Грузоведение. Сохранность и крепление грузов. Грузоведение сохранность и крепление грузов

Название	Грузоведение сохранность и крепление грузов
Анкор	Грузоведение. Сохранность и крепление грузов.doc
Дата	27.04.2017
Размер	3.03 Mb.
Формат файла
Имя файла	Грузоведение. Сохранность и крепление грузов.doc
Тип	Документы #6027
страница	24 из 27

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 27

т\ Ха— Са (х\ — JC_a)— Fa Sgn ( Ха— JC_a)—0; ^т& а + Са (а — _а)+ Fa Sgn ( Ха —Х_а)--#_а =°Я

-

Ус

корение

/ груз

а, едит it. МН,

ты g, ]

усилие N

,.

в автосцепка:

для вагонов

Варианты

км/ч

соударений вагонов

первого

второго

третьего

четвертого

пятого

)

h

N_t

/2

2

/·

iV₃

_и

».

;.

7,2

2,2

1,30

2,2

1-Й

10,8

3,4

1,90

3,4

7,2

2,5

1,40

1,7

0,80

1,2

1->2

10,8

3,8

1,20

2,6

1,15

1,8

7,2

1,2

0,80

1,7

1,40

2,5

2-й -

10,8

1,8

1,15

2,5

2,20

3,8

7,2

2,25

1,45

1,8

1,05

0,85

0,70

0,95

13

10,8

3,85

2,25

2,6

1,55

1,25

1,05

1,3

7,2

0,95

0,70

0,85

1,05

1,8

1,45

2,55

3-й

10,8

1,3

1,05

1,25

1,55

2,6

2,25

3,85

1-4

7,2

2,55

1,45

1,8

1,05

0,85,

0,90

0,6

0,60

0,8

14

10,8

3,85

2,25

2,6

1,60

1,25

1,35

0,8

0,85

1,1

7,2

0,8

0,60

0,6

0,90

0,9

1,05

1,8

1,45

2,5

4-й

10,8

Ы

0,85

0,8

1,35

1,35

1,60

2,6

'2,25

3,8

7,2

1,5

1,00

1,8

1,70

1,8

1,00

1,5

^;

2-v2

-10,8

2,05

1,50-

2,6

2,65

2,65

1,50

2,1

7,2

1,5

1,10

1,8

1,70

1,8

1,35

1,0

0,90

1,2

2-3

10,8

2,05.

1,55

2,6

2,70

2,7

2,05

1,4

1,35

1,6

7,2

1,2

0,90

0,95

1,30

1,9

1,75

1,85

1,05

1,5

3-+2

10,8

1,6

1,35

4,4

2,00

2,8

2,80

2,75

1,50

2,1

* При соударении абсолютно жестких вагонов 1,95 МН.

Решаем задачу для двух, трех, четырех и пяти вагонов. Рассматриваем возможные варианты соударений: одного вагона с одним, одного с двумя, двух с одним и т. д. (табл. 5.2). Для каждого вагона массы тары равна 21 т, масса груза — 60 т, отношение Сгр/^гр—655 с

², коэффициент трения между грузом и вагоном 0,4, характеристика междувагонных связей С\ = 16,64-' 17,8 МН/м, <р= = 0,23ч- 0,28.

Максимальные ускорения действуют на груз на набегающем вагоне при соударении его с группой из д©ух-трех вагонов и настоящем вагоне—при набегании на него двух-трех вагонов. Дальнейшее увеличение в первом случае числа стоящих, а во втором набегающих вагонов не оказывает практически никакого влияния на значения ускорений грузов на набегающем вагоне, что подтверждается исследованиями по оценке усилий в междувагонных связях. При скоростях соударения от 3,6 до 10,8 км/ч по схеме 1->3 ускорения грузов на стоящих вагонах по сравнению с набегающим составляют на первом 65—70%, на втором — 32—42%, на третьем— 35—43% (рис, 5.5).

