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] :

(6.1)

де  питоме значення повздовжньої інерційної сили, кН/кН.

Питоме значення повздовжньої інерційної сили (в кН на кН ваги вантажу) наведені у таблиці 6.1.

Таблиця 6.1- Питоме значення повздовжньої інерційної сили

Тип кріплення	апв , кН / кН
	а220	а850
Пружнє (розтяжки , обвязки , бруси)	1.2	1.0
Зварні зєднання	1.9	1.7

У таблиці 6.1 значення питомої повздовжньої інерційної сили при відповідній масі брутто вагону.

Проміжні значення :

У таблиці 6.1 значення питомої повздовжньої інерційної сили при відповідній масі брутто вагону.

Проміжні значення :

(6.1)

де - 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] :

(6.2)

де питоме значення поперечної інерційної сили кН/кН.

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

Таблиця 6.2 - Питоме значення поперечної інерційної сили

Спосіб розташування вантажу	ап , кН /кН при швидкостях руху
	80 км / год.	90 км / год.	100 км / год.
	2х і 4х вісні вагони усіх типів	4х вісні вагони на візках ЦНИИ-ХЗ-О
По центру вагону , ас	0.23	0.28	0.33
Центр мас співпадає зі шкворенем , аш	0.45	0.55	0.65

При розташуванні вантажу між серединою вагону та шквореневою балкою значення :

( 6.3)

де - база вагону, м;

відстань від центра мас вантажу до поперечної вертикальної площини, що приходить крізь центр вагону, м

Значення та знаходяться для кожного з трьох вантажів.

3. Знаходиться значення вертикальної інерційної сили за формулами з [3]:

(6.4)

де - 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 (в кН на Кн ваги вантажу)

(6.5)

де - загальна маса вантажу на вагоні (якщо менш ніж 100 кН, тоді дорівнює 100 кН) ;

- відстань від центра мас до вертикальної площини, що проходить крізь центр вагону перпендикулярно йому, м;

, , - коефіцієнти, що враховують спосіб розташування вантажу( при розташуванні з опорою на один вагон К1=0.008, К2=0.009, К3=0.0і ).

Значення та розраховуються для кожного з трьох вантажів.

2. Знаходиться повітряний тиск за формулами з [3]:

(6.6)

де - площа проекції поверхні вантажу, на яку діє вітер, на вертикальну площину, яка проходить крізь повздовжню вісь вагону, м².

Треба зазначити, що при розрахунку площі проекції вантажу, на яку діє вітрове навантаження, на вертикальну площину, яка співпадає з віссю шляху (м²) необхідно враховувати площу бортів платформи.

Значення Wп розраховується для кожного з трьох вантажів.

5. Розраховуються сили тертя окремо у повздовжньому F^пв_тр та поперечному Р^П_тр напрямках за формулами з [3] :

(6.7)

де  - коефіцієнт тертя.

У розрахунках коефіцієнт тертя приймається рівним 0.33, що відповідає тертю між деревом та сталлю.

Значення F^ПВ_ТР та F^П_тр розраховуються для кожного з трьох вантажів.

6. Знаходять сили, що зміщують вантаж :

∆Fпв = Fпв - F^ПВ_ТР > О

(6.8)

∆Fп =1.25 (Fп + Wп) - F^П_ТР > О .

Якщо ∆F^ПВ чи ∆F_П мають додатні значення, вантажі необхідно закріплювати.

При перевезенні вантажів автомобільним транспортом враховується дія тих інерційних сил, що і на залізничному транспорті.

При розробці схем на перевезення великогабаритних вантажів з застосуванням автотранспорту рекомендують розрахункові формули і схеми розміщення вантажів аналогічно тому, як прийнято на залізничному транспорті. Але при розрахунках інерційних сил коефіцієнти треба враховувати таким чином: при перевезеннях автотранспортом направлені зовнішні кривих центробіжні сили, що діють на вантаж, приблизно в п’ять разів більше, чим на залізницях при тих швидкостях руху, в той час, як повздовжні інерційні сили, що виникають при гальмуванні автотранспорту, в чотири рази менші ніж при перевезенні на залізниці. Умови руху ваговитих вантажів на причепах – ваговозах можна порівняти до умов перевезення вантажів на залізничних транспортерах.

При перевезеннях негабаритних вагових вантажів на причепах-ваговозах швидкість руху на повздовжніх схилах і кривих малих радіусів обмежується ж/л 5-10 км/год. Аналогічно перевозять такі вантажі і на залізничному транспорті. В цих випадках зміщення вантажів неможливі із-за відсутності інерційних сил.