Грузоподъемность вагона и необходимость ее увеличения. Факторы, определяющие величину грузоподъемности. Осевая и погонная нагрузки вагона и условия, определяющие ее величину

 

Грузоподъёмность Р – наибольшая масса груза, допускаемая к перевозке в в-не. Грузоподъёмность определяет провозную способность железных дорог => стремятся создавать в-ны с max-но возможной грузоподъёмностью, увеличивая габаритные размеры, повышая осевую и погонную нагрузки, т.к. грузопод-тьопр-ся исходя из:

1. возможностей габарита п/с

2. по допускаемой осевой нагрузке p₀

3.по допуск. погонной нагрузке q_n

Осевая нагрузка р₀ - нагрузка от к.п. на рельсы.

Допускаемая величина осевой нагрузки опр-ся мощностью ж/д пути и в наст. время ограничена величиной 230,5 кН  23,5 т. Ставится вопрос об увеличении осевой нагрузки до 245 кН.

Погонная нагрузка q_n – нагрузка от в-на на 1 м пути.

Допуск. погонная нагрузка опр-ся прочностью мостов и в настоящее время ограничена величиной 103 кН/м. 4-осные грузовые вагоны реализуют погонную нагрузку до 70 кН/м, 8-осные до 85 кН/м. Увеличение погонной нагрузки позволяет повысить m_поезда при неизменной длине станционных путей.

 

5. Основные силы, учитываемые при расчете вагонов на прочность: вертикальные, боковые и продольные     

 

Нормами устанавливаются два основных(I и III) и один дополнительный специальный (II) расчетные режимы.

В эксплуатации I режиму расчета соответствуют:

 - для грузовых вагонов — осаживание и трогание тяжеловесного состава с места, соударения вагонов при маневрах, экстренное торможение в поездах при малых скоростях движения;

 - для пассажирских вагонов — аварийное соударение при маневрах или столкновение вагонов в нештатных ситуациях, а также аварийный рывок (толчок) вагона при следовании в грузовом поезде.

В эксплуатации III режиму расчета соответствует нормальная работа вагона в движущемся поезде (движение вагона в составе поезда по прямым и кривым участкам пути и стрелочным переводам с допускаемой скоростью вплоть до конструкционной при периодическихслужебных регулировочных торможениях, периодических умеренныхрывках и толчках, штатной работе механизмов и узлов вагона).

II дополнительный специальный расчетный режим применяетсядля отдельных типов вагонов как сочетание нагрузок, характерное для этих вагонов (например, при погрузочно-разгрузочных работах, ремонте и др.).

Продольные нагрузки. К основным расчетным продольным нагрузкам относятся: сжимающие и растягивающие силы взаимодействия между вагонами и между вагонами и локомотивом; силы инерции отдельных масс вагона.

Продольные сжимающие (-N) или растягивающие (+N) силывзаимодействия между вагонами и между вагоном и локомотивом возникают при различных режимах движения поезда (трогание с места, изменение скорости движения, торможение) и маневровых работах.

Продольные силы прикладываются к передним (при растяжении, рывке) или задним (при сжатии, ударе) упорам на уровне оси автосцепного устройства вагона. При этом должен учитываться конструктивный эксцентриситет продольной оси автосцепки относительно центра тяжести сечения хребтовой балки.

Продольные силы инерции отдельных масс вагона возникают при динамическом действии указанных выше продольных сжимающих и растягивающих сил взаимодействия между вагонамии между вагоном и локомотивом. Эти силы в общем случае определяются по формуле

где N – внешняя продольная сила удара или рывка, приложенная к автосцепке, либо тормозная сила вагона;

m – масса узла, детали, груза, для которой определяется продольная сила инерции;

m _В – общая масса вагона.

 Силы инерции могут также вычисляться по формуле

 нормированная величина продольного ускорения (замедления) узла, детали и т.п.

Силы инерции прикладываются в центре тяжести соответствующей массы. Равнодействующая сила инерции жидкости в котле цистерны принимается приложенной на уровне продольной оси котла.

Величина продольных нагрузок для I режима -3,0 МН, +2,5 МН – груз, ±2,5 МН – пассаж.

Вертикальные нагрузки. К основным расчетным вертикальным нагрузкам относятся собственная сила тяжести вагона, полезная нагрузка, вертикальная динамическая сила и вертикальная добавка от продольной силы инерции кузова.

Под собственной силой тяжести понимается суммарная сила тяжести частей вагона, нагружающих рассчитываемый элемент, включая и силу

тяжести самого элемента.

Собственная сила тяжести вагона равна

где Т  – масса тары вагона;

g – ускорение свободного падения.

Под полезной нагрузкой понимаются сила тяжести груза или пассажиров с багажом.

Сила тяжести груза рассчитывается по формуле:

где m _Г – масса груза в вагоне.

Сила тяжести пассажиров с багажом определяется по расчетной населенности вагона, т.е.

где n – максимальная расчетная населенность вагона;

m _пас – средняя масса одного пассажира с багажом: для всех пассажирских вагонов принимается m _пас = 100 кг.

Сумма собственной силы тяжести вагона и полезной нагрузки составляет силу тяжести (вес) вагона брутто, т.е.

которая приложена в центре масс вагона.

Вертикальная статическая нагрузка от веса вагона брутто, приходящаяся на рассматриваемый элемент,

где Р _ч – вес частей вагона, через которые передается нагрузка от рассчитываемых элементов на рельсы;

n – число параллельно нагруженных рассчитываемых элементов вагона.

Вертикальная динамическая нагрузка Р_д возникает при колебаниях вагона на рессорах и взаимодействии вагонов при движении поезда и маневровой работе. Эта нагрузка приложена также в центре масс вагона.

Вертикальная динамическая нагрузка при расчетах на прочность принимается действующей статически и определяется по формуле

где К _ДВ – коэффициент вертикальной динамики.

Вертикальная динамическая сила (добавка) на тележку от действия продольной силы инерции кузова определяется по формуле

где N _ИК – продольная сила инерции кузова брутто;

h _К – расстояние от центра масс кузова до оси автосцепки;

2l – база вагона.

Боковые нагрузки. К основным расчетным боковым нагрузкам относятся центробежная сила, сила давления ветра и поперечная составляющая продольных сил взаимодействия вагонов друг с другом при движении в кривых.

Центробежная сила возникает при движении вагона по кривым участкам пути и направлена по горизонтали наружу кривой. Она приложена к центру тяжести вагона и стремится опрокинуть вагон.

Центробежная сила определяется по формуле

где V – скорость движения, м/с;

R – радиус кривого участка пути, м.

В практических расчетах центробежная сила, уменьшенная на величину горизонтальной составляющей силы тяжести, определяется

Сила давления ветра

где ω – удельное давление ветра, ω = 0,5 кПа.

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 628; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!