CC BY
12Транспорт Шёлкового Пути
№1-2, 2019
УДК 656.212.2.073.22
ABOUT THE NEW METHOD OF CALCULATION OF CARGO FASTENING ON THE CAR
RUZMETOV Y.O. - Ph.D., vice-rector Tashkent Institute of Railway Engineers (TashllT) 700167, Tashkent, Uzbekistan, str. Adilkhodjaev, 1 Tel. +998(90) 374 81 29 E-mail: [email protected]
Annotation: The object of the research in this article is cargo securing at a railway transport. In order to ensure the safe movement of rolling stock, it is necessary to revise the methods for calculating cargo securing on a wagon.
Keywords: cargo, fastening, placement, wagon, methods, technical condition, size, center of gravity, document, formula.
YUKLARNI VAGON USTIGA MAHKAMLASH XISOBINING YANGI USLUBI
RUSMETOV Y.O. - t.f.n., prorektor
Toshkent temir yo'l muxandislari institute (ToshTYMI)
700167, O'zbekiston, Toshkent sh., Odilxo'jaev ko'ch., 1
Tel. +998(90) 374 81 29
E-mail: [email protected]
Annotaciya. Ushbu maqoladagi tadqiqotning ob'ekti temir yo'l orqali yuklarni etkazib berishdir. Harakatlanadigan tarkibning xavfsiz harakatlanishini ta'minlash uchun yuklarni avtoulovda saqlash uchun hisoblash usulini qayta ko'rib chiqish kerak.
Kalit so'zlar. Yuk, mahkamlash, joylashtirish, vagon, texnika, texnik holat (TU), qiymat, og'irlik markazi, hujjat, formulalar.
О НОВОЙ МЕТОДИКЕ РАСЧЁТА КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА НА ВАГОНЕ РУЗМЕТОВ Я.О. - к.т.н., доцент
Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (ТашИИТ)
700167, Ташкент, Узбекистан, ул. Адылхаджаева, 1
Тел. +998(90) 374 81 29
E-mail: [email protected]
Аннотация: Объектом исследования в данной статье является крепление грузов на железнодорожном транспорте. В целях безопасности движения подвижного состава необходимо переработать методику расчета крепления груза на вагоне.
Ключевые слова: груз, крепление, размещение, вагон, методика, техническое условие (ТУ), величина, центр тяжести, документ, формула.
ВВЕДЕНИЕ
Проблемы крепления грузов на железнодорожном транспорте общеизвестны [1 - 16]. Как известно [1], некорректность формул технического условия (ТУ) [9, 10], по которым проводят расчёт гибких элементов крепления груза. В [11 - 13] разработана новая методика расчёта крепления твёрдотельного груза, которая представлена как единый документ, где последовательно изложено содержание этой методики в пределах применимости основного закона динамики при относительном движении классической механики [11, 17]. Новая методика инженерного расчёта гибких элементов крепления груза при отсутствии и наличии упорных элементов при воздействии продольных и поперечных сил базируются на результатах частных методик и последующих конкретных примеров инженерных расчётов при движении подвижного состава по прямому участку пути [13]. В [11 - 13] убедительно доказана возможность прогнозирования сдвигаи груза поперёк вагона Ay и при необходимости принять конкретные решения (например, либо увеличить количество элементов крепления, либо, при возможности, увеличить количество нитей щ и либо увеличить диаметры di проволоки). Помимо того, в [11 - 13] основательно доказана научная несостоятельность формул ТУ и Приложения 14 к СМГС [9, 10], по которым разрабатываются схемы размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. И особо отмечено, что использование формул ТУ в научных целях вредно для транспортной науки, а в учебных целях -для высшего профессионального образования железнодорожных вузов.
57
Я. Рузметов
НОВАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗА
Эта методика включает в себя следующие данные, которые совершенно отличаются от методики ТУ [9,
10]:
1. Из чертежа (или схемы) размещения груза на вагоне найти все проекции каждого гибкого элемента крепления (растяжка, обвязка). Например, в виде а, Ьг и кг - проекции 1-х элементов креплений длиной и (где
I = д/а 2 + Ь2 + к2
I \ I I I
а/ + Ь1 + к/ ) на продольную (Ох), поперечную (Оу) и вертикальную (02) оси,
м.
2. В качестве исходных данных, как и в [11 - 13], принимают: силу тяжести груза О, кН;/- коэффициент трения скольжения/ = 0,7/ц., причём/ц. - коэффициент трения сцепления (при покое) (принимают по справочным данным или по п.10 ТУ). Также принимают модуль упругости отожжённой проволоки элементов крепления Е = 1107 кН/м2, п и йг - количество нитей (примем либо 6, либо 8 шт.) и диаметр проволоки /-ого гибкого гибкого элемента крепления (примем 6 мм). Эти данные необходимы для вычисления эквивалентной жёсткости гибких элементов крепления.