194

При групповых соударениях вагонов (двух с двумя, трех с двумя и т. д.) наибольшие ускорения возникают у грузов на вагонах, которые первыми включаются в соударение. Значения этих ускорений для одних и тех же скоростей меньше, чем при соударениях с одиночными вагонами, примерно на 30%. Максимальные продольные усилия в автосцепках возникают у вагонов, которые также первыми включаются в соударение.

С ледов ательйо, для решения задач, связанных с изучением динамики грузов при соударениях вагонов, следует рассматривать поведение груза на набегающем вагоне при соударении его с двумя-тремя стоящими вагонами.

Влияние на ускорение и перемещение грузов жесткости крепления и массы набегающих и стоящих вагонов. Одним из основных показателей жесткости связи груза с вагоном (амортизации) является отношение С_гр//п_гр. Для изучения влияния жесткости крепления грузов необходимо для одних и тех же условий соударений принимать различные параметры жесткости крепления груза к вагону. Для исследований использовали расчетную схему (см. рис. 5.4) и соответствующую ей математическую модель, описывающую соударение вагона, загруженного шестью грузами, с тремя вагонами:

7*

195

Масса каждого груза 11 т. Отношение С_Гр/т_грсоответственно 180, 450, 720, 1510, 5350 и 10700 с². Масса брутто каждого стоящего вагона 86 т; характеристика каждой междувагонной связи: С^ = —17 МН/м; ц=0,21. Результаты вычислений приведены в табл. 5.3 и на рис. 5.6.

Если амортизация грузов отсутствует и С_Гр=оо, их ускорения будут такие же, как у вагона. Дифференциальное уравнение движения вагона

откуда

Для случая Сгр//п_Гр=оо также выполнены расчеты, определены ускорения и на рис. 5.6 приведены их значения.

Анализ данных табл. 5.4 и рис. 5.6 позволяет сделать следующие выводы. Перемещения грузов при скоростях соударения до 10 км/ч не превышают 8 мм при С_гр/т_гр>5000 с^-2. Ускорения грузов растут с увеличением С_Гр/гп_грдо 1500—1600 с², что соответствует отношению удвоенной жесткости междувагонной связи к массе тары вагона С\/т_ъ—1700/2,<24 1510 с^-2. При дальнейшем увеличении жесткости крепления ускорения груза остаются на том же уровне или уменьшаются незначительно. Следовательно, амортизация грузов не всегда способствует уменьшению инерционного воздействия, испытываемого грузами при соударении вагонов.

Амортизация грузов дает эффект по снижению их ускорений по сравнению с абсолютно жестким креплением грузов к вагону, если отношение С_Гр//п_гр<200 с^-2. Однако при этом максимальные перемещения груза по вагону будут существенны. Например, при скорости 7,2 км/ч и коэффициенте трения меньше 0,4 перемещения превышают 80 мм.

Анализом зависимости ускорений груза от скорости соударения (рис. 5.7) установлено, что при соударении вагонов, загруженных до полной грузоподъемности, увеличение массы стоящих ва-

Т а бл ица 5.3

_as.!	Перемещения, мм (числитель), и ускорения, доли g(знаменатель) грузов						Усилия в автосцепках между вагонами, МН
Скорое гона п< ударен км/ч	I (2)*	II (5)	РЙ (8,5)	IV (17)	V (60)	VI (120)	1-2	2-3	3 — 4
3,6 5,4 7,2 9,0 10,8	25/0,85 52/1,3 78/1,8 105/2,3 132/2,75	15/1,05 29/1,7 43/2,3 58/3,0 72/3,6	Ю/1,2 20/1,95 30/2,65 40/3,4 50/4,2	7/1,5 12/2,3 18/3,2 25/4,15 30/4,95	2,5/1,6 3,8/2,4 5,5/3,35 7/4Д 8,5/4,95	1/1,5 1,9/2,4 2,8/3,4 3,4/4,1 4/4,9	0,87 1,30 1,72 2,12 2,54	0,67 0,98 1,30 1,62 1,95	0,50 0,74 0,98 1,24 1,46

* В скобках для каждого груза указана жесткость крепления в МН/м.

