.60	0.40
земляне полотно	0.55	0.35	0.55	0.35
укатаний сніг	0.30	0.10	0.35	0.10
пісок по льоду	0.40	0.30	0.60	0.40

Поперечну стійкість вагону визначають за формулами з [2],

[З]. Поперечна стійкість вагону забезпечується, якщо :
	PЦ + PB	≤ 0.5	(5.5)
	PC
де Рц+Рв − додаткове вертикальне навантаження			на колесо

від дії центробіжних сил та сил вітру, кН; Рс - статичне навантаження від колеса на рейку, кН.

Статичне навантаження, коли ЦВ вантажу знаходиться у вертикальній площині., яка проходить крізь поперечну вісь вагону,

27

дорівнює :

P =	1	(Q	+ Q	IP	)	(5.6)
C		T
	nK

де nK - кількість колес вагону.

Якщо ЦВ вантажу має поперечне зміщення (Ь) від вертикальної площини, в якій знаходиться повздовжня вісь вагону, статичне навантаження знаходиться за формулою :

		1				b
PC	=		QT	+ QIP 1	−			(5.7)
		nK
						S

де Ь - поперечне зміщення ЦВ вантажу від вертикальної площини, в якій розташована повздовжня вісь вагону, м (не більш,

ніж 0.1 м) ;

S = 0.79 м - пів відстані між кругами катання колесної пари. Якщо ЦВ вантажу має зміщення у повздовжньому напрямку

від вертикальної площини, в якій розташована поперечна вісь вагону, то спочатку знаходиться менше навантаження на візок вагону, а потім статичне навантаження за формулою :

	1 Q
P =			T	+ Qmin
C	nTK		2	T

або при поперечному зміщенні ЦВ вантажу (Ь) :

		1	QT		min			b
PC	=				+ QT	1	−
		nTK		2
								S

де nKT	- кількість колес візка вагону;
Qmin = Q		ГР	[0.5 −(1эм/1	B	)] −менше	навантаження
T

вантажу на візок вагону, кН.

(5.8)

(5.9)

від

28

Додаткове вертикальне навантаження:

P

+ P =

1

[0.075(Q

+ Q

ГР

)H

ЦТ

+W

ГР

h + p]

(5.10)

Ц

A

SnK

T

де WГР −рівнодіюча

вітрового

навантаження

на

частини

вантажу,

які виступають

за мережі

кузова

вагону, кН(для платформ

захищеність вантажу бортами можна не враховувати);

h

-

висота

прикладення

рівнодіючого

вітрового

навантаження над рівнем голівок рейок, м;

р - момент, кН*м, який враховує

впливання вітру

на кузов та

візки завантажених вагонів

та поперечне зміщення ЦВ вантажу

за

рахунок

деформації

ресор.

Значення моменту дорівнюють

для

напіввагонів: 4-вісного

- 5.61 кН*м, 6-вісного - 8.36

кН*м; для

платформ : 2-вісноі - 2.22 кН*м, 4-вісноі - 3.34 кН*м.

Якщо умови щодо поперечної стійкості не виконуються, треба змінити розташування вантажів.

Практичне заняття № 6

Розрахунок сил, що діють на вантаж під час руху

Мета заняття: навчитися визначати поперечну, повздовжню, вертикаль ну сили, силу тертя та сили зміщення, що діють на вантаж

під час руху.
Вихідні дані	до	практичного	заняття №	6	взяти з
практичних занять	№ 4 (таблиці 4.1-4.3) та № 5. Швидкість руху
прийняти рівною	80	км/год., дія	автотранспортного		засобу,

розраховану за формулою (5.4).

Порядок виконання:

1. Знаходиться значення повздовжньої інерційної сили Fпр за формулами з [3] :

29

FПВ = aПВQПВ

(6.1)

де

aПВ − питоме

значення

повздовжньої

інерційної

сили,

кН/кН.

сили aПР (в кН на

Питоме значення повздовжньої інерційної

кН ваги вантажу) наведені у таблиці 6.1.

Таблиця 6.1- Питоме значення повздовжньої інерційної сили aПР

Тип кріплення

апв , кН / кН

а220

а850

Пружнє (розтяжки ,

1.2

1.0

обв′язки , бруси)

Зварні з′єднання

1.9

1.7

У

таблиці 6.1

a

220 −a850 −значення

питомої повздовжньої

інерційної

сили при

відповідній масі брутто

вагону.

Проміжні значення aПВ :

Q0 (a

−a

)

aПВ

= a220 −

220

850

ГР

630

У

таблиці 6.1

a220 − a850 −значення питомої повздовжньої

інерційної

сили при

відповідній масі брутто

вагону.

Проміжні значення aПВ

:

Q0

(a

−a

)

aПВ = a220 −

220

850

ГР

(6.1)

630

де QГР0

- загальна

вага вантажу у вагоні,

кН. Значення

Fпр

знаходиться для кожного з трьох вантажів.

2.Розраховується значення поперечної інерційної сили Fп за формулами з [3] :

FП = aПQГР

(6.2)

де aП −питоме значення поперечної інерційної сили кН/кН.

30

Питомі значення поперечної (кН/кН) наведені у таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 - Питоме значення поперечної інерційної сили

ап , кН /кН при швидкостях руху

80 км / год.

90 км / год.

100 км /

Спосіб розташування

год.

2х і 4х

вантажу

4х вісні вагони на візках

вісні

вагони

ЦНИИ-ХЗ-О

усіх типів

По центру вагону , ас

0.23

0.28

0.33

Центр мас співпадає зі

0.45

0.55

0.65

шкворенем , аш

При розташуванні

вантажу

між

серединою

вагону

та

шквореневою балкою значення aП :

aП

= aС +

2(аШ −аС )ХГР

( 6.3)

lб

де lб - база вагону, м;

ХГР −відстань

від

центра мас

вантажу до

поперечної

вертикальної площини, що приходить крізь центр вагону, м

Значення FП

та

аП знаходяться

для кожного з

трьох

вантажів.

FB

3. Знаходиться

значення вертикальної інерційної сили

за

формулами з [3]:

FB = aBQГР

(6.4)

де аВ - питоме значення вертикальної інерційної сили, кН/кН.

Для 4-х вісних вагонів на візках ЦНИИ-ХЗ-0 та відповідних швидкостях руху питоме значення вертикальної

інерційної сили аВ (в кН на Кн ваги вантажу)