3. На основе принятой расчётной схемы груза определяются воздействие на гибкие элементы крепления продольных, поперечных и вертикальных сил, а также силы аэродинамического сопротивления и усилия, возникающие при предварительной скрутки проволоки крепления (обычно в пределах 15 -г- 25 кН). Также вычисляют силу трения Етрх и ^тр.у, как касательных составляющих реакции связи (пола вагона, а при наличии подкладок под груз, этих подкладок). Здесь имеют в виду, что воздействие этих сил испытывают упорные и гибкие элементы крепления.
4. Найти продольную сдвигающую силу ^сд.х, а поперечную сдвигающую силу ^ду определить с учётом коэффициента запаса устойчивости груза против поперечного опрокидывания.
5. Определить проекции усилия предварительных скруток проволоки крепления К0■ на продольную Я0х, поперечную Я0у и вертикальную Я02 оси, найти силы трения ^Я0тр.х и ^Я0тр.у от усилия Я02 после начала сдвига груза при коэффициенте трения скольжения /.
6. Рассчитать реакцию упорных (или распорных) брусков Ябр.х и Ябр.у с учётом состояния пола вагона и погодных условий перевозок груза через коэффициент запаса прочности крепления к [11, 13].
7. Вычислить продольную Д^Я0х = Д^Я0х = Д^Я0пр. и поперечную АГЯ0у = Д^Я0у = Д^Я0п. силы, воспринимаемые упорными и гибкими элементами крепления груза после начала сдвига груза при коэффициенте трения скольжения /
8. Определить эквивалентную жёсткость гибких элементов вдоль сэкв.х и поперёк сэкв.у вагона с учётом физико-геометрических параметров крепления груза (Е, п,, й/ а/, Ь /, к г и I) при/
9. Принять начальные сдвиги груза вдоль Дх0 и поперёк вагона Ду0 (в покое) в пределах 0,005 -г- 0,008 м при, котором гибкие элементы крепления другого направления начинают выключаться из работы по удержанию груза от сдвига (провисают).
10. Вычислить сдвиги груза вдоль Дх и поперёк вагона Ду с учётом начальных сдвигов Дх0 и Ду0 как вдоль, так и поперёк вагона [11 - 13].
11. По величине сдвига груза вдоль Дх и поперёк Ду вагона найти удлинения каждого элемента крепления Д1х и Д1у. В свою очередь, по величинам Д1х и Д/у находят усилия в каждом /-м элементе Я х = Яупр. х и Я у = Яупр. у. При этом усилия в каждом гибком элементе будут иметь разное значение в зависимости от геометрии этих элементов.
12. Произвести сравнение полученного расчётного значения усилия каждого гибкого элемента крепления с допустимым значением [Я /0]. Величину [Я ,0] определяют по табл. 30 Приложение 14 к СМГС [3] в зависимости от принятых значений количества нитей пг (шт.) и диаметра (мм) проволоки крепления с учётом натяжения предварительных скруток этой проволоки Я0 = 20 кН, т. е. [Я /0] = [Я,] + Я0 г.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Разработана новая методика расчёта1 продольного и поперечного сдвига твёрдотельного груза на вагоне с учётом усилия предварительных скруток проволоки независимо от геометрии их крепления относительно продольной и поперечной оси симметрии вагона и реакции упорных брусков, которые учитывают состояние пола вагона и погодных условий перевозок, при воздействии на средства крепления плоской системы сил (продольной, поперечной и вертикальной сил и силы аэродинамического сопротивления).
2. Новая методика расчёта усилия в гибких элементах крепления независимо от геометрии их крепления (растяжек, обвязок и увязок) при движении вагона с грузом, как по прямому, так и по кривому участку пути представлена в виде единого документа.
Новизна рекомендуемой новой методики для практического применения, сравнительно с ранее известной методикой ТУ, состоит в том, что она ещё на этапе разработки схемы размещения и крепления груза позволяет управлять (прогнозировать) процесс проведения расчёта сдвига груза как вдоль, так и поперёк вагона и усилия в элементах крепления груза независимо от геометрии их крепления. Так, например, если очертания груза и полезная площадь пола вагона позволяет, то можно увеличить количество крепёжных изделий (гвоздь), в противном случае - количество гибких элементов крепления.
Преимущество новой методики - возможность решения технической проблемы при воздействии плоской системы сил на основе определения удерживающих сил с учётом усилия предварительных скруток проволоки и реакции упорных брусков.
О новой методике расчёта крепления груза на вагоне
58
В перспективе рекомендуемая новая методика для практического применения должен быть основой нормативно-правовой базы при переработке действующей методики ТУ по размещению и креплению грузов на вагоне.
Автор выражает благодарность докт. техн. наук, профессору Х. Туранову за содействие в подготовке данной статьи к опубликованию.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Туранов, Х.Т., Рузметов Ё.О. (2019) Основные недостатки методики расчёта крепления грузов на вагоне по ТУ / Х.Т. Туранов, Я.О. Рузметов // Эл. журнал. - «Транспорт шелкового пути», № 1-2.. - С.59-64. [In Russian: Turanov Kh.T., Ruzmetov, Y.O. (2019) The main disadvantages of the calculation method of securing cargo on the car according to TC].
