ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
С методическими указаниями
«Технические средства обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте»
(название дисциплины)
Направление/специальность: 23.05.04 Эксплуатация железных дорог
(код, наименование специальности /направления)
Профиль/специализация: «Магистральный транспорт» (ДМ)
Квалификация выпускника: инженер путей сообщения
Форма обучения: заочная
Практическое занятие №1
Тема: «РАСЧЁТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ГРУЗ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ»
Цель: Рассчитать силы, действующие на груз при движении на открытом подвижном составе.
Требуется: рассчитать силы, действующие на груз, перевозимый на платформе со скоростью 100 км/ч.
Рис. 1 Силы, действующие на груз при движении
При определении способов размещения и крепления грузов, должны учитываться следующие нагрузки:
1. Продольные горизонтальные инерционные силы, возникающие вследствие соударения вагонов при движении поезда, во время маневров, роспуска с горок и в процессе торможения.
2. Поперечные горизонтальные инерционные силы, возникающие при движении вагона при вписывании его в кривые и переходные участки пути.
3. Вертикальные силы, вызванные ускорениями при колебаниях движущегося вагона.
4. Ветровая нагрузка.
5. Сила трения.
6. Вес груза.
Рассмотренные силы учитываются при размещении и креплении груза в двух сочетаниях.
Первое – соответствует соударению вагонов при маневрах, роспуске с сортировочных горок, трогании, осаживании и торможении поезда.
Второе – соответствует движению поезда с наибольшей допускаемой на сети железных дорог скоростью (до особого указания ОАО «РЖД»), в расчетах следует принимать нагрузки соответствующие скорости движения грузовых поездов 100 км/ч).
Исходные данные:
Определяем силы, действующие на одно место груза, если на четырехосную платформу базой 9,72 м с тележками ЦНИИ-Х3 погружен груз -оборудование в ящичной упаковке весом 26200 кг, длиной 6,6 м, шириной 2,5 м, высотой 2,6 м.
Тара платформы 21 т., высота от головки рельса до уровня пола 1294 мм, крепление упругое, центр тяжести станка смещен от вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона на 2,95 м, и находится в центре ящичной упаковки. Перевозка выполняется со скоростью 100 км/ч.
(1)
Определяем промежуточное значение удельной величины продольной инерционной силы апр для веса брутто платформы
(2)
где а22, а94 – удельная продольная инерционная сила, тс, принимается соответственно при весе брутто вагона 22 т, 94 т по таблице 1, так как по заданию тип крепления упругое: а 22 = 1,2 тс = 1200 кгс, а 94 = 0,97 тс = 970 кгс.
Таблица 1
Значение удельной продольной инерционной силы
Продольная инерционная сила определяется по формуле:
(3)
где апр – удельная продольная сила, кгс;
Qгр – вес груза в вагоне, т.
Определяем удельную величину поперечной инерционной силы при расположении центра тяжести в плоскости не проходящей через середину вагона или шкворневую балку:
(4)
где ℓв – база вагона в метрах;
ℓгр – расстояние от центра тяжести груза до вертикальной плоскости, проходящей через поперечную ось вагона, м.;
аш– удельная поперечная сила при расположении общего центра тяжести под шкворневой балкой;
ас – удельная поперечная сила при расположении центра тяжести в вертикальной плоскости, в которой проходит поперечная ось вагона;
аш, ас – из таблицы 2.
Таблица 2
Значение удельной поперечной инерционной силы
Примечание: Для скоростей движения 90 км/ч данные относятся к вагонам на тележках МТ-50 и ЦНИИ-Х3, для скорости движения 100 км/ч – к четырехосным вагонам на тележках ЦНИИ-Х3.
Величина поперечной инерционной силы составит:
(5)
где ап – удельная поперечная инерционная сила, кгс/т;
Qгр – вес груза в вагоне, т.