196

гонов с 86 до 170 ф приводит к росту ускорений груза примерно на 10—15%. К более существенному увеличению ускорений груза приводит уменьшение загрузки набегающего вагона. Например, при скоростях 6—7 км/ч уменьшение массы набегающего вагона с 87 до 43 ф способствует увеличению ускорений на 60—65%.

В эксплуатационных условиях характеристики поглощающих аппаратов изменяются. Для определения влияния этого фактора расчеты выполнены для соударений четырехосных вагонов массой 86 ф и поглощающих аппаратов Ш-1-ТМ при С\ = 17 и 11 МН/м, cp = 0,21-f-0,28. Изменение в указанных пределах жесткости междувагонной связи и коэффициента относительного трения при скоростях соударения до 8 км/ч не исчерпывает полностью хода поглощающих аппаратов. При уменьшении жесткости с 17 до 11 МН/м значения ускорений груза уменьшаются на 20—25%. Поэтому можно считать, что для принятых в расчетах условий ускорения грузов, возможные в эксплуатационных условиях при соударениях вагонов со скоростями до 8—9 км/ч, будут в основном находиться в пределах, ограниченных прямыми 43 и 87 (см, рис. 5.7).

При исследовании зависимостей перемещений груза от скорости соударения вагонов значения коэффициента трения между грузами и вагоном или коэффициента сопротивления перемещению грузов приняты 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2, а масса брутто каждого вагона — 86 т. В практике перевозок грузов наиболее часты значения м от 0,2 до 0,6. Приведенные на рис. 5.8, б зависимости показывают, что при данных коэффициентах трения перемещения грузов при соударениях вагонов весьма значительны и при скорости соударения 5 км/ч могут достигать 120—130 мм. Увеличение коэффициента трения до 1,0—1,2 может способствовать значительному уменьшению перемещений грузов. Следует отметить, что при значениях коэффициента трения (0,2; 0,4; 0,6; ...; 1,2) ускорения груза практически не зависят от скорости соударения и составляют соответственно 0,19; 0,39; 0,59; 0,78; 0,98 и 1,07#.

197

На рис. 5.8, б показаны зависимости от скорости соударения усилий в автосцепке набегающего вагона при связи груза с ним посредством трения, различных жесткостей крепления и для случая, когда вагон абсолютно жесткий. Жесткость междувагонной связи в этих расчетах составляла 17 МН/м, <р=0,21. При абсолютно жесткой связи груза е вагоном по сравнению со связью трением с коэффициентом 0,4 усилие в автосцепке вагона в интервале скоростей от 3 до 10 км/ч увеличивается на 45—50%. При натурных испытаниях вагонов, загруженных сыпучим грузом примерно с такими же характеристиками междуватонных связей, какие приняты в расчетах, и скорости соударения 7 км/ч усилие в автосцепке -составляет 1,80—1,90 МН. Такое усилие получено при С_Гр/т_гр= ==3000-5000 с² и коэффициенте трения 0,4.

Изменение ускорений груза по длине вагона. Если у каждого размещенного в вагоне груза при одноярусной погрузке отношения жесткости крепления к массе одинаковы, то одинаковы и их ускорения. Широкое распространение получили способы размещения, когда грузы укладывают в вагоне вплотную друг к другу. Идеализированная расчетная схема для исследования такой погрузки, когда грузы имеют с вагоном одну упругую связь и связи посредством трения, а между собой — упругие связи, приведена на рис. 5.9, а. Математическая модель для такой схемы может быть представлена следующей системой дифференциальных уравнений:

198

199

Исследованиями при n=6, /7Zi = m₂=...=/n₆ = ll ф и одинаковых жесткостях связей между грузами (Ci = 2, С₂=8, С₃=20МН/м) установлено, что в случае различных жесткастей крепления максимальные ускорения (примерно одного порядка) грузов возникают в различное время (рис. 5.9, б), общая продолжительность которого 0,2—0,3 с. Ускорения, определяющие максимальное усилие, передаваемое на торцовое ограждение вагонов (рис. 5.9, в), соответствуют моменту возникновения наибольшего ускорения у груза со стороны удара. Значения ускорений от первого груза к последнему уменьшаются.

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 27