2. Основные принципы и требования по креплению укрупненных грузовых единиц (НРБ) // ЭИ/ЦНИИТЭИМПС железнодорожный транспорт за рубежом. Серия: I. - М: 1984. Вып. 2 C.13-17., Вып. 5 C.6-10. [In Russian: (1984) Basic principles and requirements for securing large freight units (RSS) // EI / CRIITER MR railway transport abroad. Series: I].
3. TumielewiezM. Ladowa nie zabezpieczanie przesyiek miedzynarodowych. Eksplontacija Kiei, 1983. № 10 Richting verladen in Güterwagen/ Dickjobst H. // Deine Bahn. - 1995. - 23. №5. - С. 274-277.
4. Bebadetechnik and Ldung - Sicherund / Munzert R.// Deine Bahn. - 1998. - 26, №6. - С. 345-348.
5. Zurrmittel zum Verzuren von Lastenl Dolerych V // DNF: Int. Fachzeitschr. Forger, - Lager - and Transporttechn. [DHF: Dtsch/ Hebe - and Forgertechn]. - 1998. - 44, №5 С. 50-60.
6. Nils Anderson, Peter Anderson, Robert Bylander, Sven Sokjer, Petersen and Bob Zether. Equipment for Rational Securing of Cargo on railway Wagons / VINNOVA Report/Rapport VR 2004:05. Available at: http://www.vinnova.se/upload / EPiStorePDF /vr-04-05.pdf.
7. Marten Johanson, Peter Andersson. Equipment for Efficient Cargo Securing and Ferry Fastening of Vehicles / NVF-rapporter / Va gverket, 2004. Available at: http://www.nvfnorden.org/lisalib/getfile.aspx?itemid=1593.
8. Driver's Handbook Cargo Securement. A Cuide to the North American Cargo Securement Standard. Available at: http://www.highwaystarmagazine.com/images /Driver_Handbook.pdf.
9. Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. - М.: Юртранс, 2003. - 544 с. [In Russian: (2003) Technical conditions for the placement and securing of goods in wagons and containers]
10. Приложение 14 к СМГС «Правила размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах». - М.: Планета, 2008. - 191 с. [In Russian: (2008) Appendix 14 to IRFA "Rules for the placement and securing of goods in wagons and containers."].
11. Туранов Х.Т. Теоретическая механика в задачах грузовых перевозок: монография / Х.Т. Туранов. - Новосибирск: Наука, 2009. - 376 с. [In Russian: Turanov Kh.T. (2009) Theoretical mechanics in the problems of freight transportation: monographi].
12. Туранов Х.Т. Взаимодействие открытого подвижного состава и твёрдотельного груза: Учебное пособие для вузов железнодорожного транспорта / Х.Т. Туранов. - М: ФГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. - 374 с. [In Russian: Turanov Kh.T. (2011) Interaction of open rolling stock and solid-state cargo: Textbook for universities of railway transport].
13. Туранов Хабибулла. Специальные задачи грузовых перевозок: учебное пособие для студентов вузов железнодорожного транспорта / Хабибулла Туранов. - Saarbrücken, Germany: LAP LAMBERT Palmarium Academic Publishing, 2012. - 423 c. [In Russian: Turanov, Khabibulla. (2012) Special tasks of freight transportation: a textbook for university students of railway transport].
14. Х.Т. Туранов, Я.О. Рузметов, А.В. Якушев. О деформируемом состоянии механической системы «груз-вагон-крепление» // Известия Петербургского государственного университета путей сообщения. 2019. Т. 16. Вып. 1. С. 25-34. DOI: 10.20295/1815-588X-2019-1-25-34. [In Russian: Kh.T. Turanov, Y.O. Ruzmetov, A.V. Yaku-shev. (2019) On the deformable state of the mechanical system "load-car-mount"]
15. Khabibulla Turanov, Yadgor Ruzmetov and Natalia Vlasova. Calculating Cargo Securing Elements on a Railway Platform Under the Impact of a Spatial Force System. VIII International Scientific Siberian Transport Forum - TransSi-beria 2019, Volum 1. Book series: "Advances in Intelligent Systems and Computing". Khabibulla Turanov, Yadgor Ruzmetov and Natalia Vlasova. Calculating Cargo Securing Elements on a Railway Platform Under the Impact of a Spatial Force System. VIII International Scientific Siberian Transport Forum - TransSiberia 2019, Vol 1. Book series: "Advances in Intelligent Systems and Computing".
16. Рузметов Я.О. О деформированном состоянии груза и подкладок при маневровых соударениях вагонов. Узбекский журнал «Проблемы механики». № 2, 2019. - С. 29-33. [In Russian: Ruzmetov Y.O. (2019] On the deformed state of cargo and linings during shunting collisions of cars]
17. Лойцянский, Л.Г. Курс теоретической механики. Т. II. Динамика / Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье // - М.: Наука, 1983. - 640 с. - С. 347. [In Russian: Loitsyansky, L.G. (1983) The course of theoretical mechanics. T. II. Dynamics / L.G. Loytsyansky, A.I. Lurie ].
1 Автор благодарит профессора Туранова Х.Т. за замечания и ценные советы при разработке данной методики расчетакрепления груза на вагон.