Удельная величина вертикальной силы для четырехосного вагона на тележках ЦНИИ-Х3 и скорости движения 100 км/ч определяется по формуле:
(6)
где К – коэффициент, принимаемый при перевозке груза с опорой на 1 ваг = 5
Qгр – общий вес грузов в вагоне, т.
Величина вертикальной инерционной силы составит:
(7)
Ветровая нагрузка определяется по формуле:
(8)
где Sn – площадь проекции груза на продольную вертикальную плоскость, м2.
,
где Lгр – длина груза, м;
Hгр – высота груза, м.
Сила трения в продольном направлении определяется по формуле:
(9)
где μ – коэффициент трения груза по полу вагона, принимается для дерева по дереву – 0,45;
Qгр – вес груза в кг,.
Сила трения в поперечном направлении определяется по формуле:
(10)
Практическое занятие №2
Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА И СТЕПЕНИ НЕГАБАРИТНОСТИ»
Цель: научиться определять вид и степень негабаритности в зависимости от размеров груза и типа крепления.
Негабаритным считается груз, если он при размещении на открытом подвижном составе, находящемсяна прямом горизонтальном участке пути, превышает пределы габарита погрузки.
Негабаритность бывает одно- и двусторонняя. В зависимости от того, где выходит груз за габаритпогрузки в вертикальной плоскости, негабаритность подразделяют на нижнюю, боковую и верхнюю.
К грузам с нижней негабаритностью относятся такие, которые превышают габарит погрузки на высотеот 480 до 1399мм от уровня верха головки рельса; с боковой негабаритностью – на высоте от 1400 до 4000 мми с верхней негабаритностью от 4001 до 5300 мм от УГР.
Кроме того, для более точного определения условий пропуска грузов верхней негабаритности на 2-хпутных участках вводится условная зона совместной боковой и верхней негабаритности на высоте от 4001 до4625 мм.
В зависимости от того, на сколько груз выходит за пределы габарита погрузки, негабаритностьподразделяется на 6 степеней. Нижняя и боковая негабаритность может быть 6-ти степеней, верхняя – 3-хстепеней. Очертания негабаритности показаны на рисунке 1.
Степень негабаритности УГР определяют по таблице, приведѐнной в «Инструкции по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов на ж.д.». В этой таблице в зависимости от высоты выхода груза от УГР и отклонения от оси пути даны размеры очертаний габарита погрузки, негабаритностей всех степеней и габарита приближения строений С. Грузы, которые при погрузке на подвижной состав выходят за пределы очертания негабаритностей называют сверх негабаритными. Сверхнегабаритность может быть нижняя, боковая, верхняя и вертикальная. Грузы выше габарита погрузки имеют вертикальную сверхнегабаритность.
Пример №1. Определить вид негабаритности, если высота наиболее выступающих точек грузанаходится на высоте от УГР:
1) Н = 1100 мм.
2) Н = 3200 мм
3) Н = 4520 мм
4) Н = 5400 мм.
Пример №2. Определить вид и степень негабаритности, если высота наиболее выступающей точкигруза от УГР Н=2810 мм, а расстояние от оси пути до этой точки В = 2040 мм.
Пример №3. Определить вид и степень негабаритности, если: Н = 4100 мм, В =1825 мм.
Пример №4. Определить зону и степень негабаритности для грузапрямоугольной формы, если:
Высота груза – 3400 мм
Ширина груза – 2800 мм
Высота пола вагона от УГР – 1300 мм
Высота подкладок – 200 мм.
Решение:
1. Определяем высоту наиболее выступающей точки А от УГР:
2. Находим расстояние от оси пути до точки А:
.
Пример №5. Определить вид и степень негабаритности цилиндрического груза, если:
диаметр груза – 3600 мм
толщина обвязки – 15 мм
высота пола вагона – 1300 мм
высота подкладки – 200 мм
Решение:
1. Определяем высоту наиболее выступающей точки А от УГР:
2. Определяем расстояние от оси пути до точки А:
Практическое занятие №3